NL8001797A - METHOD FOR CONTROLLING THE QUALITY OF DRILLING SUSPENSION. - Google Patents
METHOD FOR CONTROLLING THE QUALITY OF DRILLING SUSPENSION. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8001797A NL8001797A NL8001797A NL8001797A NL8001797A NL 8001797 A NL8001797 A NL 8001797A NL 8001797 A NL8001797 A NL 8001797A NL 8001797 A NL8001797 A NL 8001797A NL 8001797 A NL8001797 A NL 8001797A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- solids
- suspension
- slurry
- particles
- quality
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 48
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 29
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 22
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 11
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001572175 Gaza Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/062—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by mixing components
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/005—Testing the nature of borehole walls or the formation by using drilling mud or cutting data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2823—Raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Description
-1- 2125 7/CV/tl * * 4 --1- 2125 7 / CV / tl * * 4 -
Aanvrager: Sredneaziatsky nauchno-issledovatelsky institut prirodnogo gaza,· te Tashkent, U.S.S.R.Applicant: Sredneaziatsky nauchno-issledovatelsky institut prirodnogo gaza, at Tashkent, U.S.S.R.
Korte Aanduiding: Werkwijze’voor het regelen van de kwaliteit van boor- 5 suspensie.Brief Description: Method for controlling the quality of drilling mud.
De uitvinding heeft betrekking op het boren van putten en meer in het bijzonder op werkwijzen voor de kwaliteitregeling van gereed gemaakte boorsuspensies.The invention relates to well drilling and more particularly to methods of quality control of prepared drilling muds.
10 De uitvinding kan doelmatig worden toegepast voor het gereedmaken van boorsuspensies bij het boren van olie en gasputten.The invention can be used effectively for preparing drilling muds when drilling oil and gas wells.
De uitvinding kan ook succesvol toegepast worden bij bouw, chemische, voedings en andere industrien voor het gereedmaken van verschillende brij en suspensies.The invention can also be successfully used in construction, chemical, food and other industries to prepare various slurries and suspensions.
15 Van belang voor het boren van putten met minimale kosten en hoge opbrengst is het gebruik van een goede boorsuspensie ,waarvan de kwaliteit wordt bepaald door de structurele en mechanische kenmerken daarvan,zoals de visceusiteit van de suspensie,watergehalte,· gelsterkte ,homogeniteit, dat wil zeggen gelijkmatige verdeling van vaste deeltjes in de vloeistof-20 fase5de fijnheid van de vaste deeltjes in de vloeistoffase.Important for drilling wells with minimal cost and high yield is the use of a good drilling mud, the quality of which is determined by its structural and mechanical characteristics, such as the viscosity of the mud, water content, gel strength, homogeneity, which ie, uniform distribution of solids in the liquid phase, the fineness of the solids in the liquid phase.
In de meeste gevallen staat de kwaliteit van een boorsuspensie,brij of suspensie in verhouding tot de afmeting van het colloidale complex van deeltjes. Hoe fijner de deeltjes,dat wil zeggen hoe dichter zij bij collo-idale afmeting zijn, des te stabieler de structurele en mechanische para-25 meters van de suspensie en des te beter de suspensie is. Bovendien wordt de kwaliteit van de boorsuspensie ook beïnvloed door de homogeniteit van de suspensie, dat wil zeggen hoe beter de vaste bestanddelen met de vloeibare fase gemengd des te minder is het gehalte in de suspensie van samengebalde deeltjes en des te beter de suspensie.In most cases, the quality of a drilling mud, slurry or slurry is proportional to the size of the colloidal complex of particles. The finer the particles, ie the closer they are to colloidal dimensions, the more stable the structural and mechanical parameters of the slurry and the better the slurry. In addition, the quality of the drilling mud is also affected by the homogeneity of the mud, that is, the better the solids are mixed with the liquid phase, the less the content in the mud of compacted particles and the better the mud.
