CC BY
0
РАЗРАБОТКА РЕАГЕНТА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, НАПРАВЛЕННАЯ НА СОХРАНЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПЛАСТОВ
Базарбаев Нуратдин Зинатдин улы
магистрант
Каракалпакского государственного университета им. Бердаха,
Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: nuratdinbazarbaev 7@gmail. com
Низаматдинов Асаматдин Зайрадин улы
магистрант
Каракалпакского государственного университета им. Бердаха,
Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: asssaniza@gmail. com
Санетуллаев Ерназар Есбосинович
доктор философии технических наук, доцент Каракалпакского государственного университета им. Бердаха,
Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: [email protected]
Адизов Бобиржон Замирович
д-р техн. наук, профессор, заведующий лаборатории "Нефтехимия " Института общей и неорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Тажимова Гулистан Раман кизи
докторант лаборатории "Нефтехимия" Института общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: gulistan_ramanovna@mail. ru
DEVELOPMENT OF A REAGENTS FOR DRILLING FLUID, AIMED AT PRESERVING THE FILTRATION PROPERTIES OF FORMS
Nuratdin Bazarbaev
Master
of Karakalpak State University named after Berdakh,
Uzbekistan,
Republic of Karakalpakstan, Nukus
Asamatdin Nizamatdinov
Master
of Karakalpak State University named after Berdakh, Uzbekistan, Republic of Karakalpakstan, Nukus
Ernazar Sanetullaev
PhD, associate Professor of Karakalpak State University named after Berdakh, Uzbekistan, Republic of Karakalpakstan, Nukus
Библиографическое описание: РАЗРАБОТКА РЕАГЕНТА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, НАПРАВЛЕННАЯ НА СОХРАНЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПЛАСТОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Базарбаев Н.З. [и др.]. 2025. 1(130). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/19069
Bobirjon Adizov
Doctor of Technical Sciences, professor, head of the laboratory "Oil Chemistry" of the Institute of general and inorganic chemistry, Academy of sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent
Gulistan Tajimova
PhD student of the laboratory "Oil Chemistry" of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье представлена разработка вермикулитового реагента для буровых растворов, способствующего сохранению фильтрационных свойств пластов. Исследование направлено на создание эффективной формулы с добавлением госсиполовой смолы и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), которые улучшают реологические характеристики раствора, повышая его вязкость и уменьшая фильтрационные потери. Путем оптимизации состава достигается формирование стабильной фильтрационной корки и улучшение проницаемости пластов. Разработанный реагент ВОПР легко вводится в буровой раствор и демонстрирует высокую стабильность при хранении, что снижает затраты на бурение, повышает эффективность процессов и минимизирует экологическое воздействие.
ABSTRACT
The article presents the development of a vermiculite reagent for drilling fluids that helps maintain the filtration properties of formations. The study is aimed at creating an effective formula with the addition of gossypol resin and car-boxymethyl cellulose (CMC), which improve the rheological characteristics of the solution, increasing its viscosity and reducing filtration losses. By optimizing the composition, the formation of a stable filter cake and improvement of formation permeability are achieved. The developed VLPR reagent is easily introduced into the drilling fluid and demonstrates high stability during storage, which reduces drilling costs, increases the efficiency of processes and minimizes the environmental impact.
Ключевые слова: вермикулит, буровые растворы, фильтрационная ёмкость, госсиполовая смола, карбокси-метилцеллюлоза (КМЦ), реологические характеристики, оптимизация.
Keywords: vermiculite, drilling fluids, filtration capacity, gossypol resin, carboxymethylcellulose (CMC), rheolog-ical characteristics, optimization.
Введение
Одной из важнейших характеристик пластов является их фильтрационная емкость, определяющая способность пласта пропускать через себя флюиды, что обеспечивает максимальный отбор углеводородов с минимальными потерями. В данном разделе особое внимание уделяется разработке вермикули-тового реагента для буровых растворов, цель которого — не просто улучшение реологических характеристик рабочей среды, но и сохранение, а в идеале — повышение фильтрационных свойств пластов [1, а 29; 2, а 376-379].
