CC BY
1
A, UNiVERSUM:
№ 12 (129)_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2024 г.
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛИЗАЦИИ НА ПАРАМЕТРЫ АЭРИРОВАННОЙ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ВЕРМИКУЛИТОВЫЙ ОБЛЕГЧЕННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ РЕАГЕНТ
Куниязов Наурызбек Омирзак улы
магистрант
Каракалпакского государственного университета им. Бердаха,
Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: [email protected]
Абжалиев Омирбек Рустамович
магистрант
Каракалпакского государственного университета им. Бердаха,
Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: [email protected]
Санетуллаев Ерназар Есбосинович
д-р философии техн. наук, доцент Каракалпакского государственного университета им. Бердаха,
Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: [email protected]
Тажимова Гулистан Раман кизи
докторант лаборатории «Нефтехимия» Института общей и неорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
EFFECT OF MINERALISATION ON PARAMETERS OF AERATED WASHING FLUID CONTAINING VERMICULITE LIGHTWEIGHT POLYMER REAGENT
Naurizbek Quniyazov
Master
of Karakalpak State University named after Berdakh, Uzbekistan, Republic of Karakalpakstan, Nukus
Omirbek Abjaliev
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
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
Данная работа посвящена исследованию влияния минерализации промывочной жидкости на её свойства и эффективность при бурении, особенно в контексте аэрированных глинистых растворов с добавлением нового реагента «ВОПР». В ходе эксперимента анализировалось воздействие различных концентраций солей (№С1, MgQ2
Библиографическое описание: ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛИЗАЦИИ НА ПАРАМЕТРЫ АЭРИРОВАННОЙ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ВЕРМИКУЛИТОВЫЙ ОБЛЕГЧЕННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ РЕАГЕНТ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Куниязов Н.О. [и др.]. 2024. 12(129). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18968
A UNIVERSUM:
№ 12 (129)_¿Л ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2024 г.
и CaCL) на физические и химические характеристики промывочных жидкостей. Результаты показали, что увеличение минерализации приводит к повышению плотности, снижению вязкости и изменению фильтрационных свойств растворов. Особое внимание уделялось изменениям в pH и статическом напряжении сдвига, которые также зависели от концентрации солей. Работа подчеркивает необходимость глубокого понимания процессов, происходящих в буровом растворе, для повышения качества бурения и снижения рисков, связанных с использованием неоптимизированных промывочных жидкостей.
ABSTRACT
This work is dedicated to studying the impact of the mineralization of drilling fluids on their properties and effectiveness during drilling, particularly in the context of aerated clay drilling fluids containing the new reagent "VLPR". The experiment analyzed the effects of various salt concentrations (NaCl, MgCl, and CaCL) on the physical and chemical characteristics of drilling fluids. The results demonstrated that increased mineralization leads to higher density, reduced viscosity, and changes in the filtration properties of the fluids. Special attention was given to changes in pH and static shear stress, which also depended on salt concentration. This work emphasizes the need for a deep understanding of the processes occurring in drilling fluids to improve drilling quality and reduce risks associated with the use of non-optimized drilling fluids.
Ключевые слова: промывочная жидкость, аэрированные глинистые растворы, реагент «ВОПР», фильтрационные свойства, статическое напряжение сдвига.
Keywords: drilling fluid, aerated clay solutions, Reagent "VLPR", filtration properties, static shear stress
Введение
Минерализация промывочной жидкости играет критическую роль в определении её физических и химических свойств, что непосредственно сказывается на эффективности и безопасности бурения. В контексте аэрированных глинистых промывочных жидкостей с добавлением нового реагента «ВОПР» необходимо исследовать влияние различных уровней минерализации. Растворенные минералы могут изменять вязкость, плотность и фильтрационные характеристики, что важно для оптимизации состава бурового раствора. Данное исследование нацелено на анализ воздействия солей №С1, MgQ2 и CaQ2 на ключевые параметры буровых растворов, что позволит улучшить качество бурения и минимизировать риски, связанные с использованием неопти-мизированных жидкостей.
Минерализация промывочной жидкости играет важную роль в определении её свойств и эффективности при бурении. В контексте аэрированных глинистых промывочных жидкостей, содержащих новый реагент «ВОПР», влияние минерализации становится особенно значимым. Растворенные минералы могут влиять на вязкость, плотность, фильтрационные характеристики и другие ключевые параметры
Влияние NaCl, MgCh и CaCh на параметры
промывочной жидкости, что напрямую сказывается на безопасности и эффективности бурового процесса [1, а 40; 2, а 25].
Методология исследования
В данном статье предпринимается попытка систематически исследовать, как различные уровни минерализации воды влияют на физические и химические характеристики аэрированной глинистой промывочной жидкости с добавлением «ВОПР». Особое внимание уделяется изменениям в структуре и поведении раствора, которые могут возникать в результате взаимодействия между минерализованными компонентами и введенным реагентом.
Актуальность такого анализа обусловлена потребностью в глубоком понимании процессов, происходящих в буровом растворе, для оптимизации его состава в зависимости от специфических условий бурения. Исследование влияния минерализации на параметры аэрированных глинистых промывочных жидкостей призвано способствовать улучшению качества бурения и снижению возможных рисков, связанных с использованием неоптимизированных промывочных жидкостей.
Таблица 1.
