CC BY
6ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ БУРОВОГО РАСТВОРА
Жантасов Манап Курманбекович
канд. т. наук, доцент Южно-Казахстанского гос. университета, Республика Казахстан, г.Шымкент
Орынбасаров Арсланбек Калдыкулович канд. х. наук, доцент Южно-Казахстанского гос. университета, Республика Казахстан, г.Шымкент
Лю Цинь Цзе Сапаров Куаныш
магистранты Южно-Казахстанского гос. университета, Республика Казахстан, г.Шымкент
RESEARCH OF PROCESS OF TEMPERATURE IMPACT ON TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF BORING SOLUTION Zhantasov Manap, Candidate of tech. Sciences, associate professor of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent
Orynbasarov Arslanbek, Candidate of Chem. Sciences, associate professor of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent
Liu Qin Jie, undergraduate of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent Saparov Kuanysh, undergraduate of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent АННОТАЦИЯ
Для оценки степени влияния температурного фактора на технологические параметры бурового раствора, содержащего новый ингибирующий реагент на основе хлопкового гудрона, была проведена серия опытов с использованием 3%-ной глинистой суспензии. Термостатирование образцов буровых растворов осуществлялось в автоклавах в течение 6 часов при заданной температуре. По полученным данным были построены зависимости изменения технологических параметров исследуемых систем буровых растворов от температурного воздействия. Анализ экспериментов показал, что повышение температуры нагревания до 100 °С ведет к плавному снижению реологических показателей вследствие температурного разжижения. Уменьшение вязкости с ростом температуры остается в пределах допустимых значений, следовательно, сохраняется седиментационная устойчивость системы. При дальнейшем нагревании данные показатели повышаются за счет снижения эффективности стабилизирующего действия реагента на основе хлопкового гудрона, что приводит к усилению коагуляционного взаимодействия между дисперсными частицами бурового раствора. При повышении температуры изменяется пространственное строение компонентов, возможна их частичная деструкция. В целом же, температурное воздействие не оказывает значительного влияния на ингибирующую способность, что определяет устойчивость соединений сложных эфиров хлопкового гудрона. ABSTRACT
For an assessment of extent of influence of a temperature factor on technological parameters of the boring solution containing the new inhibiting reagent on the basis of cotton tar a series of experiences with use of 3% clay suspension was carried out. Heating of samples of boring solutions was carried out in autoclaves within 6 hours at the set temperature. According to the obtained data dependences of change of technological parameters of the studied systems of boring solutions on temperature influence were constructed. The analysis of experiments showed that temperature increase of heating to 100 °C conducts to smooth decrease in rheological indicators owing to temperature fluidifying. Reduction of viscosity with growth of temperature remains within admissible values, therefore, the settling stability of system remains. At further heating these indicators raise due to decrease in efficiency of the stabilizing effect of reagent on the basis of cotton tar that leads to strengthening of coagulative interaction between disperse particles of boring solution. At temperature increase the spatial structure of components changes, their partial destruction is possible. In general, temperature influence has no considerable impact on the inhibiting ability that defines stability of compounds of esters of cotton tar.
Ключевые слова: глинистая суспензия, буровой раствор, технологические параметры, температура, нагревание, хлопковый гудрон, ингибирующая способность, устойчивость соединений
Keywords: clay suspension, boring solution, technological parameters, temperature, heating, cotton tar, inhibiting ability, stability of connections
На сегодняшний день в Казахстане в среднем по отрасли коэффициент извлечения нефти (КИН) составляет 0,3 процента. В некоторых же странах он равен 0,45, а по ряду месторождений - 0,6. По мнению главы государства необходимо усилить работы по увеличению КИН. Крупные месторождения нашей области разрабатываются на протяжении нескольких десятилетий и сейчас находятся на поздних стадиях разработки. Это означает, что по ним ожидается уменьшение добычи нефти. Поэтому существует необходимость объединения усилий нефтедобы-
вающих компаний и научной среды для совместной работы в данном направлении. Мероприятия по повышению КИН, безусловно, являются капиталоемкими и требуют вложения инвестиций. Но на сегодняшнем этапе они являются необходимыми для сохранения конкурентоспособности и повышения эффективности нефтегазового сек-тора[1].
