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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Bohrspülflüssigkeiten (Spültrüben), welche beim
Bohren von Bohrlöchern verwendet werden.
Durch das Hineinfallen verschiedener Gesteine, durch das Schichtwasser und die Einwirkungen von
Temperatur und andern Faktoren verschlechtern sich beim Bohren von Bohrlöchern die Eigenschaften der
Spülflüssigkeiten, verringert sich die statische Schubspannung, vergrössert sich die Wasserabgabe usw. In- folgedessen wird der Bohrprozess komplizierter und es ergeben sich Notsituationen. Von den physikalisch- chemischen Eigenschaften der Spülflüssigkeiten hängt die Vortriebsgeschwindigkeit ab. Die Verbesserung der Kennwerte der Spülflüssigkeiten wird gewöhnlich durch eine chemische Behandlung derselben-durch
Einführen von Reagenzien, wie Stabilisatoren, Mitteln zur Herabsetzung der Wasserabgabe usw. - erreicht (s. das Buch von A. I. Bulatow, N. P. Kruglizkij, N. A. Mariampol'skijundW. I.
Rjabtschenko"Spülflüssigkei- ten und Zementierungslösungen").
Nachteilig beider chemischen Behandlung sind die Giftigkeit und die hohen Kosten der verwendeten Rea- genzien. Ausserdem können die Reagenzien, welche zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften der Spül- flüssigkeit eingeführt werden, sich auf andere Eigenschaften negativ auswirken, was wieder die Verwendung zusätzlicher Reagenzien notwendig macht. Um die notwendigen Eigenschaften der Spülflüssigkeit zu erhalten, ist es manchmal notwendig, bis zu 5 bis 6 Arten verschiedener Reagenzien einzuführen.
Eine solche Behandlung verlangt viel Zeit für das Übergehen der Spülflüssigkeit aus einem Zustand in den andern. Nicht immer führt die chemische Behandlung zur Steigerung derAktivität der Spülflüssigkeit.
Bekannt sind auch mechanische Behandlungen von Spülflüssigkeiten, z. B. mit Hilfe von Fräs-Strahl-
Mühlen (s. Erfinderzeugnis der UdSSR Nr. 300588, Klasse E 2121/00). Aber die Behandlung mit Hilfe dieser
Mühle erlaubt es nicht, die Eigenschaften der Spülflüssigkeit in den verlangten Grenzen zu regeln und lässt sich schwer automatisieren.
Eine mechanische Behandlung mit relativ schwachen Impulsen erzeugt keine mechanochemischen Effekte. Ein solches Verfahren ist unbrauchbar und die Leistung der verwendeten Anlage ist sehr gering, weil sie nicht kontinuierlich mit Rohstoff beschickt werden kann.
Zweck der Erfindung ist die Verkürzung der Zeit und die Steigerung der Wirksamkeit der Behandlung von Spülflüssigkeiten, Erhöhung der physikalisch-chemischen Aktivität der Spülflüssigkeit bei minimalem Verbrauch chemischer Reagenzien mit der Möglichkeit einer automatischen Regelung der Kennwerte der Spülflüssigkeit und derArbeitsweisewährend des Bohrens von Bohrlöchern, sowie die Verkürzung der Bohrzeit und die Erhöhung der Standzeit der gesteinszerstörenden Werkzeuge.
Das gesteckte Ziel wird dadurch erreicht, dass die Spülflüssigkeit in einer Anlage aktiviert wird, welche die Einwirkung relativ grosser und rasch aufeinanderfolgender mechanischer Impulse auf die Spülflüssigkeit, die in einen Schwebezustand, z. B. im Desintegrator, gebracht wurde, gewährleistet, wobei die aktivierende Kraft der mechanischen Impulse automatisch reguliert wird, u. zw. unter Berücksichtigung der beim Bohren sich verändernden Eigenschaften sowie der verlangten Kennwertegrössen der Spülflüssigkeit.
