Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН'

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
195
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ / ВЯЗКОУПРУГИЕ ЖИДКОСТИ / РЕОЛОГИЯ / ПОЛИМЕРЫ / СШИВАТЕЛИ / КРИВЫЕ ВЯЗКОСТИ И ТЕЧЕНИЯ / ВЯЗКОУПРУГОЕ ПОВЕДЕНИЕ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Логинова М.Е., Агзамов Ф.А., Исмаков Р.А.

Для получения новых характеристик технологических жидкостей, применяемых в бурении, был проведен комплекс исследований, который позволил оптимизировать концентрацию сшивателя, в данном случае бихромата натрия, дающего наиболее высокую вязкость полученной буферной жидкости на основе полиакриламида (ПАА). Методика испытаний может быть успешно использована и для других комбинаций полимеров и сшивателей. В исследованиях использовался высокоточный реометр HAAKE MARS III, позволивший получить реологические характеристики указанных систем с использованием основных видов испытаний, таких как сдвиговой тест, осцилляторный и частотный тест, испытание на ползучесть и восстановление.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Логинова М.Е., Агзамов Ф.А., Исмаков Р.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF VISCOELASTIC PROPERTIES OF BUFFER FLUIDS TO IMPROVE THE QUALITY OF WELL ANCHORING

To obtain new characteristics of these process fluids, a set of studies was carried out, which allowed optimizing the concentration of the crosslayer, in this case sodium bichromate, which gives the highest viscosity of the resulting buffer liquid based on polyacrylamide (PAA). The test procedure can be successfully used for other combinations of polymers and crosslinkers. The high-precision rheometer HAAKE MARS III was used in the research, which made it possible to obtain rheological characteristics of these systems using basic types of tests, such as shear test, oscillatory and frequency test, creep test and recovery.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН»

УДК 622.283.9; 544.723.23 https://doi.org/10.24412/2071-8268-2022-3-4-39-48

исследование вязкоупругих свойств буферных жидкостей для повышения качества крепления скважин

М.Е. ЛОГИНОВА, Ф.А. АГЗАМОВ, Р.А. ИСМАКОВ Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа, Россия Для получения новых характеристик технологических жидкостей, применяемых в бурении, был проведен комплекс исследований, который позволил оптимизировать концентрацию сшивателя, в данном случае бихромата натрия, дающего наиболее высокую вязкость полученной буферной жидкости на основе полиакриламида (ПАА). Методика испытаний может быть успешно использована и для других комбинаций полимеров и сшивателей. В исследованиях использовался высокоточный реометр HAAKE MARS III, позволивший получить реологические характеристики указанных систем с использованием основных видов испытаний, таких как сдвиговой тест, осцилляторный и частотный тест, испытание на ползучесть и восстановление.

Ключевые слова: буферная жидкость, вязкоупругие жидкости, реология, полимеры, сшиватели, кривые вязкости и течения, вязкоупругое поведение.

Для цитирования: Логинова М.Е., Агзамов ФА.,, Исмаков РА. Исследование вязкоупругих свойств буферных жидкостей для повышения качества крепления скважин // Промышленное производство и использование эластомеров. 2022. № 3-4. С. 39-48. DOI:10.24412/2071-8268-2022-3-4-39-48.

investigation of viscoelastic properties of buffer fluids to improve the quality of well anchoring

LOGINOVA M.YE, AGZAMOV F.A., ISMAKOV R.A.

Ufa State Petroleum Technological University, fa, Russia Abstract. To obtain new characteristics of these process fluids, a set of studies was carried out, which allowed optimizing the concentration of the crosslayer, in this case sodium bichromate, which gives the highest viscosity of the resulting buffer liquid based on polyacrylamide (PAA). The test procedure can be successfully used for other combinations of polymers and crosslinkers. The high-precision rheometer HAAKE MARS III was used in the research, which made it possible to obtain rheological characteristics of these systems using basic types of tests, such as shear test, oscillatory and frequency test, creep test and recovery.

Key words: buffer fluid, viscoelastic fluids, rheology, polymers, crosslinkers, viscosity and flow curves, viscoelastic behavior.

For citation: Loginova M.Ye., Agzamov F.A., Ismakov R.A. Investigation of viscoelastic properties of buffer fluids to improve the quality of well anchoring. Prom. Proizvod. Ispol'z. Elastomerov, 2022, no. 3-4, pp. 39-48. DOI:10.24412/2071-8268-2022-3-4-39-48 (In Russ.).