Первоочередными задачами в решении проблемы повышения эффективности строительства скважин в сла-боцементированных отложениях в настоящий момент и
на ближайшую перспективу являются: применение высо-коингибирующего бурового раствора, технологические параметры которого соответствуют конкретным геолого-техническим условиям; разработка составов и рецептур систем ингибирующих буровых растворов на основе дешевых и доступных материалов; создание нетоксичных, экологически безопасных реагентов для ингибирования буровых растворов [2].
Контроль величин реологических показателей на всем протяжении цикла строительства скважины - одна из важнейших задач служб, занимающихся вопросами промывки скважины. Это связано, в частности, с опасностью возникновения больших пусковых гидравлических давлений и, как следствие, гидроразрыва пород при некорректной химической обработке. Геологические условия залегания горных пород и увеличение глубин бурения до четырех и более тысяч метров требуют тщательного подхода к выбору химической обработки с учетом воздействия температурной и полиминеральной агрессии на свойства промывочной жидкости. Это связано как с термокоагуляцией, так и с деструкцией реагентов, входящих в состав промывочной жидкости. Как правило, термостабильность и солеустойчивость буровых растворов соответствует тем же показателям входящих в их состав хими-
1,85 1,8 1,75 1,7 1,65 1,6 1,55 1,5 1,45 1,4
ческих реагентов. Но это только в том случае, если система достаточно стабильна, а твердая фаза, в основном глинистая, защищена адсорбционно-сольватным барьером [3].
Для оценки степени влияния температурного фактора на технологические параметры бурового раствора, содержащего новый ингибирующий реагент ОХГ, полученный путем омыления хлопкового гудрона, нами была проведена серия опытов с использованием 3%-ной глинистой суспензии.
Эфиры жирных кислот, входящие в состав реагента ОХГ, обладают стабилизирующей активностью, так как присутствующая в таких эфирах имидная функциональная группа, предположительно образует требуемые элек-тронно-донорно-акцепторные связи (ЭДА) со сложно-эфирной группой за счет своей неподеленной электронной пары. Количество медленных связей на одну молекулу этих эфиров зависит от степени их замещения, т.е. количества сложноэфирных групп. Можно предположить, что с увеличением степени замещения эфира, содержащегося в хлопковом гудроне, будет повышаться термостабильность буровых растворов.
На рисунках 1-5 представлены зависимости изменения технологических параметров исследуемых систем буровых растворов от температурного воздействия.
30 60 90 120 150
Температ ура, С
180
70
и и
60
50
Ö 40
о
и „„ S 30
20
J10
>> 0
30 60 90 120 150
Температ ура, С
180
о
а
$
О
к ю о и о в
о «
а 5 2
а
Ц
и
£
Рисунок 1. Влияние температуры на увлажняющую способность ингибирующего бурового раствора
Рисунок 2. Влияние температуры на условную вязкость ингибирующего бурового раствора
© С
cd
ft J
cd «
О
С
5 4 3 2 1 0
30
60
90 120
Температ ура, С
150
180
Рисунок 3. Влияние температуры на показатель фильтрации ингибирующего бурового раствора
0 *
cd
С
£
д
В
1
со
о о
н о
в
a
60 50 40 30 20 10 0
30
60
180
90 120 150
Температ ура, С
Рисунок 4. Влияние температуры на пластическую вязкость ингибирующего бурового раствора
<и к к
о *
Я &
a и
о §
о <и
2 OS К
£
70 60 50 40 30 20
10
30 60 90 120 150
Температ ура, С
180
Рисунок 5. Влияние температуры на динамическое напряжение ингибирующего бурового раствора
Данные рисунков показывают, что повышение температуры нагревания до 60-120 °С ведет к плавному снижению реологических показателей вследствие температурного разжижения. Уменьшение вязкости с ростом температуры остается в пределах допустимых значений, следовательно, сохраняется седиментационная устойчивость
системы. При дальнейшем нагревании данные показатели повышаются за счет снижения эффективности стабилизирующего действия реагента на основе хлопкового гудрона, что приводит к усилению коагуляционного взаимодействия между дисперсными частицами бурового
0
раствора. При повышении температуры изменяется пространственное строение структурообразователя, возможна его частичная деструкция.