Die Eigenschaften der Spülflüssigkeit werden mit Hilfe von bekannten, vorwiegend automatisierten Expressanalysen bestimmt. Automatisch werden auch die mechanischen Behandlungsweisen bestimmt, wobei man vom Grad der Verschlechterung der Eigenschaften der Spülflüssigkeit und von den Anforderungen an ihre Eigenschaften unter konkreten Bohrbedingungen ausgeht. Als Eingangs-Kennwert der Eigenschaften der Spülflüssigkeit kann man hiebei z. B. deren Kennwert für die Wasserabgabe annehmen. Die notwendige Umlaufweise des Arbeitsorgans der aktivierenden Anlage, z. B. der Desintegrator-Rotoren, durch welches die Spülflüssigkeit kontinuierlich durchgelassen wird, wird automatisch mit Hilfe eines Rechners, z. B. eines elektronischen Rechners, der den Prozess der Behandlung der Spülflüssigkeit steuert, bestimmt.
Die Abhängigkeit des Kennwertes der Wasserabgabe, welcher die Güte der Spülflüssigkeit kennzeichnet, von der Intensität der Behandlung im Aktivator (Zusammenstossgeschwindigkeit) wird aus der folgenden, im Rechner programmierten mathematischen Formel bestimmt :
EMI1.1
dabei bedeutet :
B (cam3) Wasserabgabe nach der Behandlung
Bo (cam3) Wasserabgabe vor der Behandlung e Basis des natürlichen Logarithmus v (m/sec) Zusammenstossgeschwindigkeit der Schwebeteilchen k empirischer Koeffizient.
Die Grösse des empirischen Koeffizienten "k" wird aus der Formel
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EMI2.1
bestimmt, wobei d (mm) der Durchmesser der Arbeitszone der
Rotoren eines Aktivators mit zwei Ro- toren, z. B. eines Desintegrators ist ; n, + n2 (U/min) Summe der Umlaufgeschwindigkeit der
Rotoren ;
EMI2.2
1 2 beiIn natürlicher Logarithmus.
Infolge starker, rasch aufeinanderfolgender mechanischer Impulse bei Zusammenstoss von Schwebeteil- chen der Spülflüssigkeit mit den Arbeitsorganen gehen mechanochemische Prozesse vor sich, welche zur
Steigerung der physikalisch-chemischen Aktivität der Spülflüssigkeit und im besonderen, zum Auftreten
Radikale führen. Die Steigerung der Aktivität führt nicht nur zur Erhöhung der Fähigkeit zur Strukturbildung, sondern auch zur aktiven Einwirkung der Spülflüssigkeit auf den Prozess der Gesteinszerstörung beim Boh- ren. Die Aktivierung führt auch zur Vermehrung der Menge gebundenen Wassers und dadurch zur Bildung stabilerLösungenmitgeringerWasserabgabeunddennotwendigenstruktur-mechanischenEigenschaften, die man in benötigten Grenzen durch Veränderung der Arbeitsweise des Aktivators regelt.
Nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren wurden verschiedene Arten von Spülflüssigkeiten behandelt, u. zw. mit Ton aus verschiedenen Gruben frischzubereitete, als auch mit aus Bohrlöchern kommenden, den verlangten Bedingungen nicht entsprechenden Spülflüssigkeiten. In den Tabellen I und II sind die Ergebnisse zusammengefasst, welche bei der Behandlung der Spülflüssigkeiten nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren erhalten wurden.
Aus der Tabelle I ersieht man, dass es die Behandlung von aus Klumpenton verschiedener Gruben hergestellten Spülflüssigkeiten nach den hier vorgeschlagenen Verfahren möglich macht, in Abhängigkeit von der regelbaren Intensität der Behandlungsweise, die Wasserabgabe der Spülflüssigkeit von 31 bis auf 10 cm 3 (Grube Nr. 1) und von 38 bis auf 10 cm (Grube Nr. 2) zu verringern. Hiebei verbessern sich die strukturmechanischen Eigenschaften der Spülflüssigkeit wesentlich : die statische Schubspannung nimmt von 15/15 bis auf210/210 mg/cm2 bzw. von 27/27 bis auf 180/200 mg/cm2 zu.
Es erhöht sich auch die Zähigkeit, was besonders wichtig ist beim Bohren unter komplizierten geologischen Bedingungen, d. h. in Erdrutsch-und Sorptions-Zonen. Die angeführten Daten zeigen eine deutliche Verbesserung der Eigenschaften der Spülflüssigkeit durch eine Behandlung nach den hier vorgeschlagenen Verfahren ohne Anwendung von chemischen Reagenzien.