30 Er is een werkwijze bekend voor de kwaliteitsregeling van boorsus pensie door meting van de electrische parameters van de boorsuspensie .De werkwijze is althans in hoofdzaak gebaseerd daarop,dat de beweging van kleiachtige deeltjes tesamen met een vloeistof en ten opzichte van de vloeistof aanleiding geven tot een potentiaal verschil,welke kan worden bepaald door 35 electrodes,die in de vloeistofstroom zijn opgesteld. Dit electrokinetische verschijnsel resulteert daaruifüat een dubbele electrische laag optreedt ftnni7Q7 -2- 21257/CV/tl bij het contactpunt van een vast deeltje met een vloeistof waarbij zowel het vaste deeltje als de vloeistof ladingen bezitten. De variatie van de electrokinetische potentiaal in een suspensiestroom wordt voorlge-bracht door de concentratie-van vaste deeltjes. Hoe groter de concentra-5 tie van deeltjes in de vloeistof des te groter de electrokinetische potentiaal welk verschil van potentialen afhangt van de grootte van de lading overgebracht door deeltjes op de electroden van de meetinrichting en hoemeer deeltjes er zijn des te groter het potentiaal verschil. Dientengevolge geeft een meting van de dectrische parameters van een boorsus-10 pensie,in het bijzonder van de electrokinetische potentiaal,informatie omtrent de fijnheid van de vaste fase,waarbij de waarde van deze fijnheid op zijn beurt een maat b van de dispersie.A method is known for the quality control of drilling mud by measuring the electrical parameters of the drilling mud. The method is at least mainly based on the fact that the movement of clay-like particles together with a fluid and relative to the fluid give rise to a potential difference, which can be determined by 35 electrodes arranged in the liquid flow. This electrokinetic phenomenon results in a double electrical layer occurring at the point of contact of a solid particle with a liquid in which both the solid particle and the liquid have charges. The variation of the electrokinetic potential in a suspension current is caused by the concentration of solid particles. The greater the concentration of particles in the liquid, the greater the electrokinetic potential, which difference of potentials depends on the magnitude of the charge transferred by particles to the electrodes of the measuring device and the more particles there are, the greater the potential difference. Consequently, a measurement of the dectric parameters of a drilling mud, in particular of the electrokinetic potential, gives information about the fineness of the solid phase, the value of this fineness in turn being a measure b of the dispersion.
De békende werkwijze maakt het mogelijk het opbreken van vaste bestanddelen in de vloeistof te bewaken,maar faalt erin de mate van homo-15 geniteit van het mengsel en wanneer het nodig is de dispersie van vaste bestanddelen in het mengsel te basindigen aan te duiden,zodat hier niet wordt voorzien in middelen voor het begeleiden van het proces voor het gereedmaken van de suspensie onder optimale omstandigheden.Bovendien vereist de bekende werkwijze het gebruik 'van een systeem van electro-20 des met optekenapparatuur waarvan het aanbrengen ,opstellen en onderhoud verder verbruik aan arbeid en vermogen met zich meebrengt.The known method makes it possible to monitor the breaking up of solids in the liquid, but fails to indicate the degree of homogeneity of the mixture and when it is necessary to terminate the dispersion of solids in the mixture, so that here, no means are provided for guiding the process of preparing the slurry under optimum conditions. Moreover, the known method requires the use of a system of electro-20s with recording equipment whose application, installation and maintenance require further consumption. involves work and wealth.
Het meeste overeenkomst met de huidige uitvinding vertoont een werkwijze voor de kwaliteitsregeling van boorsuspensie door meting van de concentratie van vaste bestanddelen onder gebruikmaking van een opneemor,-25 gaan van het trillingstype,dat bestaat uit een oscillator opwekker uitgevoerd met een mechanische oscillatie omzetter en een waarneemelement voorzien van een roosterframe,waarvan het vlak loodrecht op de oscfllatie-richting is gericht. Het roosterframe van de opnemer van het trillings-type is vast verbonden met de osdtLatieopwekker en ondergedompeld in een 30 stroomboorsuspensie loodrecht op de stromingsrichting daarvan. Indien de suspensie deeltjes zou bevatten,die groter zijn dan de vrije openingen van het roosterframe zullen de deeltjes maascellen verstoppen en de weerstand,welke het waarneemelement bie<ft tegen de stroming van de suspensie zal sterk toenemen. Hoe groter de concentratie van deeltjes in de sus-35 pensie des te groter de kopweerstand en. des te kleiner de amplitude van 800 1 7 97 v JÈ- <*· -3- 21257/GV/tl de os cilia ties van het detectie element waarbij de variatie van de grootte daarvan wordt genomen voor het bepalen van de concentratie van de deeltjes in de vloeistoffase.Most similar to the present invention exhibits a method for quality control of drilling mud by measuring the concentration of solids using a sensor, -25 going of the vibration type, which consists of an oscillator generator equipped with a mechanical oscillation converter and a sensing element provided with a grid frame, the plane of which is oriented perpendicular to the direction of oscillation. The grating frame of the vibration type sensor is rigidly connected to the oss generator and immersed in a flow drilling mud perpendicular to its flow direction. If the slurry contain particles larger than the free openings of the grid frame, the particles will clog mesh cells and the resistance the sensing element to the flow of the slurry will greatly increase. The greater the concentration of particles in the suspension, the greater the head resistance and. the smaller the amplitude of 800 1 7 97 v Jè- <* · -3- 21257 / GV / tl the oscillations of the detection element taking the variation of its magnitude to determine the concentration of the particles in the liquid phase.