Термин «вязкоупругий» характеризует материалы, обладающие одновременно вязкими и упругими свойствами, т.е. такие тела, которые частично возвращаются к своей начальной форме, когда снимается прилагаемое усилие. В отличие от многих технологических жидкостей, применяемых в бурении, вязкоупругие системы имеют нормальные напряжения, и их течение не подчиняется законам Ньютона, уравнению Шведова-Бингама или степенной модели Освальда [1-2]. Благодаря нормальным напряжениям, вязкоупругие жидкости способны перемещаться по всему объему трубного или затрубного пространства, полностью заполняя его. Это очень важно при строительстве скважин со сложным профилем и большими отхо-

дами от вертикали, в которых возникают серьезные проблемы при цементировании обсадных колонн, связанные в первую очередь, с очисткой ствола скважины и обеспечением наиболее полного вытеснения промывочной жидкости цементным раствором. Традиционно применяемые буферные жидкости являются не всегда эффективными из-за неудовлетворительных реологических свойств, которые не обеспечивают необходимый профиль потока и режим течения буферной системы в затрубном пространстве [35]. Опыт строительства скважин показал, что одной из наиболее эффективных буферных жидкостей являются вязкоупругие системы, позволяющие, благодаря нормальным напряжениям, при цементировании вытеснить промывочную

жидкость даже из защемленных зон [5]. В тоже время возникают сложности с проектированием вязкоупругих жидкостей (ВУЖ) из-за незнания их поведения при различных нагрузках. Изучение внутренней структуры ВУЖ путем исследования реологических свойств явилось задачей данной работы.

Традиционно вязкоупругие жидкости готовят на основе высокомолекулярных полимеров, сшитых солями поливалентных металлов. Для придания специфических свойств в них могут дополнительно вводиться различные наполнители и добавки. Наибольшее распространение нашли полимеры, находящие широкое применение в различных отраслях промышленности, и в том числе, и в бурении скважин. Производство полимерных материалов растет с каждым годом, увеличивается число видов полимеров, улучшаются их свойства, позволяя варьировать составы технологических жидкостей в зависимости от сформулированных целей [6-10].

Реологические характеристики вязкоупру-гих жидкостей изучались с помощью высокоточного реометра HAAKE MARS III методом «плоскость - плоскость» (рис. 1), где напряжение сдвига определяется как т = F/A, а деформация как у = S/h На данном оборудовании были получены реологические характеристики указанных систем с использованием основных видов испытаний, таких как сдвиговой тест, осциллятор-ный и частотный тест, испытание на ползучесть и восстановление [11].

Рис. 1. Модель двух плоскостей. Сдвиговый тест

В представленной работе приведены исследования образцов двух растворов на основе поли-акриламида (ПАА). Раствор №1 — 4,5% масс. полиакриламида (ПАА). Методика испытаний может быть успешно использована и для других ПАА с добавкой 0,5% масс. А12^04)3, и раствор №2 — 4,5% масс. ПАА с добавкой 1% бихромата натрия.

Методом сдвигового теста было исследовано влияние концентрации бихромата ^2Сг207 на вязкие свойства вязкоупругой буферной жидкости на основе полиакриламида (ПАА) FlodrШ РАМ 1040 и Flodrill РАМ 705.

Flodrill РАМ 1040 — высокомолекулярный анионный акриловый полимер с низкой гигроскопичностью. Представляет собой растворимый в воде порошкообразный продукт. Обеспечивает флокуляцию выбуренной породы. Предназначен для стабилизации осыпающихся сланцев и осуществления контроля за вязкостью и водоотдачей раствора.

Flodrill РАМ 705 — полиакрилат натрия со средней молекулярной массой, порошкообразное вещество светло-желтого цвета, хорошо растворим в воде, мало гигроскопичен. Обладает выраженной смазывающей способностью. Ограничения: неэффективен в присутствии ионов Са2+ и М£2+.

Методика приготовления раствора включала в себя:

• разогрев технической воды до температуры 60-80С;

• медленный ввод соли металла при постоянном перемешивании на низких скоростях;

• медленный ввод ПАА и последующее интенсивное перемешивание на больших скоростях;

• выдержка буферной жидкости в покое 30 мин.

При измерениях в режиме осцилляций материал подвергается воздействию синусоидального напряжения.

На рис. 2 показана принципиальная схема процесса осцилляционного измерения на примере модели двух плоскостей: нижняя плоскость находится в состоянии покоя, в то время как верхняя совершает гармонические колебания. Данные тесты относятся к классу измерений, не разрушающих структуру вещества. При достижении положения в 90° или 270° верхняя плоскость максимально отклоняется от начального положения, называемого амплитудой колебания. Другими важными задаваемыми параметрами являются напряжение сдвига и деформация. Чтобы найти напряжения сдвига необходимо значение крутящего момента, прикладываемого к верхней плоскости, разделить на ее площадь. Значение деформации рассчитыва-

ется как отношение смещения плоскостей относительно начального положения к толщине зазора. Использование данного метода позволяет определять свойства веществ с трехмерной структурой (гели), или веществ с упругими свойствами (материал не держится в измерительном зазоре).

