SU1619106A1 - Method of determining influence of drilling mud on rocks - Google Patents

Method of determining influence of drilling mud on rocks Download PDF

Info

Publication number
SU1619106A1
SU1619106A1 SU894658151A SU4658151A SU1619106A1 SU 1619106 A1 SU1619106 A1 SU 1619106A1 SU 894658151 A SU894658151 A SU 894658151A SU 4658151 A SU4658151 A SU 4658151A SU 1619106 A1 SU1619106 A1 SU 1619106A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
rocks
chamber
drilling
time
Prior art date
Application number
SU894658151A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Шевелев
Владислав Дмитриевич Шантарин
Владимир Сергеевич Войтенко
Original Assignee
Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения filed Critical Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения
Priority to SU894658151A priority Critical patent/SU1619106A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1619106A1 publication Critical patent/SU1619106A1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике испытаний материалов, в частности к методам определени  вли ни  буровых растворов на разрушение горных пород Цель изобретени  - повышение точности и снижение трудоемкости . Образцы горной породы поочередно размещают в термостатированной камере. Через шток, проход щий через отверстие в крышке камеры, образец нагружают осевой сжимающей нагрузкой, величина которой меньше усили  разрушени  образца в сухом виде. Затем заливают в камеру буровой раствор, контактирующий с боковой поверхностью образца, и включают секундомер дл  отсчета времени. Фиксируют врем  гр, прошедшее от момента заливки бурового раствора до момента разрушени  образца Аналогичным образом определ ют врем  гв при заливке в камеру дистиллированной воды Коэффициент х устойчивости породы к данному буровому раствору определ ют по соотношению х - гр/гв Сравнение х, наиденных дл  различных растворов, позвол ет оценить степень их вли ни  на горные породы. 1 ил , 3 табл. слThe invention relates to a technique for testing materials, in particular, methods for determining the effect of drilling fluids on the destruction of rocks. The purpose of the invention is to improve accuracy and reduce labor intensity. Rock samples are alternately placed in a thermostatic chamber. Through the rod, which passes through the hole in the chamber lid, the sample is loaded with an axial compressive load, the magnitude of which is less than the dry load of the sample. Then the drilling fluid in contact with the side surface of the sample is poured into the chamber and a stopwatch is turned on to measure time. The time elapsed from the moment the drilling fluid is poured to the moment the sample is destroyed is recorded. Similarly, the time eV is determined when pouring distilled water into the chamber. The x-coefficient of rock resistance to this mud is determined by the ratio x - g / gV Comparing x found for different solutions , allows to assess the degree of their influence on rocks. 1 silt, 3 tab. cl

Description

Изобретение относитс  к технике испытаний материалов в частности к методам определени  вли ни  буровых растворов на разупрочнение и разрушение горных пород.The invention relates to a technique for testing materials, in particular, to methods for determining the effect of drilling fluids on the softening and destruction of rocks.

Цель изобретени  - повышение точности и снижение трудоемкости.The purpose of the invention is to increase accuracy and reduce labor intensity.

На чертеже показано устройство дл  осуществлени  способа определени  вли ни  буровых растворов на горные породы.The drawing shows a device for carrying out a method for determining the influence of drilling fluids on rocks.

Устройство содержит термостатированную камеру 1 с крышкой 2 дл  размещени  образца 3 горной породы, накладки 4, предназначенные дл  размещени  на торцевых поверхност х образца 3, стержень 5, установленный в отверстии крышки 2 с возможностью осевого перемещени , подставку 6 дл  груза 7, закрепленную на конце стержн  5, и воронку 8 дл  заливки в камеру буровых растворов 9 или дистиллированной воды.The device contains a thermostated chamber 1 with a lid 2 for placing a rock sample 3, lining 4 for placing on the end surfaces of sample 3, a rod 5 mounted in the hole of the lid 2 for axial movement, a support 6 for cargo 7 fixed to the end rod 5; and funnel 8 for pouring drilling mud 9 or distilled water into the chamber.

Способ осуществл етс  следующим образом ,The method is carried out as follows.

