CC BY
41ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
Холбаев Б.М.1, Комилов Б.А.2
1Холбаев Бахром Махмудович - кандидат технических наук, доцент;
2Комилов Ботир Аскар угли - стажёр-преподаватель, кафедра геологии и разведки полезных ископаемых, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан
Аннотация: поиск и разведка месторождений нефти и газа в Республике Узбекистан на новых площадях и рост глубин бурения предопределили объективную необходимость в усовершенствовании технологии бурения нефтяных и газовых скважин, а также составов буровых растворов. Как известно, свойства буровых растворов, в первую очередь, зависят от химического состава воды и активных добавок к ним, из которых они приготовлены. При этом используемая буровая промывочная жидкость должна обладать определенными реологическими и технологическими свойствами в зависимости от геологического строения разреза скважины и минерализации вскрываемых ею пластовых вод.
Ключевые слова: реагенты - стабилизаторы, крахмальный реагент, лигнопол, сульфит-спиртовая барда, пеногасители, вспененный раствор.
УДК 622.022.612.2
Реагенты - стабилизаторы представляют собой высокомолекулярные органические вещества, высокогидрофильные, хорошо растворимые в воде с образованием вязких растворов. Механизм действия заключается в адсорбции на поверхности коллоидных частиц и гидрофилизации последних [1].
Реагенты-стабилизаторы 1-й группы [2] используют как понизители фильтрации, 2-й группы -понизители вязкости (разжижители). Чем больше молекулярная масса, тем эффективнее реагент. Когда структура молекулы представлена переплетающимися цепочками, реагент является понизителем фильтрации, но вязкость при этом повышается. Глобулярная форма молекулы присуща реагентам второй группы.
Крахмальный реагент [3] получают путем гидролиза в щелочной среде. Он является понизителем фильтрации соленасыщенных буровых растворов.
Крахмальный реагент «Фито-РК» [4] - модифицированный водорастворимый реагент.
Лигнопол - полимерный реагент [5], продукт термической сополимеризации акрилового полимера (полиакрилонитрила - ПАН) с лигносульфонатами (ССБ). Применяется как понизитель фильтрации пресных и соленасыщенных буровых растворов.
Сульфит-спиртовая барда (ССБ) [6] является отходом при получении целлюлозы сульфатным способом. Эффективно снижает вязкость и СНС соленасыщенных буровых растворов, стабилизированных крахмальным реагентом. Недостаток - пенообразующая способность.
Реагент [7], связывающий двухвалентные катионы. Двухвалентные катионы находятся в пластовых водах и разбуриваемых породах и, поступая в буровой раствор, ухудшают его качество. Источником Са++ является цемент (при разбуривании цементного стакана после установки цементного моста). Для связывания ионов кальция применяют углекислый натрий (кальцинированную соду).
Са SО4 + №2СОз = СаСОз + Nа2SО4 (1.1)
Вместо ионов Са++ в растворе образуется нерастворимый углекислый кальций.
По мере увеличения щелочности скорость распускания глины и ОМС сначала возрастает, а затем уменьшается. Большинство применяемых реагентов-стабилизаторов имеют рН 9-13. Суспензия глины имеет рН 7-8. Величина оптимальной щелочности - 9-11. К регуляторам щелочности относятся едкий натр (гидрат окиси натрия, каустическая сода) [8].
В основе смазывающего действия, уменьшающего трение, лежит адсорбционный эффект [9]. Действие реагента как смазывающей добавки зависит от его способности адсорбироваться на металле и сопротивляться выдавливанию при сближении трущихся поверхностей деталей инструмента. Смазки применяют для снижения трения между бурильными трубами и фильтрационной коркой при вращении.К ним относятся смазки ЗГВ-205, АКС-303, СК, нефть и др. .
Пеногасители относятся к ПАВ, состоят из двух компонентов - собственно ПАВ и носителя, в котором ПАВ растворено. Носитель -органический растворитель, обладающий высокой подвижностью. Основной принцип механизма пеногашения сводится к тому, что ПАВ обладает высокой адсорбционной способностью. Границей раздела фаз, на которой адсорбируется пеногаситель, является поверхность пузырька, образующего пену, и поверхность коллоидной частицы. Пеногаситель вытесняет реагент-пенообразователь.
Если пена [10] находится на поверхности, она сама быстро разрушается, если она внутри жидкости, только наиболее крупные пузыри способны всплыть, преодолевая прочность структуры. Но при перемешивании пузырьки встречаются в глубине и слабая поверхностная пленка, из которой ПАВ вытеснил пенообразователь, не может противостоять слиянию пузырьков. Они увеличиваются в размерах, всплывают и лопаются.