Кроме того, осцилляционные измерения помогают выявить различия свойств материала, которые не обнаруживаются в экспериментах с установившимся течением. Существует возможность отдельного определения вязких и упругих свойств материала, тогда как при установившемся течении определяются только интегральные характеристики.

При проведении теста происходит следующее. Синусоидальное воздействие определяется двумя величинами: амплитудой т0 и частотой колебаний ю. Частота колебаний оказывает большое влияние на длительность эксперимента. Величина обратная частоте определяет время одного периода. Например, период синусоидального колебания с частотой 0,001 Гц потребует 1000 с. Приложение напряжения т к образцу приведет к его деформированию. При этом, в зависимости от соотношения вязких и упругих свойств материала, будет наблюдаться фазовый сдвиг между напряжением т0 и деформацией у0. В промышленности используется частота = 10 Гц в качестве значения постоянной угловой частоты [12-13]. Угловая частота ж в рад/с или с-1, а частота п в Гц, которые связаны между собой соотношением ж = 2рп.

Чисто упругие материалы имеют нулевой угол сдвига. Чисто вязкие материалы имеют угол сдвига фаз (5) в 90°.

Вязкоупругим материалам соответствуют средние значения между 0° и 90°. Для расчетов используется следующее соотношение:

т0 = ^Чс ,

где G* известен как комплексный модуль, рассчитываемый из значений приложенного напряжения и результирующей деформации.

Модуль накопления G' и модуль потерь G" рассчитываются из значения угла сдвига фаз, который определяется из измеренного временного интервала между амплитудами напряжения и временной деформации. G' указывает на то, что энергия напряжения была временно запасена в процессе испытания, и она может быть впоследствии возвращена. Модуль накопления G' характеризует упругие свойства материала: G' = G*•cos5.

Модуль потерь G" говорит о том, что энергия, использованная для инициирования течения,

необратимо перешла в теплоту. G" характеризует вязкие свойства материала: G" = G*•sin5.

Изменение частоты колебаний позволяет получить отклик от структурных элементов разного масштаба, когда их характеристические времена релаксации будут соответствовать скорости изменения напряжения сдвига (которая зависит от частоты). Отклик системы может отличаться от синусоиды или быть сильно искаженным в результате протекания в образце механических процессов, описываемых нелинейными соотношениями. Искаженный сигнал практически невозможно корректно интерпретировать, поэтому ценность представляют только процессы, протекающие в диапазоне линейной упругости изучаемой системы, когда деформация прямо пропорциональна приложенному напряжению (т = Gy) — линейный диапазон измерений (ЛДИ). Данный факт приводит к необходимости определения режима измерений (частота колебаний, момент силы), при котором выполняется условие линейной вязкоупругости.

Экспериментально установлено, что для растворов полиакриламида в области концентраций от 4,0 до 4,5% приемлемы следующие параметры эксперимента частота колебаний 1 Гц, момент силы от 5 до 100 мН-м. Диапазон линейной вязкоупругости может рассматриваться в рамках модели Максвелла [2]:

т = т0•ехр

где т0 — начальное приложенное напряжение сдвига; G — модуль сдвиговой упругости; п — вязкость; п^ = ^ — время релаксации.

В пределах области линейного диапазона в любой данный момент времени значения деформации пропорциональны приложенному напряжению. Предполагая, что упругость может быть связана с флуктуационными зацеплениями перепутанных макромолекул, пропорциональность между напряжением и деформацией можно понимать, как способность пространственной стенки к упругой деформации при сохранении ее целостности. Энергия деформирования обратимо накапливается внутри сетки и может высвобождаться при снятии напряжения.

При использовании более высоких напряжений сетка флуктуационных узлов деформируется выше предела своей механической прочности, начинается распутывание индивидуальных макромолекул, с постоянным изменением их взаимного расположения, и, как следствие, течение образца и снижение его вязкости под влиянием напряжения сдвига. Таким образом, высокие напряжения приводят к снижению

вязкости в результате непропорционального роста деформации.

При осцилляционных измерениях получают данные об угле поворота верхней платформы в диапазоне 9-10-5 — 0,06 рад. Для исследуемых составов G* меняется в диапазоне от 0 до 300 Па, т — в диапазоне от 0 до 70 Па. Прибор позволяет проводить измерения с разверткой по амплитуде напряжения (sweep т) и по частоте колебаний (sweep w).