Dientengevolge is de variatie van de amplitude van de trillingen 5 van het detectie-element een middel voor het bepalen van de concentratie van de deeltjes in de vloeistoffase. De bekende werkwijzen falen er echter in om de mate van homogeniteit van het mengsel en de mineralogische samenstelling van de vaste bestanddelen aan te geven en geen van deze werkwijzenvoorziet in een mogelijkheid voor het instellen van de versprei- 10 ding tot optimale omstandigheden en voor het onderbreken van het proces bij het verkrijgen van een bepaalde fijnheid van deeltjes,in het bijzonder waar de vaste fase is verspreid in een mengsel van kleisoorten met , verschillende mineralogische samenstellingen en van verschillende begin taaiheden van de deeltjes.Consequently, the variation of the amplitude of the vibrations of the detection element is a means of determining the concentration of the particles in the liquid phase. However, the known methods fail to indicate the degree of homogeneity of the mixture and the mineralogical composition of the solid components, and none of these methods provides for an opportunity to adjust the distribution to optimum conditions and to interrupt of the process in obtaining a certain particle fineness, especially where the solid phase is dispersed in a mixture of clays with different mineralogical compositions and of different initial toughnesses of the particles.
15 Verschillende soorten klei tonen verschillende colloidale toestanden met als effect,dat de bepaalde fijnheid van de deeltjes verschillende waarden heeft. Dientengevolge vereist de bekende werkwijze een wijziging van het detectie-element met ieder type klei,waarbij een roosterframeDifferent types of clay show different colloidal conditions with the effect that the determined fineness of the particles has different values. As a result, the known method requires a modification of the detection element with any type of clay, including a grid frame
JJ
met openingen van verschillende afmeting wordt gekozen voor iedere klei.with openings of different sizes, each clay is chosen.
20 Het dispergeerproces moet dan worden onderbroken en zijn parameters opnieuw ingesteld voor nieuwe bedrijfomstandigheden hetgeen ongerechtvaardigde arbeid en vermogens inbreng vereist en een daling in doorvoer-capaciteit van de dispergeerinrichting. Dispergerep onder van de optimale omstandigheden afwijkende omstandigheden resulteert hetzij in een over- 25 matige fijnheid van de vaste bestanddelen in de vloeibare fase waardoor een overmaat aan vermogen wordt verbruikt,of in een onvoldoend verkleinen van de grovere en de taaiere deeltjjes, hetgeen tot gevolg heeft instabiliteit van de boorsuspensie en dientengevolge achteruitgang van de eigenschappen daarvan.The dispersing process must then be interrupted and its parameters reset for new operating conditions requiring unjustified labor and power input and a decrease in disperser throughput. Dispersion bar under conditions deviating from the optimal conditions results either in an excessive fineness of the solids in the liquid phase consuming an excess of power, or in an inadequate reduction of the coarser and the tougher particles, resulting in instability of the drilling mud and consequent deterioration of its properties.
30 Met de uitvinding wordt beoogd een werkwijze te verkrijgen voor het regelen van de kwaliteit van boorsuspensie waarbij het mogelijk is het mengen en het verspreiden van vaste bestanddelen in de vloeistoffase optimaal te maken en daarbij de kwaliteit van de boorsuspensie te verbeteren.The object of the invention is to obtain a method for controlling the quality of drilling mud in which it is possible to optimize the mixing and dispersion of solids in the liquid phase and thereby improve the quality of the drilling mud.
35 Het bovenstaande en andere oogmerken worden verkregen door te voor zien in een werkwijze voor het regelen van de kwaliteit van de boorsus- snni7 07 -4- 21257/CV/tl pensie bestaande in het meten van de structurele en de mechanische parameters van de suspensie tijdens het verloop van het mengen en dispergeren van vaste bestanddelen in een vloeistoffase,waarin volgens de uitvinding de pH van de suspensie continu wordt gemeten en de aard van de variatie 5 daarvan wordt genomen voor het aanduiden van de mineralogieche aard van de vaste fase,terwijl de stabilisatie van de pH zowel homogeniteit en fijnheid van de vaste bestanddelen in de vloeistoffase optimaliseert.The above and other objects are achieved by providing a method for controlling the quality of the drilling mud 07-4-21257 / CV / tl mud comprising measuring the structural and mechanical parameters of the mud during the course of mixing and dispersing solids in a liquid phase, in which, according to the invention, the pH of the suspension is continuously measured and the nature of its variation is taken to indicate the mineralogical nature of the solid phase, while the stabilization of the pH optimizes both homogeneity and fineness of the solids in the liquid phase.
