Статья напечатана с сайта http://www.oil-info.ru Oil-Info.ru


Применение ВЭМА-0,3 для приготовления буровых растворов

Написал "СКБ Сибэлектромотор"   
15.03.2007

ОТКРЫТОЕ   АКЦИОНЕРНОЕ   ОБЩЕСТВО

СПЕЦИАЛЬНОЕ   ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОЕ

И  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ  БЮРО  «СИБЭЛЕКТРОМОТОР»

ОАО «СКБ  Сибэлектромотор»

 

Применение

ВЭМА-0,3  для  приготовления буровых растворов

            Промывочные жидкости в технологических процессах бурения могут обладать различными физико-механическими свойствами, которые оказывают существенное влияние на весь процесс бурения и состояние скважины. Качество промывочной жидкости должно обеспечивать максимальную механическую скорость бурения скважины, высокое качество и минимальную стоимость буровых работ в конкретных условиях. Выполнение перечисленных требований происходит в процессе приготовления бурового раствора и  этот технологический процесс, помимо традиционных требований, должен удовлетворять следующим требованиям:

-         возможность быстрого приготовления бурового раствора в условиях флюдопроявлений;

-         оперативное регулирование параметров бурового раствора;

-         минимальные энергозатраты;

-         минимальная экотоксичность.   (1,2)

В настоящее время приготовление бурового раствора производится посредством  

перемешивания компонентов механическими мешалками, свойства промывочной жидкости регулируются путем добавления химических реагентов. Этот технологический процесс достаточно  длительный и энергоёмкий, буровой раствор за счет химических реагентов очень экотоксичен. (1)

            Технология виброструйной магнитной активации (ВСМА) при обработке промывочной жидкости существенно увеличивает диспергацию  и массотеплообмен.

           Целью данной работы является лабораторные и промысловые исследования влияния ВСМА на качество бурового раствора  и отработка технологии приготовления промывочной жидкости.

            Устройство, реализующее технологию ВСМА, ВЭМА-0.3 выпускается в  ОАО  «СКБ Сибэлектромотор» (3).

           Промысловые испытания проводились на скважине № 69 БК МСП-3 месторождения «Белый тигр» СП «Вьетсовпетро» СРВ.                                                                           

            Согласно утверждённой “Программы и методики промысловых испытаний….” было подготовлено место расположения  четырех ВЭМА-0.3 в  ёмкости № 8 для приготовления бурового раствора.   Уложены электрические кабели питания ВЭМА-0.3.  Установлены соединительные коробки и подключены ВЭМА-0.3 к питанию щитовой  блока-модуля БМ12.

 
 Рис.1
 
Рис.2   

 

       Испытания  проводились после спуска 245-миллиметровой обсадной колонны в процессе перевода бурового раствора плотностью 1.16-1.19 г./см3 на буровой раствор плотностью 1.7-1.73 г./см3  в ёмкости №8, где были установлены четыре ВЭМА-0.3 дополнительно к традиционным механическим мешалкам по схеме, представленной на рисунке 7. Суммарная электрическая мощность привода мешалок составляет – 15 кВт. Суммарная электрическая мощность ВЭМА-0.3 составляет – 1.2 кВт.

        Контрольное приготовление бурового раствора осуществлялось в ёмкости № 4, где были установлены две традиционные механические мешалки.

       Процесс утяжеления бурового раствора проходил из расчета 1 т барита на 1м3 бурового раствора.

       При проведении промысловых испытаний в емкости № 4 работали две механические мешалки, а в ёмкости №8 работали одновременно две механические мешалки и четыре  ВЭМА-0.3.

        Схема установки вибраторов в ёмкости №8 показана на  рисунках  1 и  2, где:

            1 -  ёмкость № 8,

            2 -  желоб,

            3 -  механические мешалки с электроприводом,

            4 -  ВЭМА-0.3

            5 – соединительные  электрические коробки.

       Объем ёмкости № 8 составляет - 32м3.   Объем ёмкости № 4 составляет - 32м3.

       Линейная скорость лопастей традиционных механических мешалок составляет

                                          Vм  = n* R = 0.5         м/с,

где             n - окружная скорость мешалки,  n = 1     об/с;

                  R - радиус лопасти мешалки,       R = 0.5  м.

         Линейная скорость бурового раствора, проходящего через  каждый активатор   ВЭМА-0.3,  составляет    Vв = 4 м/с  (3).

          Отношение линейных скоростей раствора при применении

 ВЭМА-0.3 и традиционных мешалок составляет

 

                                     Vв / Vм  =  4 / 0.5 = 8

            Таким образом, линейная скорость бурового раствора при применении ВЭМА-0.3 в 8 раз выше линейной скорости традиционных мешалок, что говорит о высокой эффективности   виброструйных   перемешивателей. 

  Производительность  4-х  ВЭМА-0.3 составила -17 м3/ч.

          Радиус действия вибраторов при работе на буровых растворах составляет 1.5 м и, естественно, не может перекрыть весь объём ёмкости. Однако механические мешалки, создав циркуляцию, способствовали многократному прокачиванию бурового раствора через зону действия вибраторов (см. рисунок 2).

          На  момент начала промысловых испытаний виброструйных перемешивателей ВЭМА-0.3 в ёмкостях № 4 и № 8 находился буровой раствор, параметры которого представлены в таблице № 1.   Параметры буровых растворов в ёмкостях № 4 и № 8 после процесса утяжеления представлены в таблице № 1.  