Результаты исследований

Были исследованы реологические характеристики ВУС при следующих соотношениях (по массе) Na2Cr2O7 к ПАА 1:1; 3:4; 1:2; 1:4; 1:6; 1:8; 1:16 при температуре 25С. Объем воды не менялся и оставался 150 мл. Скорости сдвига были выбраны в соответствии со скоростями движения жидкостей имеющие место при цементировании реальных скважин, а именно, в трубном пространства (500 с1) и затрубном пространства (227 с-1).

При оценке роли концентрации поливалентных металлов было установлено, что для получения структуры с необходимой прочностью и вязкостью, необходимо учитывать валентность металла. Чем больше валентность металла, тем меньшее количество данной добавки необходимо применить. Однако, при больших концентрациях добавки, особенно у многовалентных металлов, полимер быстро коагулируется. Так ПАА поликондесируется, его сетчатая структу-

ра становится более укомплектована, что свою очередь дает молекулам воды мало места для ассимилирования [13]. Впоследствии полимер выпадал в осадок в форме шариков.

Оценка роли бихромате натрия на вязкость ВУС приведена на рис. 3.

Анализ рисунка показывает, что при соотношении №2Сг207:ПАА (1:8) вязкость буферной жидкости является оптимальной [11].

Результаты осциляторных испытаний растворов на основе ПАА двумя вида сшивателя, а именно, бихромата натрия ^2Сг207 приведены на рис. 4 и сульфата алюминия А12^04)з приведены на рис. 5, где, где G/ и t — модуль накопления и напряжение, соответственно (Па) при температуре Т = 25°С.

При исследовании образца в режиме осцилляции первым всегда является тест с амплитудной разверткой, позволяющий определить диапазон линейной вязкоупругости (ЛДИ, LVE-диапазон). Зная эту информацию, можно определить интервал значений деформации, в котором структура исследуемого образца не разрушается под внешним воздействиями. Из данных рис. 4 в амплитудной развертке в LVE-диапазоне графики модулей накоплений и потерь идут параллельно оси Х, т.е. для образца на основе ПАА и бихромата натрия напряжение в 40 Па, показывая, что для этого образца предел текучести равен 40 Па. Это напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения

Рис 3. Влияние Na2C^O7 на вязкость вязкоупругой жидкости

200

150

G#'Pa G" Pa

210 ----------------г 250

i

\

100

50

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320

т,Ра

—G'w=0,l —•—G' w=l —G' w=10 —w—G"w=0,l —G" w=l —•—G" w=10 Рис. 4. Осцилляционные испытания (sweep т) составов на основе ПАА с добавлением бихромата натрия

Рис 5. Осцилляционные испытания (sweep т) составов на основе ПАА с добавлением сульфата алюминия A^SO^

нагрузки. После прохождения этого значения в растворе начинают происходить необратимые пластические деформации. Кроме того, на рис. 4 наблюдаются точки течения - это значения при G' = G". При w = 0,1 Гц tF = 140 Па, w = 1 Гц tF = 190 Па, w = 10 Гц tF = 300 Па.

По данным рис. 5 в амплитудной развертке в LVE-диапазоне для состава на основе ПАА с сульфата алюминия предел текучести равен 110 Па, что характеризует напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки. Кроме того, на рис. 5 в тех же координатах наблюдается одна точка течения — это значения при G' = G"при w = 0,1 Гц tF = 305 Па.

При осцилляционных измерениях был определен диапазон ЛДИ и была построена частотная развертка исследуемых образцов (рис. 6-7). Большинство осцилляционных измерений проводится в режиме контроля деформации (CSD). Измерения в осцилляционном режиме дают уникальную информацию о реологических характеристиках образца, благодаря возможности выделения упругой и вязкой составляющих. Упругий модуль (модуль накоплений) G' характеризует

1 /

—и— 1-1--1

<1-< ► > » > w V

од

10

lg со

Рис. 6. Частотная развертка (sweep ш) состава на основе ПАА с добавлением бихромата натрия: 1 — G', 2 — G"

-ме—

2

-е—

Igw

Рис. 7. Частотная развертка (sweep ш) состава на основе ПАА с добавлением сульфата алюминия Al2(SO4)3: 1 — G', 2 — G"

накопленную энергию деформации в системе, и отражает характеристики образца как твердого тела (упругая составляющая). Величина вязкого модуля (модуля потерь) О" определяет диссипацию энергии, и отвечает за поведение образца как жидкости (вязкая составляющая). Измерение этих двух параметров наиболее часто интересует исследователей при проведении ос-цилляционного теста. Стабильность дисперсий при долговременном хранении оценивается при низких частотах, таким образом раствор ПАА с бихроматом довольно стабилен. Режим частотной развертки используется для исследования поведения образцов при различном времени воздействия. Задание колебаний высокой частоты соответствует короткому времени воздействия, а низкой — длительному воздействию. Вид кривых О' и О" дает информацию о внутренней структуре образца.

