CC BY
0
JA UNIVERSUM:
№2(131)_¿Л ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2025 г.
DOI: 10.32743/UniTech.2025.131.2.19364
ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКИХ БУРОВЫХ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРОВ МЕСТНОГО
БЕНТОНИТНОГО СЫРЬЯ
Абдураимов Жахонгир Бахтиёр угли
ассистент,
Термезский государственный университет инженерии и агротехнологий,
Узбекистан, г. Термез E-mail: _ jabduraimov64@,gmail. com
Эшкурбонов Фуркат Бозорович
д-р хим. наук, проф.,
Термезский государственный университет инженерии и агротехнологий,
Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected]
Тожиев Бекхруз Шайдулло угли
преподаватель,
Термезский государственный университет инженерии и агротехнологий,
Узбекистан, г. Термез E-mail: bexruztojiyev02@,gmail. com
TECHNOLOGY OF CHEMICAL DRILLING MUD SOLUTIONS USING LOCAL BENTONITE RAW MATERIALS
Jahongir Abduraimov
Assistant,
Termiz State University of Engineering and Agrotechnologies,
Uzbekistan, Termez
Furkat Eshkurbonov
Doctor of Chemical Sciences, professor
Termez State University of Engineering and Agrotechnologies,
Uzbekistan, Termez
Bekhruz Tojiev
Teacher,
Termez State University of Engineering and Agrotechnologies,
Uzbekistan, Termez
АННОТАЦИЯ
В данной исследовательской работе использован новый бентонит Ховдак, который по химическому составу не уступает запасам бентонита, используемого для вышеуказанных буровых растворов. В настоящее время в результате поисковых работ установлено наличие 3 различных запасов этого бентонита: Ховдакского щелочного бентонита, Ховдакского щелочноземельного бентонита и Ховдакского карбонатного палыгорскита. Учитывая наличие больших запасов данного вида бентонита в районе Ховдак Джаркурганского района, а также близость железнодорожной линии к этому региону, можно построить новое месторождение бентонита и комплекс по его переработке. Низкая емкость бурового раствора характерна для растворов коллоидной активной фазы. Основным фактором, определяющим их силу, является прочность возникающих структур. При этом разведение достигается за счет уменьшения количества коагуляционных контактов в единице объема в результате разведения водой или снижения их прочности путем обработки стабилизаторами-реагентами.
ABSTRACT
In this research work, the new bentonite Hovdak was used, which is not inferior in chemical composition to the ben-tonite used for the above-mentioned drilling fluids. Currently, research has established the presence of 3 different reserves of this bentonite: Khovdak alkaline bentonite, Khovdak alkaline earth bentonite, and Khovdak carbonate palygorskite. Taking into account the large reserves of this type of bentonite in the Khovdak district of the Jarkurgan region, as well
Библиографическое описание: Абдураимов Ж.Б., Эшкурбонов Ф.Б., Тожиев Б.Ш. ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКИХ БУРОВЫХ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРОВ МЕСТНОГО БЕНТОНИТНОГО СЫРЬЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2025. 2(131). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/19364
Л A UNIVERSUM:
№2(13П_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2025 г.
as the proximity of the railway line to this region, it is possible to build a new bentonite deposit and a complex for its processing. Low drilling capacity is characteristic of colloidal active phase solutions. The main factor determining their strength is the strength of the emerging structures. In this case, dilution is achieved by reducing the number of coagulation contacts per unit volume as a result of dilution with water or reducing their strength by treating them with stabilizers-reagents.
Ключевые слова: глина, растворная емкость, коллоид, активная фаза, коагуляция, узор, гидрофильная глина, оболочка, структура, глиняный карьер, стена, бентонит, палыгорскит.
Keywords: clay, soluble capacity, colloid, active phase, coagulation, long, hydrophilic clay, shell, structure, clay quarry, wall, bentonite, palygorskite.