De werkwijze volgens de uitvinding brengt het gebruik van de vaste door . , fase omlaag j het verbeteren van de homogeniteit van de verdeling van 10 de vaste bestanddelen in de vloeistoffase en het nauwkeurig handhaven van de verhouding van vast tot vloeistof hetgeen op zijn beurt de kwaliteit van de boorsuspensie verbetert*The method of the invention spends the use of the solid. , phase down j to improve the homogeneity of the distribution of the solids in the liquid phase and accurately maintain the solid to liquid ratio which in turn improves the quality of the drilling mud *
Het onderbreken van het mengen en dispergeren zodra een aanzienlijke variatie van de pH niet meer optreedtbrengt het energie gebruik om-15 laag,vermindert slijtage van de uitrusting en houdt de tijd voor het gereedmaken van de boorsuspensie minimaal,waardoor gewaarborgd wordt,dat de vaste bestanddelen worden gemengd met en verspreid in de vloeistoffase onder optimale omstandigheden ,waarbij de doorvoercapaciteit van deInterrupting mixing and dispersing as soon as a significant variation of the pH no longer occurs reduces energy consumption, reduces equipment wear and minimizes drilling mud preparation time, ensuring that solids are mixed with and dispersed in the liquid phase under optimal conditions, with the throughput of the
JJ
inrichting voor het gereedmaken van boorsuspensie wordt opgevoerd en 20 de kwaliteit van de boorsuspensie wordt verbeterd door een betere struc-tuurstabiliteit en betere mechanische eigenschappen van de suspensie.drilling mud preparation device is increased and the quality of the drilling mud is improved by better structural stability and better mechanical properties of the mud.
Een groterqfoaarde van de pH in de suspensie kan worden genomen voor het aanduiden van de overheersing van alkali-aard mineralen en een kleinere waarde die van silicoon samenstellingen. Dit vermijdt de noodzaak voor 25 apparatuur voor het bewaken van de mineralogische samenstelling van de vaste fase en bevordert de nauwkeurigheid en de betrouwbaarheid van de metingen,A larger value of the pH in the suspension can be taken to indicate the predominance of alkali earth minerals and a smaller value of silicone compositions. This avoids the need for equipment for monitoring the solid phase mineralogical composition and promotes the accuracy and reliability of the measurements,
De uitvinding zal hier<?nder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuren weergegeven inrichting voor het litvoeren 30 van de werkwijze volgens de uitvinding.The invention will be explained in more detail below with reference to an apparatus for feeding the method according to the invention shown in the accompanying figures.
Fig. 1 toont schematisch de procedure voor het bewaken van de homogeniteit van boorsuspensie tijdens het verloop van het mengen van de vaste en de vloeibare fases volgens de uitvinding.Fig. 1 schematically shows the procedure for monitoring the homogeneity of drilling mud during the course of mixing the solid and liquid phases of the invention.
Fig. 2 toont schematisch de procedure voor het bewaken van de fijn- 35 heid van vaste bestanddelen in de vloeibare fase tijdens het verloop van het dispergeren volgens de uitvinding.Fig. 2 schematically shows the procedure for monitoring the fineness of solids in the liquid phase during the dispersion process of the invention.
800 1 7 97 -5- 21257/CV/tl800 1 7 97 -5- 21257 / CV / tl
Het is algemeen bekend, dat alle kleisoorten toegepast als vaste bestanddelen in boorsuspensie mineralen van natrium ,kalium,magnesium, calcium,silicium, aluminium en andere bevatten. Deze mineralen dissociëren electrol^tisch in water zodat bijvoorbeeld ionen van silicium 5 combineren met de hydrosyl groepen van water en silanol groepen vormen hetgeen een wijziging in de pH van de suspensie veroorzaakt. De pH wijziging kan ook worden voortgebracht door andere processen ,die optreden bij het "vloeistof-vaste stoffen" tussenvlak en ten gevolge van de hergroepering van het ion- uitwisselcomplex van kleiachtige mineralen 10 verband houden met de thermod.ynamische noodzaak van het minimum van vrije energie van het resulterende systeem.It is well known that all clays used as solids in drilling mud contain minerals of sodium, potassium, magnesium, calcium, silicon, aluminum and others. These minerals dissociate electrolytically in water so that, for example, ions of silicon 5 combine with the hydrosyl groups of water and form silanol groups causing a change in the pH of the suspension. The pH change can also be brought about by other processes, which occur at the "liquid-solids" interface and due to the regrouping of the ion exchange complex of clayey minerals 10 related to the thermodynamic necessity of the minimum of free energy of the resulting system.
Bij het aanvankelijke moment van menging,indien de oppervlakken van de deeltjes combineren met water,wijzigt de pH van de suspensie sterk. Indien silicoonsamenstellingen (bijvoorbeeld kaoline klei) overheersen 15 daalt de pH en indien alkali-aard mineralen de grote massa van de klei vormen groeit de pH. In daaropvolgend mengen wijzigt de pH van de suspensie langsamer en dan slechts door desintegratie van deeltjes kluiten en nadat alle deeltjes zijn bevochtigd door het water,dat wil zeggenAt the initial time of mixing, if the surfaces of the particles combine with water, the pH of the suspension changes greatly. When silicone compositions (eg kaolin clay) predominate, the pH drops and if alkali earth minerals form the large mass of the clay, the pH grows. In subsequent mixing, the pH of the slurry changes longitudinally and then clods only by disintegration of particles and after all particles have been wetted by the water, i.e.