In der Tabelle II sind die Ergebnisse der Untersuchung über den Einfluss der Behandlung nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren von Spülflüssigkeiten, die unmittelbar verschiedenen Bohrlöchern bei verschiedenen Sohlen entnommen wurden, zusammengestellt.
Im vorliegenden Fall wird es durch das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht, die ursprünglichen Kennwerte der verdorbenen Spülflüssigkeiten wiederherzustellen.
Die nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren behandelten Bohrspülflüssigkeiten wurden auf Stabilität der Kennwerte bei Dauerlagerung und Wärmebehandlung geprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass sich nach 30 Tagen sowie bei einer Wärmebehandlung bei 1700C und einem Betrieb von 2 + 4 + 2 h die Kennwerte der behandelten Spülflüssigkeiten nur geringfügig änderten.
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Tabelle I : Einfluss der Behandlung nach dem erfindungsgemässen Verfahren auf die Eigenschaften von frischbereiteten
Bohrflüssigkeiten
EMI3.1
<tb>
<tb> Laufende <SEP> Behandlung <SEP> Technologische <SEP> Kennwerte <SEP> der
<tb> Nr. <SEP> Spülflüssigkeit
<tb> ja/nein <SEP> Maximale <SEP> Spez. <SEP> Gewicht <SEP> Zähigkeit, <SEP> Wasser-Statische <SEP> pH-Wert <SEP>
<tb> Zusammenstoss-g/cm <SEP> sec <SEP> abgäbe <SEP> Sohub- <SEP>
<tb> geschwindigkeit <SEP> cm <SEP> ? <SEP> Spannung <SEP>
<tb> m/sec <SEP> nach <SEP> 1 <SEP> und <SEP>
<tb> 10 <SEP> min
<tb> mg/cm2
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP>
<tb> Spülflüssigkeiten <SEP> mit <SEP> Ton <SEP> aus <SEP> Grube <SEP> Nr.
<SEP> l
<tb> 1 <SEP> nein <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP> 15/15 <SEP> 7, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 2 <SEP> ja <SEP> 30, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> 24, <SEP> 0 <SEP> 27/30 <SEP> 7, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 3 <SEP> ja <SEP> 60, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 24, <SEP> 0 <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> 66/75 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 4 <SEP> ja <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 90/103 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 5 <SEP> ja <SEP> 182,2 <SEP> 1,12 <SEP> nicht <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 210/ > 210 <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP>
<tb> dünnflüssig
<tb> 6 <SEP> ja <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 06 <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP> 95/118 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Spülflüssigkeiten <SEP> mit <SEP> Ton <SEP> aus <SEP> Grube <SEP> Nr.
<SEP> 2 <SEP>
<tb> 1 <SEP> nein-1, <SEP> 14 <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 38, <SEP> 0 <SEP> 27/27 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 2 <SEP> ja <SEP> 30, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP> 33, <SEP> 0 <SEP> 30/30 <SEP> 7, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 3 <SEP> ja <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP> 46/46 <SEP> 7, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 4 <SEP> ja <SEP> 151, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 48, <SEP> 0 <SEP> 18, <SEP> 0 <SEP> 52/52 <SEP> 7, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 5 <SEP> ja <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> nicht <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 180/200 <SEP> 7, <SEP> 4 <SEP>
<tb> dünnflüssig
<tb> 6 <SEP> ja <SEP> 182,2 <SEP> 1,09 <SEP> 35,0 <SEP> 16,0 <SEP> 116/162 <SEP> 7,2
<tb>
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Tabelle 1I :
Einfluss der Behandlung nach dem erfindungsgemässen
Verfahren auf die Eigenschaften von während des
Bohrens behandelten Bohrspülflüssigkeiten
EMI4.1
<tb>
<tb> Laufende <SEP> Behandlung <SEP> Technologische <SEP> Kennwerte <SEP> der
<tb> Nr. <SEP> Spülflüssigkeit
<tb> ja/nein <SEP> Maximale <SEP> Spez. <SEP> Gewicht <SEP> Zähigkeit, <SEP> Wasser- <SEP> Statische <SEP> PHZusammenstoss-g/cm <SEP> sec <SEP> abgabe <SEP> Schub- <SEP> Wert <SEP>
<tb> geschwindigkeit, <SEP> cm3 <SEP> Spannung
<tb> m/sec <SEP> nach <SEP> 1 <SEP> und <SEP>
<tb> 10 <SEP> min
<tb> mg/cm2
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> Spülflüssigkeit <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Bohrloch <SEP> Nr. <SEP> 94 <SEP> pl.