Образцы 3 горной породы цилиндрической формы помещают между двум  накладками 4, став т на дно термостатированной камеры 1, сверху камеру 1 закрывают крышкой 2, в центральное отверстие которой вставл ют стержень 5 с закрепленной на нем подставкой 6. Дл  обеспечени  центрального нагружени  образец 3 с накладками 4 размещают так, чтобы нижн  Cylindrical rock samples 3 are placed between two plates 4, placed at the bottom of the thermostatted chamber 1, the chamber 1 is covered with a cover 2 on top, the core 5 of which is inserted into the rod 5 with the stand 6 fixed on it. To ensure a central loading, sample 3 with overlays 4 is placed so that the bottom

юYu

о оoh oh

накладка 4 встала в выемку на дне камеры 1, а стержень 5 попал точно в углубление на верхней накладке 4. После этого на подставку . 6 устанавливают груз 7, величина которого выбираетс  от 0,1 до 0,6 от величины критической нагрузки разрушени  образца 3 в сухом виде. После термостатировани  камеры 1 с образцом 3 в отдельном сосуде бурового раствора 9 последний заливают через воронку 8 в верхней крышке 2 и вклю- чают секундомер дл  отсчета времени.lining 4 stood in the recess at the bottom of the chamber 1, and the rod 5 fell exactly into the recess on the top lining 4. After that, on the stand. 6, a load 7 is set, the value of which is selected from 0.1 to 0.6 of the value of the critical load of destruction of sample 3 in a dry form. After thermostating of the chamber 1 with sample 3 in a separate vessel of drilling mud 9, the latter is poured through the funnel 8 in the upper lid 2 and the stopwatch is turned on to count the time.

Фиксиру  врем  от заливки бурового раствора 9 в камеру 1 до разрушени  образца 3, определ ют врем  Гр разрушени  образца 3 под нагрузкой в буровом растворе. Fixing the time from pouring the drilling fluid 9 into chamber 1 until the destruction of sample 3, determine the time Gy of destruction of sample 3 under load in the drilling fluid.

Аналогично, дл  такого же образца 3 определ ют врем  Тв разрушени  в дистиллированной воде. Коэффициент х устойчивости пород к вли нию буровых растворов определ ют по соотношению х тр/ггв. Сравнение коэффициентов х. найденных дл  различных буровых растворов, дает возможность оценивать свойства этих растворов с точки зрени  устойчивости горных пород в том или ином буровом растворе, причем чем больше х, тем лучше устойчивость испытуемой горной породы в стенках скважины по отношению к данной серии буровых растворов.Similarly, for the same sample 3, the time Cv of destruction in distilled water is determined. The coefficient x of rock resistance to the effect of drilling fluids is determined by the ratio x tr / yy. Comparison of coefficients x. found for various drilling fluids, makes it possible to evaluate the properties of these fluids from the point of view of the stability of rocks in a given drilling fluid, and the more x, the better the stability of the tested rock in the borehole walls with respect to this series of drilling fluids.

При оценке вли ни  раствора на породу используютс  образцы с одинаковыми свойствами, геометрическими размерами и с одинаковыми нагрузками. Полученный при этих услови х х не зависит от указан- ных параметров, а зависит только от свойств бурового раствора и взаимодействи  его с породой.In evaluating the effect of the mud on the rock, samples with the same properties, geometrical dimensions and with the same loads are used. Obtained under these conditions does not depend on the specified parameters, but depends only on the properties of the drilling fluid and its interaction with the rock.

Экспериментально полученные значени  коэффициента устойчивости х в зависимости от геометрических размеров образцо в глин и прикладываемых к- ним напр жений (/приведены в табл. 1.The experimentally obtained values of the stability coefficient x, depending on the geometric dimensions of the sample in clays and the applied stresses to them (/ are given in Table 1.

Пример. Спецификой геологического разреза Западно-Сибирского региона, определ ющей выбор рецептур буровых рас- творов и технологии регулировани  их свойств,  вл етс  наличие мощных глинистых отложений. Возникающие в процессе бурени  осложнени  в виде осыпей, обвалов , кавернообразовани , прихватов обус- ловлены физико-химическими процессами взаимодействи  буровых растворов с горными породами. Таким образом, буровые растворы  вл ютс  главным фактором, определ ющим устойчивость горных пород в стенках скважины, изменение коллектор- ских свойств продуктивных пластов, активно вли ющих на процесс разрушени  горной породы на забое. В св зи с этимExample. A specific feature of the geological section of the West Siberian region, which determines the choice of drilling mud formulations and the technology for regulating their properties, is the presence of thick clay deposits. Complications arising in the process of drilling in the form of debris, collapses, cavern formations, stickings are caused by the physicochemical processes of interaction of drilling fluids with rocks. Thus, drilling fluids are the main factor determining the stability of rocks in the borehole walls, changes in the reservoir properties of productive formations, which actively influence the process of rock destruction at the bottomhole. In connection with this

особое значение приобретают исследовани , направленные на излучение и раскрытие механизма физико-химического воздействи  на горные породы буровых растворов, позвол ющие разработать методологические и научные основы прогнозировани  таких составов и свойств буровых растворов, которые обеспечили бы устойчивость горных пород в стенках скважины , оптимальные услови  разрушени  их на забое и сохранение коллекторских свойств продуктивных пластов в приствольной зоне.Of particular importance are studies aimed at emitting and disclosing the mechanism of the physicochemical effect on rocks of drilling fluids, which allow the development of methodological and scientific bases for predicting such compositions and properties of drilling fluids that would ensure the stability of rocks in the borehole walls, optimal conditions for their destruction on the bottomhole and preservation of reservoir properties of productive layers in the stalk zone.