JJ
nadat de homogeniteit van de suspensie niet meer wijzigt,zal de pH van de 20 suspensie evenmin meer wijzigen.after the homogeneity of the suspension no longer changes, neither will the pH of the suspension change.
De verklaring hiervan is,dat indien vaste deeltjes zich mengen met het water,uiteenbreken en feracentratie in de suspensie vergroten alkali-aard mineralen ,bijvoorbeeld natrium, kalium en andere oplossen in de' suspensie voor het wijzigen of opvoeren van de mineralisering daarvan.The explanation for this is that when solid particles mix with the water, disintegration and feracentation in the slurry increase alkali earth minerals, for example sodium, potassium and others, dissolving in the slurry to modify or enhance the mineralization thereof.
25 Indien silicium overheerst in de vaste bestanddelen worden silanol groepen gevormd in overeenstemming met de reactie:When silicon predominates in the solid components, silanol groups are formed in accordance with the reaction:
Si +4 + H2 0 —» SiOH + H+ 30 Dientengevolge hoe groter de hoeveelheid silidum,dat samenwerkt met water des te groter de concentratie van vaste bestanddelen in de suspensie en dientengevolge des te fijner de vaste bestanddelen des te groter de wijziging in pH van de suspensie. Maar daar alle vaste bestanddelen een grastaaiheid hebben bij het bereiken waarvan zij niet langer uiteen-35 breken stopt zodoende de variatie van de pH van de suspensie.Si +4 + H2 0 - »SiOH + H + 30 As a result, the greater the amount of silid which interacts with water, the greater the concentration of solids in the slurry and, consequently, the finer the solids, the greater the change in pH of the suspension. However, since all solids have a grass toughness at which they no longer break apart, variation of the pH of the suspension thus stops.
Dientengevolge kenmerkt zowel gedurende het mengen van de vaste be- 80 0 1 7 97 -6- 21257/CV/tl standdelen in de vloeistoffase en gedurende de verspreiding van de vaste bestanddelen de variatie van de groötte van de pH van de suspensie dat van de homogeniteit van de suspensie of dat van de fijnheid van de vaste bestanddelen,terwijl een toename of een afname in de pH van de suspensie, 5 dat wil zeggen de aard van de variatie van de pH duidelijk maakt of in de suspensie hetzij de alkali-aard minerale of de silicaietsamenstellingen overheersen.As a result, both during the mixing of the solids in the liquid phase and during the dispersion of the solids, the variation in the size of the pH of the suspension is characterized by that of the homogeneity of the suspension or that of the fineness of the solid constituents, while an increase or decrease in the pH of the suspension, ie the nature of the variation of the pH, whether in the suspension or the alkali nature mineral or silicite compositions predominate.
Een beter begrip van de door de huidige uitvinding geboden voordelen zal worden verkregen uit de hieronder volgende beschrijving van een 10 voorkeursuitvoeringsvorm.A better understanding of the advantages offered by the present invention will be obtained from the description of a preferred embodiment below.
Water stroomt langs een leiding 2 (fig.l) in een houder 1,terwijl daarin klei wordt toegevoerd vanuit een bunker 3. Een mengen wordt be- , werkstelligd met behulp van een roerder 4. Tijdens de kringloop wordt de pH van de suspensie gemeten onder gebruikmaking van een pH opnemer 15 5 waarvan de aflezing wordt opgenomen op een meetinrichting 6.Water flows along a pipe 2 (fig. 1) into a container 1, while clay is supplied therein from a bunker 3. Mixing is effected by means of a stirrer 4. During the cycle, the pH of the suspension is measured using a pH sensor 15, the reading of which is recorded on a measuring device 6.
De pH opnemer 5 en de meetinrichting^ worden gevormd door algemeen bekende pH meters bestaande uit electrodes ondergedompeld in het medium waarvan de pH moet worden gemeten en van een aanduidinrichting waarvanThe pH sensor 5 and the measuring device are formed by well-known pH meters consisting of electrodes immersed in the medium whose pH is to be measured and an indicator device of which
JJ
de aflezing de pH van het medium kwantificeert.the reading quantifies the pH of the medium.
20 De pH van het medium wordt continu gemeten tijdens het gereedmaken van de suspensie,waarbij de aard van de pH variatie aanduidttot welke groep mineralen de vaste bestanddelen behoren.The pH of the medium is measured continuously during the preparation of the suspension, the nature of the pH variation indicating which group of minerals the solid components belong to.
Indien de inrichting 6 een afname van de pH weergeeft duidt dit aan, dat de silicone' samenstellingen overheersen en indien de pH toeneemt duidt 25 dit aan ,dat vaste bestanddelen in de vorm van akali-aard mineralen de grootste hoeveelheid van de vaste fase vormen.If the device 6 shows a decrease in the pH, this indicates that the silicone compositions predominate and if the pH increases, it indicates that solid components in the form of alkali minerals form the largest amount of the solid phase.