Целью данного исследования является не только теоретическая разработка, но и практическая апробация вермикулитового реагента, с последующим анализом его воздействия на фильтрационные характеристики пластов в лабораторных и полевых условиях.
Для улучшения ввода вермикулита в буровой раствор и стабилизирующих, а также других технологических характеристик реагента с целью сохранения фильтрационно-емкостных свойств пластов были изучены многочисленные реагенты. В ходе ис-
следований в качестве добавки были выбраны гос-сиполовая смола и КМЦ. Экономическое и теоретическое обоснование использования вспомогательных реагентов, в составе вермикулито-вого реагента для создания облегченных буровых растворов заключается в том, что госсиполовая смола обладает способностью улучшать реологические свойства буровых растворов, увеличивая их вязкость и обеспечивая лучшую переноску бурового шлама на поверхность. Также добавление смолы способствует формированию стабильных водо-в-нефти эмульсий, что важно для поддержания структуры и устойчивости раствора при изменении температуры и давления [3, с. 42;].
КМЦ является эффективным загустителем, особенно при наличии минерализации, позволяющим контролировать вязкость бурового раствора для поддержания его несущих способностей и уменьшения потерь циркулирующей жидкости. КМЦ уменьшает фильтрационные потери, образуя тонкую и прочную фильтрационную корку на стенках скважины, что помогает поддерживать стабильность и предотвращает загрязнение продуктивных пластов [4, с. 29-31].
№ 1(130)
январь, 2025 г.
Применение вспомогательных реагентов может снизить общую стоимость буровых операций за счет повышения эффективности бурения и уменьшения времени буровых циклов. Использование госсипо-ловой смолы и КМЦ может сократить необходимость в более дорогих синтетических добавках, обеспечивая при этом аналогичные или улучшенные свойства раствора [5, а 273-275].
Сочетание этих вспомогательных реагентов с вермикулитом для создания буровых растворов теоретически и экономически оправдано, так как это может привести к улучшению их свойств, снижению затрат на бурение и повышению общей эффективности добычи.
Методология исследования
В ходе проведённого исследования была разработана оптимизированная формулировка вермику-литового реагента (ВОПР), которая демонстрирует повышенную стабильность при хранении. Эта модифицированная композиция значительно упрощает процесс введения в водные буровые растворы в сравнении с использованием немодифицирован-ного вермикулита. Применение данного реагента способствует достижению синергических эффектов в улучшении фильтрационных и реологических свойств бурового раствора, превосходящих результаты, получаемые при последовательном введении отдельных компонентов этого реагента [6, а 64; 7, а 200-201].
Таким образом, разработанная рецептура композиционного раствора состоит из следующих компонентов (табл. 1.).
Таблица 1.
Рецептура реагента ВОПР, %
В ГС КМЦ СА NaOH Вода
20-22 18-20 15-18 0,05-0,1 0,5-1 <50
Для синтеза реагента, предназначенного для буровых растворов, в круглодонный реактор с объемом 300 см3 вводится 100 мл карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), концентрация которой составляет приблизительно 30%. Смесь подвергается термической обработке при температуре в диапазоне 65-70°С с обеспечением непрерывного перемешивания. Для создания сетчатой структуры в суспензию вводят 0,1 г сшивающего агента (СА), к которым могут быть отнесены метиленбисакриламид, 1,3-пропандиамин и другие азотистые соединения. Последующим этапом является введение 40 г госсиполовой смолы (ГС) и NaOH, процесс перемешивания которой продолжается в течение одного часа при той же температуре. Вермикулит вносится в объеме до 25 г в сформированную массу. Синтезированный реагент, условно обозначенный как ВОПР, характеризуется уровнем pH около 11,5. Сформированный материал сохраняет неструктурированную листовую форму и подвергается сушке при температуре 100±1°С для удаления влаги.