¡ывочной жидкости, содержащей «ВОПР»
№ Концентрация солей, % Параметры БР
NaCl MgCl2 CaCl2 Р> г/см3 Т, сек В, см3/30мин Тк, мм рН СНС1, мгс/см2 СНС10, мгс/см2
1 - - - 0,94 160 3,0 0,5 13,0 0 0
2 20,0 5,0 3,0 0,98 90 6,0 1,0 9,0 11 19
4 30,0 5,0 3,0 1,05 100 4,0 1,0 11,0 6 15
5 20,0 3,0 3,0 0,96 55 12,0 3,0 10,0 3 7
6 30,0 3,0 3,0 1,04 90 6,0 1,0 10,0 11 19
7 20,0 5,0 5,0 0,99 65 8,0 1,0 11,0 - -
8 30,0 5,0 3,0 0,98 100 4,0 1,0 11,0 8 15
№ 12 (129)
декабрь, 2024 г.
В рамках проведенного исследования для оценки воздействия минерализации на характеристики буровых растворов были использованы пробы с глинистой и безглинистой основой. Каждый образец раствора обогащался двухпроцентным содержанием ВОПР от общей массы и разнообразием солевых компонентов — №0, CaQ2, и MgQ2 в варьируемых пропорциях. Экспериментальная процедура включала аэрацию проб воздухом в течение полутора десятков минут. Полученные результаты экспериментов были зафиксированы и систематизированы в табл. 1 для дальнейшего анализа в лабораторных условиях.
Анализируя данные табл. 1, можно следующие научные выводы относительно влияния концентрации солей №С1, MgCl2 и CaQ2 на параметры промывочной жидкости, содержащей ВОПР. Наблюдается, что изменение концентрации солей влияет на плотность буровых растворов (БР).
Наблюдается увеличение плотности буровых растворов с повышением концентрации солей. Пробы с высоким содержанием №С1, MgQ2 и CaQ2 (пробы 4 и 6) имеют плотность выше, чем начальный раствор без солей (проба 1), что может указывать на увеличение концентрации диссоциированных ионов в растворе и, как следствие, на усиление электростатических взаимодействий между частицами.
Введение солей приводит к уменьшению условной вязкости по сравнению с начальным раствором без солей. Наименьшая вязкость наблюдается у пробы 5, что может быть связано с оптимальным соотношением концентраций солей, способствующих разжижению бурового раствора.
Наименьшая водоотдача отмечается у пробы 1 без солей, что может указывать на лучшие фильтрационные свойства данного раствора. В то же время, увеличение содержания MgQ2 и CaQ2 в пробах 2, 6 и 7 ведет к повышению водоотдачи, что может быть результатом увеличения гидратации ионов и изменения структуры корки. Присутствие солей в растворах увеличивает толщину корки. Особенно это заметно в пробе 5, где содержание MgQ 2 и CaQ2 составляет 3 мм. Увеличение толщины корки может указывать на изменение механизма образования корки в присутствии ионов металлов.
Введение солей приводит к понижению pH буровых растворов по сравнению с исходным раствором без солей, что может быть связано с гидролизом солей
и образованием кислых промежуточных соединений. Статическое напряжение сдвига увеличивается с добавлением солей, особенно при высоких концентрациях №С1. Это может быть связано с усилением взаимодействий между частицами и увеличением структурной прочности бурового раствора.
Результаты
Из данных анализов можно сделать результат, что минерализация оказывает заметное влияние на физические и реологические свойства буровых растворов. В частности, увеличение содержания растворенных солей ведет к повышению плотности и статического напряжения сдвига, уменьшению рН, а также изменению вязкости.
Изучение влияния различных концентраций солей №С1, М^Ъ и CaQ2 на параметры буровых растворов (БР) с добавлением ВОПР позволило выявить ряд закономерностей. Увеличение солевой нагрузки приводило к повышению плотности (р) и условной вязкости (Т), а также к изменениям в объеме водоотдачи (В) и толщине корки (Тк). Заметно, что более высокая минерализация среды сопровождается увеличением статического напряжения сдвига (СНС1 и СНС10), что указывает на повышение структурной устойчивости раствора.
Существенные различия в параметрах рН и СНС между образцами с разными пропорциями солей подчеркивают сложность взаимодействия между минерализацией и полимерными добавками в буровых растворах. Наблюдаемое снижение рН в растворах с более высоким содержанием №С1 может указывать на буферное воздействие солевых ионов, тогда как изменения в СНС отражают влияние ионной силы на структурную организацию полимерных цепей ВОПР в буровом растворе.
Выводы
Таким образом, выводы данного исследования подчеркивают значимость контроля минерализации буровых растворов для оптимизации их свойств в соответствии с требованиями буровой операции. Это особенно важно для предотвращения нежелательных реакций в растворе, которые могут отрицательно сказаться на процессе бурения и состоянии скважины.
Список литературы:
1. Поликарпов А.Д., Юркин Н.И. и др. Влияние буровых растворов на продуктивность скважин / Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М. №4, 2010. 39-44 с.
2. Ермолаева Л.В. Промывочные растворы в бурении: учеб. пособие / Л.В. Ермолаева. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2020. 51 с.
3. Овчинников В.П., Аксенова Н.А. Буровые промывочные жидкости: Учеб. пособие для вузов. -Тюмень: Изд-во «Нефтегазовый университет», 2008. - 309 с.
4. Salih, A.H. Impact of nanomaterials on the rheological and filtration properties of water-based drilling fluids / A.H. Salih, T.A. Elshehabi, H.I. Bilgesu // SPE Eastern Regional Meeting. - 2016. - SPE-184067-MS.
5. Крысин Н.И., Крапивина Т.Н. Повышения скоростей бурения и дебитов нефтегазовых скважин. Разработка и совершенствование составов буровых растворов, технологий и технологических средств первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов: Монография / М.: Инфра-Инженерия, 2018. - 340 с.