Indien vaste bestanddelen in water worden ingebracht worden zij door het water omgeven,maar indien zij tijdens het mengen niet uiteenvallen zal de kwaliteit van de suspensie nadelig worden beinvloed ten gevol-30 ge van de dispergeer instabiliteit. Bij het aanvankelijke mengmoment combineert de grote massa van de deeltjes zich met water en wijzigt de pH sterk. Daaropvolgend gaat de wijziging van de pH langzamer terwijl een uiteenvallen van kluiten doorgaat totdat alle deeltjes aggregaat zijn uiteengebroken in afzonderlijke deeltjes,dat wil zeggen totdat de suspensie 35 is gehomogeniseerd. De inrichting 6 geeft dan een stabiele aflezing van de pH weer,hetgeen een bewijs is voor het bereiken van een optimale ho- 800 1 7 97When solids are introduced into water, they are surrounded by water, but if they do not decompose during mixing, the quality of the slurry will be adversely affected due to the dispersion instability. At the initial mixing time, the large mass of the particles combines with water and the pH changes strongly. Subsequently, the change in pH proceeds more slowly while clod disintegration continues until all particles of aggregate have broken up into individual particles, i.e. until the suspension is homogenized. The device 6 then shows a stable reading of the pH, which is proof of the achievement of an optimal high temperature.
SS
-7- 21257/CV/tl mogeniteit van de suspensie waarbij verdere menging geen nut meer heeft.-7- 21257 / CV / tl of the suspension, where further mixing is no longer useful.
De gestabiliseerde/vanr<le pH van de suspensie wordt dan ook genomen voor het aangeven van de optimale homogeniteit van de suspensie bij het mengen van de vaste-bestanddelen met de vloeibare fase.The stabilized / vane pH of the slurry is therefore taken to indicate the optimum homogeneity of the slurry when mixing the solids with the liquid phase.
5 De bepaling van de homogeniteit van de suspensie tijdens het ver spreiden van de vaste bestanddelen kan gemakkelijk worden begrepen uit het in fig.2 weergegeven voorbeeld.The determination of the homogeneity of the suspension during the dispersion of the solid components can easily be understood from the example shown in Figure 2.
Bij het op gang brengen wordt boorsuspensie afgeleverd vanuit een reservoir 7 aan een dispergeerinrichting ,bijvoorbeeld een pulserende 10 rotorinrichting- een dispersie-inrichting- welke althans in hoofdzaak bestaan uit een ontmantelde coaxiaal opgestelde cilindrische rotor en stator (weggelaten in de figuur) beiden voorzien van inkepingen en uit- , steeksels. Vaste bestanddelen worden uiteengebroken in een dergelijke dispergeerinrichting door cavitatie verschijnselen in een pulserende 15 vloeistofstroom,welke gaat door de inkepingen van de stator,» die op regelmatige tussenruimtes door de uitsteeksels van de rotor worden afgedekt.In starting, drilling mud is delivered from a reservoir 7 to a dispersing device, for example a pulsating rotor device - a dispersion device - which at least substantially consist of a dismantled coaxially arranged cylindrical rotor and stator (omitted in the figure) both provided with notches and protrusions. Solids are broken up in such a disperser by cavitation phenomena in a pulsating fluid stream passing through the notches of the stator, which are covered at regular intervals by the protrusions of the rotor.
De dispergeerinrichting 8 kan worden gevormd door een ander typeThe dispersing device 8 can be of another type
JJ
machine,bijvoorbeeld een molen,welke is samengesteld uit een mantel welke 20 een as met schijven opneemt (niet afgebeeld in de figuur).machine, for example a mill, which is composed of a jacket which receives a shaft with discs (not shown in the figure).
uit . .from . .
De kamer wordt gevuld met tuimellichamen,zoals^gietijzer of glas bestaande kralen. Indien de as met de schijven draait wordt bet mengsel van vaste bestanddelen en de vloeibare fase in de maalkamer naar de omtrek gedrongen door de centrifugaalkrachten.Het draaiende mengsel en de 25 draaiende schijven veroorzaken,dat de tuimellichamen ten opzichte van elkaar bewegen,zodat zij botsen en draaien,The chamber is filled with tumbler bodies, such as cast iron or glass existing beads. As the shaft rotates with the discs, the mixture of solids and the liquid phase in the milling chamber is forced to the periphery by the centrifugal forces. The rotating mixture and the rotating discs cause the tumblers to move relative to each other so that they collide and turn,
De gedispergeerde suspensie treedt in in een reservoir 9,dat is uitgerust met een pH opnemer 10, welke werkt in samenwerking met een optekeninrichting 11.The dispersed suspension enters a reservoir 9, which is equipped with a pH sensor 10, which works in conjunction with a recording device 11.