В описанном процессе получения реагента для буровых растворов участвуют несколько важных химических и физических этапов:
растворение КМЦ. При добавлении водного раствора КМЦ и нагревании происходит его гидратация и растворение, в результате чего повышается вязкость суспензии. Гидратация полимера КМЦ приводит к образованию вязкой матрицы, которая может улавливать воду и уменьшать фильтрацию бурового раствора;
при добавлении сшивающего агента, такого как ^№-метиленбисакриламид, и нагревании он может вступать в реакции сшивания с карбоксильными группами КМЦ, формируя трехмерную сетчатую структуру (гель). Это увеличивает структурную прочность суспензии и дополнительно снижает её водоотдачу;
госсиполовая смола, благодаря своим природным связующим свойствам и содержанию больших количеств COO- групп, может взаимодействовать с полимерной матрицей, увеличивая её устойчивость и снижая проницаемость;
вермикулит вносится в систему как легкий наполнитель с высокой пористостью и водопогло-щающей способностью. Он может абсорбировать воду, уменьшая тем самым общую влажность суспензии и повышая её объем при относительно низкой плотности.
Процесс сушки при 100±1°С предназначен для удаления связанной и свободной воды, что в конечном итоге приводит к стабилизации реагента и обеспечивает его хранение в сухом виде.
Результаты
Таким образом, данное исследование направлено на изучение влияния различных реагентов на улучшение характеристик буровых растворов с добавлением вермикулита, с акцентом на госсипо-ловую смолу и КМЦ, было проведено с целью оптимизации фильтрационно-емкостных свойств пластов. Экономическое и теоретическое обоснование использования этих вспомогательных реагентов подтвердило их эффективность в создании облегченных буровых растворов. Госсиполовая смола значительно улучшает реологические свойства, обеспечивая эффективную переноску бурового шлама, в то время как КМЦ эффективно снижает фильтрационные потери, формируя прочную фильтрационную корку. Применение этих реагентов в составе с вермикулитом не только снижает затраты на бурение за счет улучшения процессных параметров, но и способствует уменьшению экологического воздействия за счет использования менее дорогих и более доступных материалов. Разработанная оптимизированная формулировка вер-микулитового реагента демонстрирует улучшенные свойства и обеспечивает упрощенное введение в буровые растворы, обеспечивая при этом высокую стабильность и эффективность.
Заключение
Проведенное исследование показало, что разработка вермикулитового реагента с добавлением гос-сиполовой смолы и карбоксиметилцеллюлозы позволяет создать буровой раствор с улучшенными фильтрационными и реологическими свойствами. Этот реагент не только способствует снижению затрат на бурение, но и поддерживает стабильность
январь, 2025 г.
продуктивных пластов, уменьшая воздействие на окружающую среду. Оптимизированная рецептура вермикулитового реагента продемонстрировала высокую эффективность и стабильность, что подтверждает перспективность его применения в условиях реального бурения.
№ 1 (130)
• 7uni versum.com
1д UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Список литературы:
1. Трефилова Т.В., Миловзоров А.Г. Т667 Регулирование свойств буровых технологических жидкостей. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Буровые технологические жидкости»: учебное издание. Ижевск: Издательство «Удмуртский университет», 2012. - 38 с.
2. Ryen Caenn, HCH Darley, George R. Gray Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids 7th Edition // Gulf Professional Publishing, 2016. - 748 р.
3. Ермолаева Л.В. Промывочные растворы в бурении: учеб. пособие / Л.В. Ермолаева. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2020. - 51 с.
4. Фефелов Ю.В. и др. К вопросу методического обоснования выбора бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов /Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М. №5, - 2010, - 27-31.
5. Крупин С.В. Коллоидно-химические основы создания глинистых суспензий для нефтепромыслового дела: монография. - Казань: 2010. - 411c.
6. Умедов Ш.Х. Разработка составов промывочных жидкостей для бурения скважин сильноминерализованной пластовой воде // дисс. к.т.н. 2010 Ташкент. С. 112.
7. Sanetullaev E.E., Usmonov S.B., Adizov B.Z., Main characteristics of drilling muds made from adsorbent waste// Best journal of innovation in science, research and development, Volume 2. Issue 8. 2023. P. 200-201.