Введение. Буровые смеси являются неотъемлемым элементом технологии бурения и выполняют ряд важных функций, обеспечивающих высокие технические и экономические показатели, бесперебойную работу и снижение стоимости бурения. Буровые жидкости не только удаляют продукты разрушения скважины и охлаждают средство разрушения камня, обеспечивают устранение геологических осложнений, но и способствуют улучшению качества буровых работ. Основной особенностью глинистой извести является емкость глинистого раствора. Это максимальный состав глинистой фазы, при котором проект бурения сохраняет определенную прочность. Этот показатель характеризует кол-лоидность глины (чем выше ее емкость, тем ниже коллоидность), эффективность химической обработки и является одним из важнейших критериев
разбавления глинистого раствора [5]. Низкая емкость глины характерна для растворов с коллоидной активной фазой. Основным фактором, определяющим их прочность, является прочность возникающих структур. В этом случае разведение достигается за счет уменьшения количества коагу-ляционных контактов на единицу объема в результате разведения водой или ослабления их силы путем обработки реагентами-стабилизаторами. Здесь ось ординат указывает на добавки воды, необходимые для восстановления определенной вязкости в утолщенных растворах от введения 1 % глины, количество которых превышает допустимую глино-емкость.
Рисунок 1. Диаграмма жидкости и глины
В зависимости от прочности глинистого раствора на стенках скважины образуется глинистая корка различной толщины [2]. Процесс образования глинистой корки в стенках колодцев называется заиливанием. Существует общий для всех глинистых растворов рисунок, чем больше коллоидных частиц в растворе, тем меньше они проникают в водохранилище, а оболочка становится более тонкой и прочной.
Глинистые растворы в основном готовятся на специализированных фабриках из глиняных порошков, специально производимых промышленностью. Слоистая глина используется реже, как правило, она хуже по качеству, чем глинистый порошок. Производство такого сырья включает в себя переработку глинистых порошков в глинистых карьерах, их доставку на заводы, измельчение, сушку,
измельчение и упаковку в специальные мешки. Качество глиняной посуды регулируется техническими характеристиками (ТУ). Однако технические характеристики не ограничивают качество глинистого сырья снизу, и для изготовления буровых жидкостей из глинистого порошка можно использовать самую некачественную глину. Естественно, это является важным и в некоторых случаях непреодолимым препятствием при создании низкоглинистых буровых жидкостей [6]. Основным показателем качества (сорта) глинистого сырья является количество глинистой суспензии с определенной вязкостью, полученной с 1 тонны. В таблице 1 показаны показатели качества различных сортов глинистого сырья.
№ 2(131)
февраль, 2025 г.
Таблица 1.
Показатели качества различных сортов глинистого сырья
Разнообразие показателей I II III IV
Плотность раствора, г/см3 1.06 1.08 1.10 > 1.11
Рентабельность раствора, м3/т 10 8 6 < 6
Состав песка, % > 6 7 7 8
Цель работы. Синтез стабилизаторов буровых растворов на основе местных бентонитов, изучение их структурообразующих свойств и анализ водопо-глощения. Анализ изменения значений общего кати-онного обмена (-▲-) и коэффициента солеустойчивости (-•-) в зависимости от содержания палыгорскита и щелочного бентонита в глинистом составе бурового раствора. Все глины по своим коллоидным свойствам делятся на три группы.
Верхнеколлоидные бентонитовые глины: са-ригюхский (1-класс, Армения) и Черкасский (1-класс, Украина) бентониты. Эти глины производят хорошо структурированные суспензии в концентрации 3-4 % по объему, что больше соответствует рентабельности раствора более 10 м3/т.
Средняя коллоидная глина - Оглалинский, Черкасский (класс 2), Саригюхский (класс 2, 3) бентонит, м3/т.
Низкая коллоидная глина (Дружковская, Кугша-некская, Нефтеабадская, Быклянская), дает меньший выход раствора, м3/т.
Они характеризуются высоким содержанием твердой фазы в суспензии (14-22 %) и высокой плотностью 1,22-1,35 г/см3 [3]. Для улучшения качества глиняных порошков (модификаций) в них вводят различные реагенты (модификаторы). Эффект модификации выражается в увеличении вязкости глинистого раствора за счет дополнительного рассеяния глины, увеличения объема связанной воды, вязкости дисперсионной среды и увеличения гелеобразования. В качестве модификатора используются содовая зола и акриловые полимеры. Содовые добавки необходимы для превращения
бентонита в натриевую форму, которая лучше рассеивается в воде, в результате чего увеличивается активная поверхность бентонита и количество адсорбированного полимера, что качественно изменяет природу взаимодействия.