<SEP> Kenkijak
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Sohle <SEP> von <SEP> 1006 <SEP> m
<tb> 1 <SEP> nein-1, <SEP> 25 <SEP> 27, <SEP> 0 <SEP> 46, <SEP> 0 <SEP> 60/60 <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2 <SEP> ja <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> 58, <SEP> 0 <SEP> 40, <SEP> 0 <SEP> 85/94 <SEP> 12, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 3 <SEP> ja <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> nicht <SEP> 36, <SEP> 0 <SEP> 136/150 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> dünnflüssig
<tb> 4 <SEP> ja <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> nicht <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 142/190 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> dünnflüssig
<tb> 5 <SEP> ja <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 16 <SEP> 55, <SEP> 0 <SEP> 39, <SEP> 0 <SEP> 112/142 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Spülflüssigkeit <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Bohrloch <SEP> Nr. <SEP> 91 <SEP> pl.
<SEP> Kenkijak
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Sohle <SEP> von <SEP> 4026 <SEP> m
<tb> 1 <SEP> nein-1, <SEP> 55 <SEP> 35 <SEP> 16 <SEP> 58/72 <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2 <SEP> ja <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> 38 <SEP> 15 <SEP> 60/76 <SEP> 11, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 3 <SEP> ja <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> 45 <SEP> 12 <SEP> 70/110 <SEP> 11, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 4 <SEP> ja <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> 100 <SEP> 10 <SEP> 97/130 <SEP> 11, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Spülflüssigkeit <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Bohrloch <SEP> Nr. <SEP> 4 <SEP> pl.
<SEP> Podgornenskaja
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Sohle <SEP> von <SEP> 1300 <SEP> m
<tb> 1 <SEP> nein-1, <SEP> 26 <SEP> 27 <SEP> 6 <SEP> 5/8 <SEP> 9, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 2 <SEP> ja <SEP> 125, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 26 <SEP> 58 <SEP> 5 <SEP> 36/52 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 3 <SEP> ja <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 16 <SEP> 36 <SEP> 6 <SEP> 39/48 <SEP> 9,6
<tb>
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Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es, je Dach den geologischen Bedingungen möglich, vollständig auf die Verwendung chemischer Reagenzien zu verzichten oder deren Verbrauch bedeutend herabzusetzen.
Der dadurch bedingte wirtschaftliche Vorteil ist bedeutend (er beträgt bei einem tiefen Bohrloch mindestens 25000 Rubel, laut denAngabenderVerwaltung"Kasneftegasraswedka"). Ausserdem erweist es sich, ebenfalls je nach den geologischen Bedingungen, als möglich, den Bohrprozess bedeutend zu beschleunigen und den Verbrauch an gesteinzerstörenden Werkzeugen während des Bohrens zu verringern.
Dies erfolgt durch die Verringerung des Gehaltes an fester Phase in den Spülflüssigkeiten unter Beibehaltung der notwendigen strukturmechanischen Eigenschaften sowie durch die mechanochemische Aktivierung der Spülflüssigkeit (die mechanische Geschwindigkeit der Niederbringung erhöht sich um 30%). Dadurch wird der Bohrprozess stabiler und mathematisch regelbar ; das Zufallsmoment und die dadurch bedingte Anzahl von Pannen verringert sich infolgedessen bedeutend.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Bohrspülflüssigkeiten durch mechanische Behandlung derselben, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrspülflüssigkeit der Einwirkung von relativ starken und rasch aufeinanderfolgenden mechanischen Impulsen, z.
B. im Desintegrator, unterworfen wird, wobei die Zusammenstossgeschwindigkeit der Schwebeteilchen der behandelten Bohrspülflüssigkeit mit Hilfe der Formel
EMI5.1
bestimmt und geregelt wird, wobei
B den regelbaren Kennwert der Spülflüssigkeit nach der Behandlung
Bo den regelbaren Kennwert der Spülflüssigkeit vor der Behandlung e die Basis des natürlichen Logarithmus v die Zusammenstossgeschwindigkeit der Schwebeteilchen k einen Koeffizienten, der von den Konstruktionsabmessungen des Arbeitsorgans des Desintegrators od. dgl. und von den Eigenschaften der behandelten Bohrspülflüssigkeit abhängt, bedeuten.