Из графиков можно видеть, что у обоих растворов О' > О", что говорит о гелеобразной структуре вязкоупругой жидкости, и упругие свойства лучше у раствора с сшивателем сульфата алюминия А12^04)3 так как величина модуля накопления (модуля упругости) выше, чем у раствора с бихроматом натрия.

80

оо дп

DU ДО \1

^v ЗЛ

"3 Л 1

1 л Ч 2 V

-е—

ОД

ю

100 Ig«

Рис. 8. Частотная кривая комплексной вязкости, исследуемых растворов на основе ПАА с добавлением 0,5% масс. А!2^04)3 (1) и 1% масс. бихромата натрия (2)

Из осцилляционных измерений также была получена комплексная динамическая вязкость П*, отражающей общее сопротивление динамическому сдвигу. Ее зависимость от скорости сдвига представлена на рис. 8. В области низкого сдвига значения вязкости в растворе ПАА с А12^04)3 практически не меняется (правило Кокса-Мерца [11-12]), чего не наблюдается в рас-

творе с бихроматом. Все это показывает определённую стабильность в состоянии покоя.

Методом ползучести и восстановления напряжения [11] для исследуемых вязкоупругих жидкостей был определен новый показатель — «время реагирования» системы. Под воздействием постоянного напряжения сдвига т0 — предела текучести, приложенного к верхней плоскости образца, последний скручивается. Угол такого закручивания определяется модулем упругости. Напряжение и полученная деформация связаны линейно: удвоение напряжения приводит к удвоению деформации. Например, при скручивании такой образец резины ведет себя подобно металлической пружине, которая растягивается или сжимается под нагрузкой. Деформация сохраняется, пока приложено напряжение, а при удалении нагрузки полностью и мгновенно исчезает. Энергия деформации, упруго запасенная в пружине или в образце резины, может быть возвращена на 100% при снятии нагрузки. Зависимость нагрузки (деформации) от времени раствора № 1 схематически представлена на рис. 9.

По характеру поведения эта вязкая реакция. Упрощенно это эффект можно показать следующим образом. Представим, что раствор выливается из сосуда на поверхность стола и образует лужу, которая растекается до тех пор, пока слой не станет тонким и поверхностное натяжение на границе раздела фаз остановит этот процесс. Очевидно, что кинетическая энергия раствора,

стекающего на поверхность стола, и сила тяжести слоев заставляют течь раствор, но, когда эта энергия затрачена полностью, он перестанет течь. Не обладая упругостью, этот раствор не потечет обратно. Энергия, которая привела раствор в движение, полностью перешла в теплоту, т.е. энергия не может быть восстановлена. Фаза восстановления — прямая линия.

На рис. 10 представлена зависимость ползучести и восстановления раствора № 2, характерная для вязкоупругой жидкости. Судя по реакции на приложенное напряжение (110 Па), вязкоупругие жидкости, которые могут рассматриваться как дисперсии макромолекул с сегментами типа пружинок в высоковязком масле, характеризуются таким поведением, которое находится где-то между чисто упругим или чисто вязким телом.

Кривая зависимости деформации от времени сначала быстро возрастает, а затем наклон ее постепенно уменьшается. В дальнейшем эта кривая асимптотически переходит в прямую с постоянным наклоном, что свидетельствует о полностью вязкой реакции на приложенное напряжение.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Если образец, представляющий собой вяз-коупругое (вязкопластическое) твердообразное тело, подвергается напряжению ниже предела текучести, а деформация в конце концов асимптотически достигает постоянной величины, кривая деформации будет параллельна оси времени.

У,Ра т,Ра

Рис. 9. Зависимость ползучести и восстановления раствора ПАА с бихроматом натрия: 1 — у , 2 — т

Рис. 10. Зависимость ползучести и восстановления раствора ПАА с сульфатом алюминия: 1 — у , 2 — т

При измерении ползучести вязкоупругой жидкости под действием приложенного напряжения оценивают переходные процессы в целом, отдельные же вклады упругой и вязкой компонент не могут быть четко установлены. В этом и состоит преимущество следующей фазы - восстановления после снятия напряжения, которая позволяет оценить процентное содержание вязкой и упругой компонент в общей деформации образца. Фаза восстановления, как и фаза ползучести, очень сильно зависит от времени.

Выводы

В интервале соотношений поливалентного металла хрома и ПАА в соотношении 1:8-1:16 наблюдается максимальное значение вязких свойств исследуемого раствора.