С этой целью прессовали образцы 3 из глины диаметром 10 мм и выдерживали их в течении 10 сут в эксикаторе. Затем образец 3 размещали между накладками 4 в камере 1. На подставку 6 устанавливали груз 7 массой 10 кг. После термостатировани  камеры 1 в нее заливали дистиллированную воду и включали секундомер. После разрушени  образца 3 фиксировали врем  После проведени  таких же подготовительных операций с другим образцом 3 в камеру 1 заливали буровой раствор и определ ли врем  гв разрушени  в буровом растворе. Коэффициент х устойчивости пород к вли нию данного раствора определ ли по соотношению х Тр/Гв.For this purpose, samples 3 were pressed from clay with a diameter of 10 mm and kept for 10 days in a desiccator. Then the sample 3 was placed between the plates 4 in the chamber 1. On the stand 6, a weight 7 was installed weighing 10 kg. After thermostating of the chamber 1, distilled water was poured into it and a stopwatch was started. After the destruction of sample 3, the time was fixed. After the same preparatory operations were carried out with another sample 3, drilling fluid was poured into chamber 1 and the time of failure in the drilling fluid was determined. The factor x of rock resistance to the effect of this solution was determined by the ratio x Tr / Gu.

В табл. 2 приведены значени  коэффициента устойчивости х образцов Nd - монтмориллонита в водных растворах электролитов.In tab. Table 2 shows the values of the stability coefficient x of samples of Nd - montmorillonite in aqueous solutions of electrolytes.

Дл  разработки рецептуры бурового раствора с применением дл  его стабилизации коробок симетилоксиэтиленцеллюлозы (КМОЭЦ-Т) были проведены опыты по определению коэффициента устойчивости х дл  образцов бентонитовых глин в буровом растворе (10 мас.% глины) в зависимости от концентрации (С) КМОЭЦ-Т. Полученные результаты приведены в табл.3. Плотность раствора р 1,06 г/см, врем  разрушени  образца глины в дистиллированной воде гв 350 с.To develop a mud formulation with the use of simethyloxyethylene cellulose (CMCEC-T) boxes for its stabilization, tests were conducted to determine the stability coefficient x for samples of bentonite clays in a drilling mud (10 wt.% Clay) depending on the concentration (C) of CMOS-T. The results are shown in table 3. The density of the solution is p 1.06 g / cm, the time of destruction of the clay sample in distilled water, hw is 350 s.

Как видно из данных табл. 3, наибольшее значение х имеет раствор 5 с С 0,225. Нетрудно заметить, что этот раствор имеет почти минимальное значение водоотдачи В 9 см3 и наибольшие тиксотропные свойства б|/ю 42/65 дПа.As can be seen from the data table. 3, the largest value of x is the solution of 5 with C of 0.225. It is easy to see that this solution has an almost minimal water loss value of 9 cm3 and the greatest thixotropic properties of b / / 42/65 dPa.

Таким образом, проведенные опыты позволили сделать отбор наиболее оптимального бурового раствора с точки зрени  его вли ни  на глинистые породы без перерасхода необходимого количества примен емых полимеров.Thus, the experiments performed made it possible to select the most optimal drilling fluid from the point of view of its effect on clay rocks without overruning the required amount of polymers used.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ определени  вли ни  буровых растворов на горные породы, включающий нагружение образцов горных пород одноосным сжатием с посто нной нагрузкой, меньшей разрушающей нагрузки образца в сухом виде, подачу к боковой поверхности образцов бурового раствора и определение вли ни  буровых растворов по отношению к вли нию дистиллированной воды, отличающийс  тем, что, с целью повышени DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Method for Determining the Effect of Drilling Fluids on Rocks, Including Loading of Rock Samples with Uniaxial Compression with Constant Load, Less Destructive Load of Sample in Dry Form, Supply of Drilling Fluid Samples to Side Surface distilled water, characterized in that, in order to increase точности и снижени  трудоемкости, фиксируют врем  от момента подачи к образцам бурового раствора до момента их разрушени , а вли ние буровых растворов определ ют по коэффициенту устойчивости х из соотношени accuracy and reducing labor intensity; the time from the moment of supplying the drilling fluid to the samples to the moment of their destruction is recorded, and the effect of drilling fluids is determined by the stability coefficient x from the ratio X Гр/Гв.X Gy / Gu. где гр , гв - врем  воздействи  на образцы до их разрушени  бурового раствора и дистиллированной воды, соответственно.where g, gv is the time of exposure of the samples to their destruction of the drilling mud and distilled water, respectively. Таблица 1Table 1 Таблица 2table 2 Таблица 3Table 3 t/iOt / iO згиzgi ZZZ32ssZZZ32ss NN & ySvf A /S& ySvf A / S WnjIfWftreWnjIfWftre ЈJ ШЯ-6NEC-6 iiii L/VVVVL / VVVV & & К/пермо- статуTo / permuntu
SU894658151A 1989-01-17 1989-01-17 Method of determining influence of drilling mud on rocks SU1619106A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894658151A SU1619106A1 (en) 1989-01-17 1989-01-17 Method of determining influence of drilling mud on rocks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894658151A SU1619106A1 (en) 1989-01-17 1989-01-17 Method of determining influence of drilling mud on rocks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1619106A1 true SU1619106A1 (en) 1991-01-07