Увеличение температуры термического воздействия до 180°С приводит к снижению антифильтрационных свойств. Происходит дальнейшее увеличение пластической вязкости и динамического напряжения сдвига. Это свидетельствует о необходимости корректировки реологических параметров с помощью реагентов-разжижите-лей.
При охлаждении раствора до комнатной температуры параметры восстанавливаются, т.е. необратимых химических и физических процессов при нагревании раствора не происходит.
Анализируя полученные результаты опытов, можно сделать вывод, что температурное воздействие не
оказывает значительного влияния на ингибирующую способность, что определяет устойчивость соединений сложных эфиров хлопкового гудрона, обусловливающих гид-ратирующую и диспергирующую способность буровых растворов.
Литература
1. Айдарбаев А.С. Проблемы повышения нефтедобычи // Нефть и газ. - 2014. - №2. - С. 36-40.
2. Bell. J.S. Modern drilling // Oil and Gas. - 2003. - № 24. - P. 52-55.
3. А.И. Булатов, П.П. Макаренко. Теория и практика заканчивания скважин: В 5 т. - М.: ОАО "Издательство "Недра", 1997. - Т.1. - 546 c.
ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ И УСТАНОВОК ВЕНТИЛЯЦИИ КАРЬЕРОВ СТАРООСКОЛЬСКО-ГУБКИНСКОГО ГОРНО-ДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА (СГ ГДК) КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ
АНОМАЛИИ (КМА)
Жирное Д. А.
аспирант, Белгородский Национальный Исследовательский Университет (НИУ «БелГУ») г. Белгород)
Крамчанинов Н. Н.
кандидат географ. наук, доцент, Белгородский Национальный Исследовательский Университет (НИУ
«БелГУ») г. Белгород
RATIONALE FOR THE USE OF SOLAR ENERGY SYSTEM DESIGN AND INSTALLATION OF VENTILATION PITS STAROOSKOLSKAYA GUBKINSKOYE-MINING COMPLEX (SG GDK) KURSK MAGNETIC ANOMALY (KMA) Zhirnov D.A., graduate, Belgorod National Research University (NIU "BSU") Belgorod)
Kramchaninov N.N., PhD geographer. Sciences, Associate Professor, Belgorod National Research University (NIU "BSU") Belgorod
АННОТАЦИЯ
Выполнен расчет параметров инсоляции и определена возможность использования в качестве возобновляемого источника энергии - солнечной энергии на территории Белгородской области. Произведена оценка эффективности использования средств вентиляции карьеров на основе солнечной энергии в регионе Курской магнитной аномалии (КМА). Определена перспектива использования солнечной энергии при проектировании систем и установок вентиляции карьеров СГ ГДК КМА. ABSTRACT
The calculation of the parameters of insolation and defined as the use of renewable energy sources - solar energy in the Belgorod region. An assessment of the effectiveness of the use of funds ventilation pits based on solar energy in the region of the Kursk Magnetic Anomaly (KMA). Determine the prospects of solar energy system design and installation of ventilation pits SG GDK KMA.
Ключевые слова: инсоляция, вентиляция карьеров, возобновляемые источники энергии, солнечная энергия, атмосфера, оптическая система, перераспределение солнечного потока.
Keywords: insolation, ventilation pits, renewable energy, solar energy, the atmosphere, the optical system, the redistribution of solar flux.
Социально-экономические условия постиндустриального периода развития общества и демографический взрыв привели к тому, что мировое потребление энергии резко возросло и продолжает расти. Существующие остро стоящие экологические проблемы невозможно решить без дополнительных энергоресурсов. Экологические проблемы со стороны Старооскольско-Губкинского горнодобывающего комплекса, так же сложно решить в условиях
энергодефицита. Известны прогнозы «МРСК ЦЕНТРА» о необходимости увеличения числа электростанций на территории Белгородской области втрое, что в свою очередь приведет к большим финансовым затратам и увеличению стоимости кВт/час.
За последние 10 лет рост потребления электроэнергии привел к необходимости использования дополнительных энергоресурсов, недостаток компенсируется