При добавлении в раствор ПАА различных сшивателей меняется ЛДИ. Для раствора № 1 ЛДИ ограничивается 40-45 Па и наблюдаются три точки течения — это значения при О' = О": при w = 0,1 Гц ^ = 140 Па, w = 1 Гц ^ = 190 Па, w = 10 Гц ^ = 300 Па. Для раствора №> 2 ЛДИ ограничивается предельным напряжением 110 Па и наблюдается одна точка течения при О' = О": w = 0,1 Гц ^ = 305 Па.

Получены пределы текучести исследуемых растворов на основе ПАА с добавлением 0,5% масс. А^^^ — 110 Па и 1% бихромата натрия — 40 Па при температуре 25С.

Кривые ползучести и восстановления исследуемых образцов показали, что раствору № 1 присуща вязкая реакция, а у раствора № 2 — вязкоупругая.

Вязкоупругие жидкости представляют собой структурную сетку из полимеров, скрепленных между собой ионами поливалентного металла. Особенностью данных систем является наличие нормальных напряжений. Благодаря нормальным напряжениям они способны перемещаться по всему объему.

Установлено, что при движении вязкоупругой жидкости концентрация иона металла и его валентность влияет на ее структурные свойства. Полученные новые характеристики вязкоупру-гих жидкостей позволят проектировать составы более эффективных буферных жидкостей [15] и позволят повысить качество крепления скважин.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES

1. Гумерова Р., Яркеева Н.Р. Технология применения сшитых полимерных составов // Нефтегазовое дело. 2017, №2. — С. 63-79. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/2_2017/ ogbus_2_2017_p63-79_GumerovaGR_ru.pdf. [Gumerova R., Yarkeyeva N.R. Tekhnologiya primeneniya sshitykh poli-mernykh sostavov [Technology of application of cross-linked polymer compositions]. Neftegazovoye delo. 2017, № 2. — S. 63-79. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/2_2017/ ogbus_2_2017_p63-79_GumerovaGR_ru.pdf.].

2. Логинова М.Е., Тептерева ГА., Баулин ОА., Мовсум-заде Э.М., Бабкина АА., Четвертнева ИА., Чуйко Е.В., Ахтямов Э.К. Синергетический эффект композиций крахмала и камеди для дисперсионных сред // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2022 № 1-2. — С. 83-87. DOI: 10.24412/0131-4270-2022-1-2-8387. [Loginova M.E., Teptereva G.A., Baulin O.A., Movsum-zade E.M., Babkina A.A., Chetvertneva I.A., Chuyko E.V., Akhtyamov E.K. Synergistic effect of starch and gum com-

positions for dispersion media. Transport and storage of Oil Products and hydrocarbons. 2022, no. 1-2, pp. 83-87. DOI: 10.24412/0131-4270-2022-1-2-83-87. (In Russ.)].

3. Булатов А.И. Детективная биография крепи нефтяных и газовых скважин. — Краснодар: Просвещение-Юг, 2008. — 767 с. [Bulatov A.I. Detektivnaya biografiya krepi neftyanykh i gazovykh skvazhin [Detective biography of lining oil and gas wells]. Krasnodar, Prosveshcheniye-Yug Publ., 2008, 767 p. (In Russ.)].

4. Лышко Г.Н. Обзор современных материалов для приготовления буферных жидкостей, буровых и тампо-нажных растворов. //Бурение и нефть. 2009. — № 3. — С. 30-32. [Lyshko G.N. Obzor sovremennykh materialov dlya prigotovleniya bufernykh zhidkostey, burovykh i tamponazhnykh rastvorov [eview of modern materials for the preparation of buffer liquids, drilling and cement slurries]. Bureniye i neft'. 2009, no. 3, pp. 30-32 (In Russ.)].

5. Лихушин А.М., Мясищев В.Е., Мязин О.Г. К вопросу выбора рационального типа буферной жидкости // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2013.

— Вып. 12. — С.35-39. [Likhushin A.M., Myasishchev V.Ye., Myazin O.G. K voprosu vybora ratsional'nogo tipa bufernoy zhidkosti // Stroitel'stvo neftyanykh i gazovykh skvazhin na sushe i na more [On the issue of choosing a rational type of buffer liquid]. 2013, issue 12, pp. 35-39. (In Russ.)].

6. Логинова М.Е., Агзамов ФА. Вязкоупругие системы при строительстве скважин. В сборнике: Современные технологии в нефтегазовом деле - 2022. Сборник трудов международной научно-технической конференции. — 2022. — С. 360-367. [Loginova M.Ye., Agzamov F.A. Vyazkouprugiye sistemy pri stroitel'stve skvazhin. Sovremennyye tekhnologii v neftegazovom dele. — 2022. [Viscoelastic systems in well construction. Modern technologies in the oil and gas business

- 2022]. Proc. of the international scientific and technical conference. — 2022, pp. 360-367. (In Russ.)].