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The invention relates to a method for the treatment of drilling fluids (muds), which when
Drilling of boreholes can be used.
Through the falling of various rocks, through the stratified water and the effects of
Temperature and other factors worsen the properties of the drill holes when drilling
Mud fluids, the static shear stress decreases, the water release increases, etc. As a result, the drilling process becomes more complicated and emergency situations arise. The advance speed depends on the physico-chemical properties of the flushing liquids. The improvement of the characteristics of the flushing liquids is usually achieved by a chemical treatment of the same
Introduction of reagents, such as stabilizers, agents to reduce water release, etc. - achieved (see the book by A. I. Bulatov, N. P. Kruglitsky, N. A. Mariampol'sky, and V. I.
Ryabchenko "Flushing fluids and cementing solutions").
The disadvantages of chemical treatment are the toxicity and high costs of the reagents used. In addition, the reagents which are introduced to improve certain properties of the rinsing liquid can have a negative effect on other properties, which again makes the use of additional reagents necessary. In order to obtain the necessary properties of the rinsing liquid, it is sometimes necessary to introduce up to 5 to 6 kinds of different reagents.
Such a treatment requires a long time for the flushing liquid to pass from one state to another. The chemical treatment does not always lead to an increase in the activity of the rinsing liquid.
Mechanical treatments of rinsing liquids, e.g. B. with the help of milling-jet
Mills (see USSR Inventory No. 300588, Class E 2121/00). But treatment with the help of this
Mühle does not allow the properties of the washing liquid to be regulated within the required limits and it is difficult to automate.
Mechanical treatment with relatively weak pulses does not produce any mechanochemical effects. Such a process is useless and the performance of the system used is very low because it cannot be continuously fed with raw material.
The purpose of the invention is to shorten the time and to increase the effectiveness of the treatment of drilling fluids, to increase the physico-chemical activity of the drilling fluid with a minimum consumption of chemical reagents with the possibility of automatic control of the parameters of the drilling fluid and the working method during drilling of boreholes, as well as Shortening the drilling time and increasing the service life of the rock-destroying tools.
The goal set is achieved in that the rinsing liquid is activated in a system that allows the action of relatively large and rapidly successive mechanical impulses on the rinsing liquid, which are in a state of suspension, e.g. B. in the disintegrator, was ensured, the activating force of the mechanical impulses is automatically regulated, u. between taking into account the properties that change during drilling and the required parameters of the flushing fluid.
The properties of the rinsing liquid are determined with the aid of known, predominantly automated express analyzes. The mechanical treatment methods are also determined automatically, based on the degree of deterioration in the properties of the flushing fluid and the requirements placed on its properties under specific drilling conditions. As an input characteristic of the properties of the rinsing liquid, one can use z. B. assume their characteristic value for the water release. The necessary circulation of the working organ of the activating system, z. B. the disintegrator rotors, through which the rinsing liquid is continuously let through, is automatically performed using a computer, e.g. B. an electronic computer that controls the process of treatment of the rinsing liquid determined.
The dependence of the characteristic value of the water release, which characterizes the quality of the rinsing liquid, on the intensity of the treatment in the activator (collision speed) is determined from the following mathematical formula programmed in the computer:
EMI1.1
where means:
B (cam3) water release after treatment
Bo (cam3) Water release before treatment e Base of the natural logarithm v (m / sec) Velocity of the collision of the suspended particles k empirical coefficient.
The size of the empirical coefficient "k" is derived from the formula
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EMI2.1
where d (mm) is the diameter of the working zone of the
Rotors of an activator with two rotors, e.g. B. a disintegrator; n, + n2 (rpm) sum of the rotational speed of the
Rotors;
EMI2.2
1 2 at In natural logarithm.
As a result of strong, rapidly successive mechanical impulses when suspended particles of the rinsing liquid collide with the working organs, mechanochemical processes take place which lead to
Increase in the physico-chemical activity of the rinsing liquid and in particular, the occurrence
Lead radicals. The increase in activity leads not only to an increase in the ability to form structures, but also to the active influence of the flushing fluid on the process of rock destruction during drilling it is regulated within the required limits by changing the mode of operation of the activator.
Various types of rinsing fluids have been treated according to the method proposed here, including: Between freshly prepared with clay from different pits, as well as flushing liquids coming from boreholes that do not meet the required conditions. Tables I and II summarize the results obtained when treating the rinsing liquids according to the method proposed here.