30 Tijdens het dispergeerproces wordt de pH van de suspensie gemeten door de opnemer 10,waarbij de variatie van de pH de concentratie van vaste bestanddelen in de suspensie aanduidt,Hoe groter de concentratie van vaste bestanddelen des te fijner de vaste fase is. Vaste bestanddelen zullen uiteenbreken totdat hun sterkte grens is bereikt waarbij de 35 pH van de suspensie ook tot op dat tijdstip wijzigt.Zodra als de opneem-inrichting een gestabileerde waarde van de pH afleest toont dit aan,dat 80 0 1 7 97 -8- 21257/CV/tl de vaste bestanddelen niet langer uiteenbreken dat wil zeggen dat een optimale fijnheid is bereikt en een verder dispergeren geen enkel doel dient.During the dispersion process, the pH of the slurry is measured by the sensor 10, the variation of the pH indicating the concentration of solids in the slurry. The greater the concentration of solids, the finer the solid phase. Solids will disintegrate until their strength limit is reached with the pH of the slurry also changing up to that point, as soon as the sensor reads a stabilized value of the pH it shows that 80 0 1 7 97 -8- 21257 / CV / tl no longer break up the solids, that is to say that an optimum fineness has been achieved and further dispersion serves no purpose.
De pH van de suspensie wordt dus gemeten tijdens het dispergeren 5 totdat deze pH een gestabiliseerde waarde bereikt en de variatie van de pH wordt genomen voor het aanduiden van de fijnheid van de vaste fase, terwijl aangenomen wordt,dat de optimale fijnmaking van de vaste bestand- ♦ 1 delen in de vloeibare fase zal zijn bereikt zodra de pH zich stabiliseert.Thus, the pH of the slurry is measured during the dispersion until this pH reaches a stabilized value and the variation of the pH is taken to indicate the fineness of the solid phase while assuming that the optimum comminution of the solid stock - ♦ 1 parts in the liquid phase will be reached as soon as the pH stabilizes.
10 Bij het mengen duidt een toename of een afname in de pH aan dat de overgrote massa van de vaste bestanddelen resp. wordt gevormd door alkali-aard mineralen of silicone samenstellingen.When mixing, an increase or decrease in the pH indicates that the bulk of the solids, respectively. is formed by alkali-earth minerals or silicone compositions.
Het is mogelijk om een pH uit te zetten tegen de deeltjes afmeting in een grafiek voor verschillende mineralen waaruit dan de mineralogische 15 samenstelling van de vaste fase gemakkelijk kan worden bepaald.It is possible to plot a pH against the particle size in a graph for different minerals from which the mineralogical composition of the solid phase can then be easily determined.
Een opnemen voor het bewaken van de pH tijdens het verloop van het dispergeren is van hetzelfde type als die voor het bewaken van de pH tijdens het mengen van de vaste bestanddelen met de vloeistoffase? .A recording for monitoring the pH during the course of the dispersion is of the same type as that for monitoring the pH during the mixing of the solids with the liquid phase? .
JJ
De werkwijze voor de kwaliteitsregeling van de boorsuspensie 20 volgens de uitvinding is eenvoudig toe te passen en geeft een mogelijkheid voor het aanzienlijk verbeteren van de kwaliteit van de boorsuspensie door een nauwkeurige regeling van een van de parameters- de pH-daarvan. De werkwijze vermindert in aanzienlijke mate de invoer van vermogen en materialen evenals de tijd nodig voor het gereedmaken van een 25 boorsuspensie daar het mengen en het dispergeren worden onderbroken zodra de pH waarde zich stabiliseert. Als resultaat wordt het gebruik aan vaste fase verminderd met 10 tot 15%, de doorvoercapaciteit van de uitrusting voor het mengen van de vaste bestanddelen en de vloeistoffase en voor het dispergeren van de vaste bestanddelen vergroot met 15 tot 30 20% en de vermogensinvoer verminderd met 20 tot 25%.The method for the quality control of the drilling mud 20 according to the invention is easy to apply and provides an opportunity for considerably improving the quality of the drilling mud by accurately controlling one of its parametric pH values. The process significantly reduces input of power and materials as well as the time required to prepare a drilling mud as mixing and dispersion are interrupted as soon as the pH stabilizes. As a result, the use of solid phase is reduced by 10 to 15%, the throughput of the equipment for mixing the solids and the liquid phase and for dispersing the solids is increased by 15 to 20% and the power input is reduced by 20 to 25%.