7. Ашихмин М.В., Заболотный А.С., Логинова М.Е. Проверка влияния концентраций ПАА на скорость гидратации и качество полученного линейного геля. Нефтегазовый комплекс: проблемы и инновации. Тезисы III научно-практической конференции. — 2018. — С. 65. [Ashikhmin M.V., Zabolotnyy A.S., Loginova M.Ye. Proverka vliyaniya kontsentratsiy PAA na skorost' gidratatsii i kachestvo poluchennogo lineynogo gelya. Neftegazovyy kompleks: problemy i innovatsii [Checking the influence of PAA concentrations on the rate of hydration and the quality of the resulting linear gel. Oil and gas complex: problems and innovations]. Abstracts of the III scientific-practical conference. — 2018. — p. 65. (In Russ.)].

8. Коптяева Е.И., Каразеев Д.В., Стрижнев ВА., Веж-нин СА., Телин А.Г. Новые сшитые полимерные составы на основе частично гидролизованного полиакриламида для ограничения водопритока и выравнивания профиля приемистости // Нефть. Газ. Новации. — 2014. — № 10. — С. 45-49. [Koptyayeva Ye.I., Karazeyev D.V., Strizhnev V.A., Vezhnin S.A., Telin A.G. Novyye sshityye polimernyye sostavy na osnove chastichno gidrolizovannogo poliakrilamida dlya ogranicheniya vodopritoka i vyravnivaniya profilya priyemistosti [New cross-linked polymer compositions based on partially hydrolyzed polyacrylamide to limit water inflow and equalize the injectivity profile]. Neft'. Gaz. Novatsii. — 2014, no. 10, pp. 45-49. (In Russ.)].

9. Телин А., Хлебникова М., Сингизова В., Калимуллина Г., Хакимов А., Кольчугин И., Исмагилов Т. Регулирование рео-

логических и фильтрационных свойств сшитых полимерных систем с целью повышения эффективности воздействия на пласт // Вестник инжинирингового центра ЮКОС. — 2002, № 4. — С. 41-45. [Telin A., Khlebnikova M., Singizo-va V., Kalimullina G., Khakimov A., Kol'chugin I., Ismagi-lov T. Regulirovaniye reologicheskikh i fil'tratsionnykh svoystv sshitykh polimernykh sistem s tsel'yu povysheniya effektivnosti vozdeystviya na plast [Regulation of rheological and filtration properties of cross-linked polymer systems in order to increase the efficiency of stimulation]. Vestnik inzhiniringovogo tsentra YUKOS. — 2002, no. 4, pp. 41-45. (In Russ.)].

10. Гумерова Г.Р., Яркеева Н.Р. Технология применения сшитых полимерных составов // Нефтегазовое дело, 2017, № 2, С. 63-79. [Gumerova G.R., Yarkeyeva N.R. Tekhnologiya primeneniya sshitykh polimernykh sostavov [Technology for the use of cross-linked polymer compositions]. Neftegazovoye delo, 2017, no. 2, pp. 63-79. (In Russ.)].

11. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии / Пер. с англ. И.А. Лавыгина; Под ред. В.Г. Куличихина — М.: КолосС, 2003. — 312 с. [Shramm G. Osnovy prakticheskoy reologii i reometrii [Fundamentals of practical rheology and rheometry]. Trans. from eng. I.A. Lavygin. Moscow, KolosS Publ., 2003, 312 p. (In Russ.)].

12. Ильин С.О.,Малкин А.Я.,КуличихинВ.Г. Применение метода высокоамплитудных гармонических воздействий для анализа свойств полимерных материалов в нелинейной области механического поведения // Высокомолекулярные соединения. — 2014. — Серия А. — Т. 56, № 1. — С. 99112. [Il'in S.O., Malkin A.YA., Kulichikhin V.G. Primeneniye metoda vysokoamplitudnykh garmonicheskikh vozdeystviy dlya analiza svoystv polimernykh materialov v nelineynoy oblasti mekhanicheskogo povedeniya [Application of the method of high-amplitude harmonic effects for the analysis of the properties of polymeric materials in the nonlinear region of mechanical behavior]. Vysokomolekulyarnyye soyedineniya.

2014, Seriya A, vol. 56, no. 1, pp. 99-112. (In Russ.)].