From Table I it can be seen that the treatment of flushing liquids made from lump clay from various pits by the methods proposed here makes it possible, depending on the controllable intensity of the treatment method, the water release of the flushing liquid from 31 to 10 cm 3 (pit no. 1) and from 38 to 10 cm (pit no. 2). The structural-mechanical properties of the rinsing liquid improve significantly: the static shear stress increases from 15/15 to 210/210 mg / cm2 or from 27/27 to 180/200 mg / cm2.
It also increases toughness, which is especially important when drilling in complex geological conditions, i.e. H. in landslide and sorption zones. The cited data show a significant improvement in the properties of the rinsing liquid through treatment according to the method proposed here without the use of chemical reagents.
Table II summarizes the results of the investigation into the influence of the treatment according to the method proposed here of flushing fluids which were taken directly from different boreholes in different soles.
In the present case, the method according to the invention makes it possible to restore the original characteristic values of the spoiled washing fluids.
The drilling fluids treated according to the method proposed here were tested for stability of the characteristic values during permanent storage and heat treatment. The results showed that after 30 days as well as with heat treatment at 1700C and operation for 2 + 4 + 2 hours, the characteristic values of the treated rinsing liquids changed only slightly.
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Table I: Influence of the treatment according to the inventive method on the properties of freshly prepared
Drilling fluids
EMI3.1
<tb>
<tb> Ongoing <SEP> treatment <SEP> technological <SEP> characteristic values <SEP> of
<tb> No. <SEP> rinsing liquid
<tb> yes / no <SEP> maximum <SEP> spec. <SEP> weight <SEP> viscosity, <SEP> water-static <SEP> pH value <SEP>
<tb> Collision-g / cm <SEP> sec <SEP> would give <SEP> Sohub- <SEP>
<tb> speed <SEP> cm <SEP>? <SEP> voltage <SEP>
<tb> m / sec <SEP> after <SEP> 1 <SEP> and <SEP>
<tb> 10 <SEP> min
<tb> mg / cm2
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP>
<tb> Rinsing liquids <SEP> with <SEP> tone <SEP> from <SEP> pit <SEP> No.
<SEP> l
<tb> 1 <SEP> no <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP> 15/15 <SEP> 7, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 2 <SEP> yes <SEP> 30, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> 24, <SEP> 0 <SEP> 27/30 <SEP> 7, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 3 <SEP> yes <SEP> 60, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 24, <SEP> 0 <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> 66/75 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 4 <SEP> yes <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 90/103 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 5 <SEP> yes <SEP> 182.2 <SEP> 1.12 <SEP> not <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 210 /> 210 <SEP> 8, <SEP> 2 < SEP>
<tb> thin
<tb> 6 <SEP> yes <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 06 <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 0 <SEP> 95/118 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Rinsing liquids <SEP> with <SEP> tone <SEP> from <SEP> pit <SEP> No.
<SEP> 2 <SEP>
<tb> 1 <SEP> no-1, <SEP> 14 <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 38, <SEP> 0 <SEP> 27/27 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP >
<tb> 2 <SEP> yes <SEP> 30, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP> 33, <SEP> 0 <SEP> 30/30 <SEP> 7, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 3 <SEP> yes <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP> 46/46 <SEP> 7, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 4 <SEP> yes <SEP> 151, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 48, <SEP> 0 <SEP> 18, <SEP> 0 <SEP> 52/52 <SEP> 7, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 5 <SEP> yes <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> not <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 180/200 <SEP> 7, <SEP> 4 <SEP>
<tb> thin
<tb> 6 <SEP> yes <SEP> 182.2 <SEP> 1.09 <SEP> 35.0 <SEP> 16.0 <SEP> 116/162 <SEP> 7.2
<tb>
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Table 1I:
Influence of the treatment according to the invention
Procedure on the properties of during the
Bohrens treated drilling fluids
EMI4.1
<tb>
<tb> Ongoing <SEP> treatment <SEP> technological <SEP> characteristic values <SEP> of
<tb> No. <SEP> rinsing liquid
<tb> yes / no <SEP> maximum <SEP> spec. <SEP> weight <SEP> viscosity, <SEP> water <SEP> static <SEP> PH collision g / cm <SEP> sec <SEP> release < SEP> push <SEP> value <SEP>
<tb> speed, <SEP> cm3 <SEP> tension
<tb> m / sec <SEP> after <SEP> 1 <SEP> and <SEP>
<tb> 10 <SEP> min
<tb> mg / cm2
<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> Rinsing fluid <SEP> from <SEP> the <SEP> borehole <SEP> No. <SEP> 94 <SEP> pl.