35 800 1 7 9735 800 1 7 97
Claims (2)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792736522A SU904375A1 (en) | 1979-03-27 | 1979-03-27 | Method for controlling preparation of starting drilling mud |
| SU2736522 | 1979-03-27 | ||
| SU2736506 | 1979-03-27 | ||
| SU792736506A SU998932A1 (en) | 1979-03-27 | 1979-03-27 | Method of measuring grinding degree of solid phase in drilling fluid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8001797A true NL8001797A (en) | 1980-09-30 |
Family
ID=26665758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8001797A NL8001797A (en) | 1979-03-27 | 1980-03-27 | METHOD FOR CONTROLLING THE QUALITY OF DRILLING SUSPENSION. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56500660A (en) |
| AU (1) | AU5725780A (en) |
| FR (1) | FR2452711A1 (en) |
| NL (1) | NL8001797A (en) |
| WO (1) | WO1980002040A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5946088A (en) * | 1994-05-03 | 1999-08-31 | Pfizer Inc. | Apparatus for mixing and detecting on-line homogeneity |
| US20080167204A1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-07-10 | Billy Ray Slabaugh | Process for Enhancing Fluid Hydration |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2343113A (en) * | 1939-02-14 | 1944-02-29 | Union Oil Co | Treating drilling muds |
| US2479061A (en) * | 1946-11-23 | 1949-08-16 | Sun Oil Co | Treatment of drilling fluid |
| US3852201A (en) * | 1970-12-23 | 1974-12-03 | J Jackson | A clay free aqueous drilling fluid |
| SU453613A1 (en) * | 1972-07-27 | 1974-12-15 | , буровым растворам | VIBRATION SENSOR TO CONTROL THE CONCENTRATION OF DRILLING SOLUTIONS |
| SU594439A1 (en) * | 1976-10-18 | 1978-02-25 | Среднеазиатский Филиал Специального Конструкторского Бюро Внпо "Союзгазавтоматика" | Method of measuring solution dispersion degree |
| SU665078A1 (en) * | 1977-10-27 | 1979-05-30 | Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа | Drilling mud preparation process automatic control method |
-
1980
- 1980-01-28 JP JP50086680A patent/JPS56500660A/ja active Pending
- 1980-01-28 WO PCT/SU1980/000007 patent/WO1980002040A1/en active Application Filing
- 1980-03-27 FR FR8006873A patent/FR2452711A1/en not_active Withdrawn
- 1980-03-27 NL NL8001797A patent/NL8001797A/en not_active Application Discontinuation
- 1980-04-09 AU AU57257/80A patent/AU5725780A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56500660A (en) | 1981-05-14 |
| WO1980002040A1 (en) | 1980-10-02 |
| AU5725780A (en) | 1980-10-02 |
| FR2452711A1 (en) | 1980-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| De Kretser et al. | Compressive rheology: an overview | |
| US4370885A (en) | Method for controlling the dispersing of solids in drilling mud | |
| Gladman et al. | The effect of shear on gravity thickening: pilot scale modelling | |
| Fariñas et al. | Effect of colloidal stability of ceramic suspensions on nebulization of slurries for inductively coupled plasma atomic emission spectrometry | |
| NL8001797A (en) | METHOD FOR CONTROLLING THE QUALITY OF DRILLING SUSPENSION. | |
| Salam et al. | Determination of optimum polymer dosage for dewatering of oil sands tailings using torque rheology | |
| Green | Characterisation of suspensions in settling and compression | |
| Williams | Flow of concentrated suspensions | |
| Baudet et al. | Two dimensions comminution of kaolinite clay particles | |
| Dollimore et al. | The dependence of the flocculation behavior of china clay-polyacrylamide suspensions on the suspension pH | |
| Angle et al. | Effects of sand and flocculation on dewaterability of kaolin slurries aimed at treating mature oil sands tailings | |
| Holdich et al. | Compression and channelling in gravity sedimenting systems | |
| Shestopalov et al. | Studying patterns in the flocculation of sludges from wet gas treatment in metallurgical production | |
| Zhou et al. | Influence of polymer charge on the shear yield stress of silica aggregated with adsorbed cationic polymers | |
| US5426054A (en) | Process and apparatus for determining an optimal energy insertion in coagulating systems | |
| Shirato et al. | Electroforced sedimentation of thick clay suspensions in consolidation region | |
| Höfgen et al. | Vane-in-a-Filter and Vane-under-Compressional-Loading: novel methods for the characterisation of combined shear and compression | |
| Singh et al. | Comparison between techniques based on charge characterisation and capillary suction time for assessing the dispersion characteristics of concentrated slurry | |
| Calbeck et al. | Particle Size and Distribution by Sedimentation Method1 | |
| Mori et al. | Flocculation and dispersion properties of quartz and fluorite particles in suspension | |
| Akroyd et al. | Continuous on-line rheological measurements for rapid settling slurries | |
| He et al. | Rheological behaviors in wet ultrafine grinding of limestone | |
| SU998932A1 (en) | Method of measuring grinding degree of solid phase in drilling fluid | |
| Grant et al. | Surfactant-enhanced electroosmotic dewatering of mineral ultrafines | |
| SU689726A1 (en) | Method of controlling the supply of milling bodies into mill |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BI | The patent application has been withdrawn |