        Анализ результатов испытаний показывает, что все параметры бурового раствора, приготовленного с технологией ВСМА лучше, чем параметры бурового раствора, приготовленного традиционным способом.  Плотность в ёмкостях  № 4 и № 8 одинаковая, но в ёмкости  № 8 условная вязкость в 1.8 раза ниже. Объясняется это тем, что за счет высоких сдвиговых скоростей и акустического поля, создаваемых виброструйными перемешивателями ВЭМА-0.3, произошла более качественная  диспергация  бурового раствора.  Водоотдача снизилась на 11%.

            Структурно-механические свойства бурового раствора характеризуются коэффициентом тиксотропии  Кт = СНС10/ СНС1.  По рекомендации, приведённой  в работе величина Кт  не должна превышать 2. (1)  При применении ВСМА  Кт = 2

Для предупреждения возможных осложнений при бурении скважин в глинистых и глиносодержащих породах максимальную величину водородного показателя промывочной жидкости предлагается ограничивать значением 9,2.   При применении ВСМА   рН = 9,0  (1).

         Время приготовления бурового раствора в ёмкости № 4 было на 30% больше, чем в ёмкости № 8. Сокращение времени приготовления бурового раствора при использовании 4-х вибраторов ВЭМА-0.3 составило 1.8 часа по отношению к 6 часам в исходной емкости. Увеличение количества ВЭМА-0.3 в ёмкости № 8 позволит в большей степени сократить время  приготовления  и  увеличить  диспергацию  бурового  раствора. 

Таблица № 1

Параметры бурового раствора

Параметры до  начала испытаний

Ёмкость № 4,

Ёмкость № 8

Параметры после испытаний.

Контрольная ёмкость № 4

Параметры после испытаний.

Ёмкость № 8

Плотность, г/см3

          1.19

           1.73

          1.72

Вязкость, сек.

           50

            61

           34

В/О, см3

          4.5

            4.5

           4.0

Корка, мм

          1.0

            1.0

           1.0

СНС,  1/10

         20/50

          35/71

         20/40

Кт = СНС10/ СНС1

           2.5

           2.028

            2

         рН

          10.5

            9.5

           9.0

     Предварительный  выбор количества вибраторов, необходимых для соответствующего сокращения времени   приготовления  бурового  раствора на основании полученных  при  промысловых испытаниях  ВЭМА-0.3,  можно  производить  по  представленному на  рис. 3   графику  Т = f (N).

      Энергия, затраченная на приготовление бурового раствора в ёмкости № 4 равна:                  W  =  Рм * Т  = 15 * 6 = 90  кВт*ч,

где:  Тм – время приготовления бурового раствора в ёмкости № 4 ,

         Тм = 6 часов;

        Рм – суммарная электрическая мощность мешалок.

Энергия, затраченная на приготовление бурового раствора

 в ёмкости № 8 равна:

                      Wв = (Рм + Рв)*( Тм –Тв) = (15 + 1,2)*(6-1,8) = 68 кВт*ч,

где:   Рв   –    суммарная электрическая мощность четырёх ВСП-0.25;

         Тв - сокращение  затрат  времени на приготовление  бурового 

         раствора  с     применением  четырех  ВСП-0.25. 

  Снижение энергоёмкости определяется по разности

                                                DW= W  -  Wв

       Таким образом, энергоёмкость процесса приготовления бурового раствора с применением четырёх ВЭМА-0.3 снизилась на

                                                     DW =22  кВт*ч.

            На рисунке 3 представлена зависимость  DWf (N) по которой видно снижение энергоёмкости более чем в два раза при применении 8-ми  ВЭМА-0.3.

      

                                                 Рис. 3

 

         По результатам проведенных промысловых испытаний применения ВЭМА-0.3 для приготовления буровых растворов следует сделать следующие основные выводы:

         1. Применение четырех ВЭМА-0.3 для приготовления бурового раствора сокращает время на его приготовление  на 30 %;

         2. Применение ВЭМА-0.3 при приготовлении бурового раствора позволяет регулировать реологические параметры раствора путем изменения количества вибраторов или изменением времени их воздействия на раствор;

        3. Применение  четырех ВЭМА-0.3 позволяет снизить энергоёмкость технологического процесса приготовления бурового раствора на 24 %.

        4. Количество устанавливаемых ВЭМА-0.3, обеспечивающих сокращение времени приготовления бурового раствора, зависит от объёма и конструктивных особенностей  ёмкости. Исходя из полученных данных результатов промысловых испытаний количество вибраторов, необходимых для сокращения времени приготовления в два раза, определяется из расчета - одинвиброперемешиватель ВЭМА-0.3 на 5 м3 раствора.      

       5. Регулирование реологических свойств буровых растворов при применении  ВЭМА-0.3. позволяет снизить химические реагенты, что позволяет значительно снизить экотоксичность буровых растворов.

       6.  Применение ВСМА в процессе приготовления растворов КМС позволяет в 3-6 раз снизить время приготовления рис. 4,5 и в широком диапазоне регулировать условную вязкость рис.6.             

Тел: (3822)21-34-56,54-46-46
Факс: (3822) 55-75-15
ICQ 389161506
E-mail: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script
http:// www.scbsem.tomsk.ru  

 

                       


Добавить в любимые (0) | Просмотров: 30120

  Ваш коментарий будет первым

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.

Последнее обновление ( 20.03.2007 )