Результаты исследования. Результаты экспериментов в этом процессе позволяют увеличить выход бентонитового раствора с 10 м до 18-20 м. Увеличение количества коллоидных частиц приводит к снижению восстановления глинистого раствора водой и незначительному увеличению вязкости. Благодаря улучшенной увлажненности СНА резко уменьшается, но постепенно увеличивается с добавлением химического реагента, поскольку количество составляющих структуру частиц становится больше. Наименьший выход воды свидетельствует о почти полном превращении кальциевой глины в натрий и максимальном рассеянии глины [1]. Количество коллоидных частиц увеличивается настолько, что СНА превышает исходное значение. С добавлением содовой золы последняя выполняет функцию коагулянта. Концентрация положительно заряженных ионов натрия вблизи глинистых частиц увеличивается, тем самым нейтрализуется отрицательный заряд глинистых частиц. Частицы прекращают репелинг и прилипают друг к другу. В результате резко возрастает водоотдача раствора и особенно СНА. Происходит формирование коагуляционной структуры. Как видно из рисунка, в глинистый раствор добавляется количество соды, соответствующее наименьшей урожайности воды [4].
Рисунок 2. Содержание содовой золы
Изучение катионных (+) и анионных (-) процессов на электродах основных растворов и внедрение их значения рН являются основными действиями. Это видно из следующей таблицы. Полученные результаты представлены на рис. 3
№ 2(131)
февраль, 2025 г.
Рисунок 3. Изменения значений суммарного катионного обмена (-▲-) и коэффициента солеустойчивости (-•-) в зависимости от содержания палыгорскита и щелочного бентонита в глинистой композиции
бурового раствора
Из рисунка 3 видно, что чем больше величина теплоты смачивания Q суспензии глинистого минерала по oтнoшению к величине ёмкости обмена Тк, тем более солеустойчив этот минерал.
Установлено, что солеустойчивость глинистых минералов зависит от прочности одиночных контактов промежуточной решетки и их количества по отношению к катионообменной емкости, а также она в основном является результатом образования прочных каркасных типов [7]. На основании полученных результатов целесообразно использовать бентонит при подготовке и производстве буровых растворов.
Заключение. Технологии приготовления буровых жидкостей стали новой областью практического применения в нефтегазовой промышленности. Ускоренное развитие добычи нефти и газа требует внедрения новых продуктов, экологически уязвимыми регионами являются технологии разработки
полей, в том числе переход к высокоэффективным и безопасным буровым жидкостям при разработке месторождений. В частности, для этих целей во всем мире широко применяются глинистые поли-алкиленовые гликоли и полиэстеры, которые отвечают за смазочные, поверхностно-активные свойства буровых растворов. Разработка новых технологий получения эффективного бурения требует детального изучения свойств синтеза глинистых модификаторов на основе полиэстеров и выявления основных закономерностей изменения их физико-химических свойств, в том числе возможности получения оксидов. Получение буровых растворов на основе глинистых эссенций из местного сырья нашей страны является большим достижением.
Список литературы:
1. Басков В., Заболотнов А. Проблемы оценки эффективности методов увеличения нефтеотдачи пластов // Нефть и капитал. - 2001.
2. Богданов С.Д. Влияние геолого-физических параметров на точность прогноза коэффициента нефтеизвлече-ния // Геология нефти и газа. - 2017.
3. Богданов С.Д., Черникова З.Н. Сравнительные исследования экономической и коммерческой оценки проектов освоения месторождений на ранней стадии работ. - 2000. - № 7. - С. 20-23.
4. Тошев Ш.О., Артыкова Р.Р. Особенности получения утяжеленных буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов // Материалы республиканской науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы химической технологии», Бухара. - 2014. - С.197-199.
5. Эшев С.С., Бекжонов Р.С. Общая и подземная гидравлика: учеб. - Ташкент, 2019.
6. Эшкурбонов Ф.Б., Абдураимов Ж.Б. Разработка технологии новых модификаторов буровой глины на основе оксидов этилена и пропилена // Цифровые технологии промышленности. - Vol. 2. - No 2. - June 2024. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.srt-journal.uz/ (дата обращения: 28.01.2025).
7. Eshkurbonov F.B., Abduraimov J.B. Drilling Solutions Based on Hovdak Bentonite and Their Application Technology // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2024. - No 3-4. https://doi.org/10.29013MJT-24-11.12-38-42