Family

ID=21432180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894658151A SU1619106A1 (en) 1989-01-17 1989-01-17 Method of determining influence of drilling mud on rocks

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1619106A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109580914A (en) * 2019-01-15 2019-04-05 三峡大学 A kind of dynamic water circulation and rock argillization process simulation device and test method under loading condition
CN116043930A (en) * 2023-02-21 2023-05-02 重庆大学 Complex stratum high-pressure water jet pile-forming simulation test device and test method
RU2815767C1 (en) * 2023-10-20 2024-03-21 Акционерное общество "Институт геологии и разработки горючих ископаемых" (АО "ИГиРГИ") Method for assessing inhibiting and reinforcing properties of drilling muds for well and test bench for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Войтенко В С Управление горным давлением при бурении скважин М Недра 1985, с 94 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109580914A (en) * 2019-01-15 2019-04-05 三峡大学 A kind of dynamic water circulation and rock argillization process simulation device and test method under loading condition
CN109580914B (en) * 2019-01-15 2021-11-02 三峡大学 Rock argillization process simulation device and test method under dynamic water circulation and load conditions
CN116043930A (en) * 2023-02-21 2023-05-02 重庆大学 Complex stratum high-pressure water jet pile-forming simulation test device and test method
RU2815767C1 (en) * 2023-10-20 2024-03-21 Акционерное общество "Институт геологии и разработки горючих ископаемых" (АО "ИГиРГИ") Method for assessing inhibiting and reinforcing properties of drilling muds for well and test bench for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6247358B1 (en) Method for the evaluation of shale reactivity
Xu et al. An experimental study on porosity and permeability stress-sensitive behavior of sandstone under hydrostatic compression: characteristics, mechanisms and controlling factors
Gong et al. Effect of water chemical corrosion on mechanical properties and failure modes of pre-fissured sandstone under uniaxial compression
US20100269578A1 (en) Method to characterise rock formations and apparatus for use therewith
US4648261A (en) Method for determining physical properties of a porous sample using capillary pressure measurement
US4876512A (en) Method for rapidly determining the swelling-clay content in shales and shaly sandstone formations by high-frequency dielectric constant measurements
CN110646331B (en) Method and device for determining effective porosity of high clay-containing rock core
US5345819A (en) Method and apparatus for wellbore stability analysis
US7388373B2 (en) Method of determining the permeability of an underground medium from NMR measurements of the permeability of rock fragments from the medium
SU1619106A1 (en) Method of determining influence of drilling mud on rocks
US4821577A (en) Modified ring test
Wei et al. Analytic solution for axial point load strength test on solid circular cylinders
Harper et al. Swelling strain development in sedimentary rock in Northern New York
US4538460A (en) Method for determining permeability
US3702564A (en) Method for determining aqueous activity of subsurface formations
US4495292A (en) Determination of expandable clay minerals at well sites
RU2248561C1 (en) Method for determining porous surface wettability of collector rock
Franzini et al. A mercury-displacement method for stone bulk-density determinations
Tarokh Poroelastic response of saturated rock
Cawsey et al. A simple sliding apparatus for the measurement of rock joint friction
US9399911B2 (en) Method for determining weight concentration of clay in a sample of a porous medium
Chen et al. Degradation of Strength and Stiffness of Sandstones Caused by Wetting‐Drying Cycles: The Role of Mineral Composition
US3664426A (en) Hydraulic fracturing method
SU1548436A1 (en) Method of assessing inhibiting properties of drilling muds
US2513388A (en) Method for determining fluid content and salinity of moist solids