13. Ильин С.О. Нелинейность реологических свойств при испытании полимерных материалов в режиме больших периодических деформаций // Высокомолекулярные соединения. — 2015. — Серия А. — Т. 57, № 6. — С. 568-581. [Il'in S.O. Nelineynost' reologicheskikh svoystv pri ispytanii polimernykh materialov v rezhime bol'shikh periodicheskikh deformatsiy [Nonlinearity of rheological properties during testing of polymeric materials in the regime of large periodic deformations]. Vysokomolekulyarnyye soyedineniya. Seriya A.

2015, vol. 57, no. 6, pp. 568-581. (In Russ.)].

14. Аглиуллин Р.У., Логинова М.Е. Изучение вязкоупру-гих систем на основе полиакриламида // Булатовские чтения. 2019. — Т. 3. — С. 33-35. [Agliullin R.U., Loginova M.Ye. Izucheniye vyazkouprugikh sistem na osnove poliakrilamida [Study of viscoelastic systems based on polyacrylamide]. Bulatovskiye chteniya. 2019, vol. 3, pp. 33-35. (In Russ.)].

15. Агзамов ФА., Логинова М.Е., Нургалиев А.Р. Выбор компонентов для буферных жидкостей при закачивании скважин растворами на углеводородной основе // Нефтяная провинция. — 2019. — № 1 (17). — С. 189-196. [Agzamov F.A., Loginova M.Ye., Nurgaliyev A.R. Vybor kompo-nentov dlya bufernykh zhidkostey pri zakachivanii skvazhin rastvorami na uglevodorodnoy osnove [Choice of components for buffer fluids when pumping wells with hydrocarbon-based solutions]. Neftyanaya provintsiya. — 2019, no. 1 (17), pp. 189-196. (In Russ.)].

НЕФТЕХИМИЯ

информация об abtopax/information about the authors

Логинова Марианна Евгеньевна, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» ФГБОУ ВО Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1). Россия.

ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7077-8705.

E-mail: ufamel@yandex.ru

Агзамов Фарит Акрамович, д.т.н., профессор кафедры бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1). Россия.

ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5850-5261.

E-mail: faritag@yandex.ru

Исмаков Рустэм Адипович, д.т.н., проф., зав.кафедрой бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1). Россия.

ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7544-922X.

E-mail: ismakovrustem@gmail.com

Loginova Marianna E., Cand. Sci. (Phys. and Math.), Ufa State Petroleum Technological University, Faculty of Mining and Petroleum, docent at the Department of Oil and Gas Well Drilling, Ufa, Russia.

ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7077-8705.

E-mail: ufamel@yandex.ru

Agzamov Farit A., Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Department of Oil and Gas Well Drilling, Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia.

ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5850-5261.

E-mail: faritag@yandex.ru

Ismakov Rustem A., Dr. Sci. (Tech.), Prof., Head of the Department of Oil and Gas Well Drilling, Ufa State Petroleum Technological University, Ufa, Russia.

ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7544-922X.

E-mail: ismakovrustem@gmail.com

. S ПОЛИМЕРЫ

Казахстан и снг гпгэ

lr С1РОИ1ЕПЬС1ВО V МОДЕРНИЗАЦИЯ ЛА&ОДОН

4-й международный конгресс и выставка «Полимеры Казахстан и СНГ: строительство и модернизация заводов»

17-19 октября 2023, Атырау, Казахстан

Профессиональная площадка, которая соберет производителей базовых полимеров и синтетических каучуков, инициаторов инвестиционных проектов в полимерной отрасли, отраслевые регуляторно-надзорные органы, лицензиаров технологий производства, разработчиков, производителей и поставщиков оборудования, инжиниринговые и проектно-строительные компании, поставщиков услуг. Мероприятие посвящено обсуждению крупнейших инвестиционных проектов полимерной отрасли по строительству и модернизации производственных мощностей, а также обсуждению возможностей повышения эффективности действующих предприятий.

• Технический визит на производственную площадку Kazakhstan Petrochemical Industries Inc. (ТОО «Казахстан Петрокемикал Индастриз Инк.») — знакомство с первым интегрированным газохимическим комплексом в Республике Казахстан.

• Эксклюзивная выставка: современное оборудование, химические добавки, стабилизаторы, технологии и решения для реализации проектов отрасли.

• Фокус на инвестиционные проекты! Обзор и последние новости крупнейших проектов строительства и модернизации производственных мощностей Казахстана и СНГ.

• Круглый стол: вторичная переработка и современные методы утилизации полимеров — позитивные тенденции и опыт предприятий.

• Актуально! Круглый стол: эффективное использование, обслуживание и замена катализаторов в условиях современной реальности — обмен мнениями.

http://polymerscongress.com/ru/ Оргкомитет мероприятия: events@vostockcapital.com

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.