Вспененный раствор обладает высокими значениями структурно-механических характеристик. Ухудшается работа насосов. Пеногасители: оксаль (Т-80), сивушное масло (применялось ранее), АКС-20 [11].
Основным средством повышения плотности является применение утяжелителей - измельченных в порошок тяжелых минералов. Однако при их добавке увеличивается содержание твердой фазы, вследствие чего подвижность системы уменьшается, т.е. возрастает вязкость [12].
Основная характеристика утяжелителя - плотность: чем она выше, тем меньше его расход, тем слабее его ухудшающее влияние на подвижность раствора. Степень дисперсности утяжелителя называется тонкостью помола. Основными утяжелителями являются мел, доломит, барит, гематит, магнетит [13].
Подготовка бурильных растворов и химические реагенты относиться к опасных и вредным производственным процессом. Для устранения влияния опасных и вредных производственных факторов при подготовке бурильных растворов необходимо обучать рабочих по охране труда и технике безопасности с применением современных инновационных образовательных технологий [14, 15]. Здесь важную роль играет дистанционное обучение, основанное на Интернет-технологиях [16]. Хотя политика в области виртуального обучения бурильщиков все еще находится в начальной стадии, при обучении необходимо применять телекоммуникационные учебные проекты, дающие возможность участникам проекта лучше понять задачи и возможности, которые могут в итоге предупредить все несчастные случаи на производстве. В онлайн курсах обучения лекции должны быть современными [17], т.е. в виде проблемной лекции.
Список литературы
1. Жигач К.Ф., Мухин Л.К., Демишев В.Н. Физико-химические основы приготовления неводных растворов. Труды МИНХ и ГП. Вып. 20. М., Гостоптехиздат, 1957.
2. Жуховицкий С.Ю. Промывочные жидкости в бурении. М.: Недра, 1976. 146 с.
3. Заворихина Н.А., Беньковский В.Г. Адсорбция карбоксиметилцеллю-лозы на глинах // Коллоидный журнал, 1956. Т. 18. С. 536-539.
4. Заявка № 2484863 Франция МКИ В 01 Б 5/10, 3/14.
5. Зозуля В.П. Обеспечение устойчивости ствола и герметизация заколонного пространства глубоких скважин в глиносодержащих породах: Дис. на соиск. уч. степ, д-ра техн. наук. Тюмень, 2002. 301 с.
6. Зозуля В.П., Студенский М.Н. Исследование разупрочнения стенок скважин в глиносодержащих породах. Альметьевск: Нефтяной институт, 2001. 250 с.
7. Исследования промывочных жидкостей и утяжелителей // Тр. АзНИИ-бурнефти, 1965. Вып. 5. 94 с.
8. Калиевые промывочные жидкости и результаты их применения / В.А. Евецкий, О.К. Белкин, И.М. Давыдов и др. // Обзорная информ. Сер. Техника и технология геологоразведочных работ, организация производства. М.: ВИЭМС, 1987. 34 с.
9. Карабалин У.С. Разработка минерализованных растворов с адгезионным кольматантом для сохранения устойчивости глинистых пород при бурении скважин: Дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Уфа: 1985. 252 с.
10. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М.: Недра, 1972. 392 с.
11. Кистер Э.Г. Эмульсионные глинистые растворы. М.: ГОСИНТИ, 1958. 60 с.
12. Колесникова Т.И., Кистер. Э.Г. Улучшение свойств соленных промывочных растворов добавками асбеста // Бурение, 1967. № 1. С. 16-19.
13.Холбаев Б.М., Сатторов З.М., Мажидов С.Р., Мухамедгалиев Б.А. Эффективные стабилизаторы буровых растворов из техногенных отходов и вторичных ресурсов. // Ташкентский архитектурно -строительный институт, ТАСИ. Карши: КарИЭИ, 2021. 186 с.
14. Рахимов О.Д., Муродов М.О., Рузиев Х.Ж. Таълим сифати ва инновацион технологиялар. Тошкент, «Фан ва технологиялар» нашриёти, 2016. 208 б.
15. Rakhimov O.D., Rakhimova D.O. Educational quality in the era of globalization. // Проблемы науки, 2021. №1(60). С. 36-39. DOI: 10.24411/2413-2101-2021-10101.
16. Rakhimov O.D., Berdiyev Sh.J., Rakhmatov M.I., Nikboev A.T. Foresight In The Higher Education Sector of Uzbekistan: Problems and Ways of Development. // Psychology and Education Journal, 2021. 58 (3). 957-968. DOI: 10.17762/pae.v58i3.3029.
17. Rakhimov O.D., Аshurova L. Types of modern lectures in higher education, technology of their design and organization.// Проблемы современной науки и образования. 2020. №12(157), часть 1. С. 41-46. DOI: 10.24411/2304-2338-2020-11203.