<SEP> Kenkijak
<tb> with <SEP> a <SEP> sole <SEP> from <SEP> 1006 <SEP> m
<tb> 1 <SEP> no-1, <SEP> 25 <SEP> 27, <SEP> 0 <SEP> 46, <SEP> 0 <SEP> 60/60 <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP >
<tb> 2 <SEP> yes <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> 58, <SEP> 0 <SEP> 40, <SEP> 0 <SEP> 85/94 <SEP> 12, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 3 <SEP> yes <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> not <SEP> 36, <SEP> 0 <SEP> 136/150 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> thin
<tb> 4 <SEP> yes <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP> not <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> 142/190 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> thin
<tb> 5 <SEP> yes <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 16 <SEP> 55, <SEP> 0 <SEP> 39, <SEP> 0 <SEP> 112/142 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Rinsing liquid <SEP> from <SEP> the <SEP> borehole <SEP> No. <SEP> 91 <SEP> pl.
<SEP> Kenkijak
<tb> with <SEP> a <SEP> sole <SEP> from <SEP> 4026 <SEP> m
<tb> 1 <SEP> no-1, <SEP> 55 <SEP> 35 <SEP> 16 <SEP> 58/72 <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2 <SEP> yes <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> 38 <SEP> 15 <SEP> 60/76 <SEP> 11, <SEP> 3 < SEP>
<tb> 3 <SEP> yes <SEP> 91, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> 45 <SEP> 12 <SEP> 70/110 <SEP> 11, <SEP> 3 < SEP>
<tb> 4 <SEP> yes <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 55 <SEP> 100 <SEP> 10 <SEP> 97/130 <SEP> 11, <SEP> 4 < SEP>
<tb> Rinsing liquid <SEP> from <SEP> the <SEP> borehole <SEP> No. <SEP> 4 <SEP> pl.
<SEP> Podgornenskaya
<tb> with <SEP> a <SEP> sole <SEP> of <SEP> 1300 <SEP> m
<tb> 1 <SEP> no-1, <SEP> 26 <SEP> 27 <SEP> 6 <SEP> 5/8 <SEP> 9, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 2 <SEP> yes <SEP> 125, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 26 <SEP> 58 <SEP> 5 <SEP> 36/52 <SEP> 9, <SEP> 6 < SEP>
<tb> 3 <SEP> yes <SEP> 182, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 16 <SEP> 36 <SEP> 6 <SEP> 39/48 <SEP> 9.6
<tb>
<Desc / Clms Page number 5>
When using the method according to the invention it is possible, depending on the geological conditions, to completely dispense with the use of chemical reagents or to significantly reduce their consumption.
The resulting economic advantage is significant (in the case of a deep borehole, it is at least 25,000 rubles, according to the "Kasneftegasraswedka" administration). In addition, depending on the geological conditions, it turns out to be possible to accelerate the drilling process significantly and to reduce the consumption of rock-destroying tools during drilling.
This is done by reducing the content of solid phase in the rinsing liquids while maintaining the necessary structural mechanical properties and by mechanochemical activation of the rinsing liquid (the mechanical speed of lowering increases by 30%). This makes the drilling process more stable and mathematically controllable; the random moment and the resulting number of breakdowns are consequently significantly reduced.
PATENT CLAIMS:
1. A method for improving the properties of drilling fluids by mechanical treatment of the same, characterized in that the drilling fluid is subjected to the action of relatively strong and rapidly successive mechanical pulses, e.g.
B. in the disintegrator, is subjected, the collision speed of the suspended particles of the treated drilling fluid using the formula
EMI5.1
is determined and regulated, whereby
B the adjustable characteristic value of the rinsing liquid after the treatment
Bo the controllable characteristic value of the flushing fluid before the treatment e the basis of the natural logarithm v the collision speed of the suspended particles k a coefficient which depends on the structural dimensions of the working element of the disintegrator or the like and on the properties of the drilling fluid being treated.