CC BY
72
Химия растительного сырья. 2003. №3. С. 57-67
УДК 662.731.014; 665.703.253
ВЛИЯНИЕ ТИПА И ГРУППОВОГО СОСТАВА ТОРФА НА СВОЙСТВА БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
© С.Г. Маслов , С.М. Долгих, П. С. Чубик, Е.Б. Годунов
Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, Томск, 634034 (Россия) E-mail: [email protected]
В статье приведены результаты экспериментальных исследований типичных низинных, переходных и верховых торфов Западной Сибири на возможность использования их в качестве дисперсной фазы буровых растворов. Установлено, что качество торфорастворов не зависит от типа торфа, зольность не должна превышать 10 % масс., концентрация водорастворимых и легкогидролизуемых веществ должна быть не более 25-30%, содержание фульвокислот и целлюлозы не более 15 и 10% соответственно, гуминовых кислот не ниже 20%, битумов в торфе не ниже 2% масс.
Введение
Развитие Западно-Сибирского нефтегазового комплекса характеризуется огромными объемами буровых работ, связанных с использованием в больших количествах различных химических реагентов, высокая исходная стоимость которых в несколько раз увеличивается за счет транспортных расходов, обусловленных удаленностью районов буровых работ от основных транспортных магистралей, а также значительными масштабами негативного воздействия на окружающую природную среду, наиболее мобильные компоненты которой имеют низкую самоочищающуюся способность.
Очевидно, что в охарактеризованных условиях добиться значительного снижения технологической нагрузки на окружающую среду и затрат на приготовление буровых растворов можно лишь путем использования в качестве основного их компонента местного недефицитного и экологически чистого сырья, позволяющего получать высококачественные буровые растворы при минимальных расходах традиционных химреагентов из числа наименее токсичных.
Анализ показывает, что этим требованиям в наибольшей степени отвечает торф, представляющий собой отложения органического происхождения, состоящие из остатков растений, подвергшихся неполному разложению при недостаточном доступе воздуха.
Торф является природным биополимером, в состав которого входит целый комплекс веществ органического происхождения, весьма ценных с позиции буровых растворов (гуминовые вещества, аналоги целлюлозы, гемицеллюлозы, крахмал и пектиновые вещества, битумы, лигнин и др.).
Западная Сибирь с запасами торфа, превышающими 120 млрд. тонн, является крупнейшим торфяным регионом России. Число месторождений торфа в Западной Сибири достигает нескольких тысяч. Это дает основание утверждать, что торф - как ценнейшее сырье для буровых растворов, находится рядом практически с каждым буровым предприятием и отдельными буровыми.
Однако, несмотря на очевидные возможности широкого применения торфа для целей бурения в Западной Сибири, каких-либо целенаправленных исследований, создающих необходимые предпосылки для реализации этой возможности, до сих пор не проводилось.
* Автор, с которым следует вести перепсику.
Анализ полученных к настоящему времени результатов исследований, связанных с разработкой торфорастворов [1-3], позволяет сделать следующее заключение.
Получение качественных торфорастворов при минимальном расходе химических реагентов и с использованием традиционных для бурения техники и технологии диспергирования твердых материалов связывается преимущественно с малозольными низинными торфами, имеющими высокую степень разложения и максимальное содержание гуминовых веществ. Однако, ориентация на применение только низинного торфа, месторождения которого расположены далеко не повсеместно, лишает торфорастворы одного из главных их преимуществ, связанных с возможностью существенного снижения транспортных расходов по доставке на буровые необходимых компонентов для приготовления буровых растворов, тем более что в районах нефтеразведки и нефтедобычи Западной Сибири подавляющее число месторождений представлено верховым и переходными генетическими типами торфа.
Цель работы - исследование принципиальной возможности использования типичных для Западной Сибири торфов в качестве дисперсной фазы буровых растворов.
Экспериментальная часть
В данной работе качество торфа оценивалось по его ботаническому составу, степени разложения, зольности, влажности и компонентному составу органического вещества.
Технология приготовления торфощелочных суспензий заключалась в следующем: навеску сухого или влажного торфа определенной массы, заданной условиями эксперимента, помещали при перемешивании в 500 см3 дистиллированной воды, содержащей, заданное количество гидроокиси калия (КОН). Массовое соотношение торф (на сухое вещество): вода принимали равной 1 : 8. Полученную суспензию нагревали до температуры 90 °С, при которой по данным, работы [4-5] происходит максимальная экстракция гуминовых веществ из торфа и перемешивали исходные компоненты на смесительной установке «Воронеж» в течение 15-20 мин до получения однородной торфопасты. После этого объем раствора доводили до 1 л путем добавления в торфопасту дистиллированной воды, имеющей температуру 90 °С, перемешивали полученную суспензию еще в течение 30 мин и оставляли в покое на 24 ч. По истечении указанного времени торфосуспензию перемешивали на смесительной установке «Воронеж» в течение 10-15 мин и приступали к измерению её свойств.
Технологические свойства исследуемых промывочных жидкостей и торфосуспензий оценивались семнадцатью показателями, которые могут быть разделены на три группы:
1. Показатели, измеряемые с помощью серийно выпускаемых приборов по общепринятым методикам. К этой группе показателей отнесены плотность (р, кг/м3), условная вязкость (УВ, с), показатель фильтрации (Ф, см3/30 мин), толщина фильтрационной корки (К, мм), статическое напряжение сдвига через 1 мин (СНСЬ дПа), 10 мин (СНСш, дПа), водородный показатель (рН). Для определения перечисленных показателей использовались соответственно следующие приборы: АБР-1, ВБР-1, ВМ-5, штангенциркуль с глубиномером, СНС-2 и рН-121.
2. Показатели, измеряемые с помощью серийно выпускаемых приборов по оригинальным методикам. В эту группу включены показатели реологических свойств: пластическая вязкость (ПВ, мПас), динамическое напряжение сдвига (ДНС, дПа), коэффициент пластичности (КП, 1/с), показатель неньютоновского поведения (ПНП), показатель консистенции при скорости сдвига 1 с-1 (ПК, мПас), эффективная вязкость при скорости сдвига 100 с (ЭВ (100), мПас), эффективная вязкость при полностью разрушенной структуре (ЭЕ (10000), мПас), коэффициент сдвигового разжижения (КСР). Определение этих показателей осуществлялось на ротационном вискозиметре ВСН-2.
3. Показатели, измеряемые с помощью оригинальных приборов и методик. Эту группу показателей представляют ингибирующая (Ис) и консолидирующая (Кс, мин) способность промывочных жидкостей. Методики оценки показателей первой группы детально изложены в работе [6]. В этой связи ниже приведено описание лишь оригинальных методик и приборов, разработанных на кафедре техники разведки МПИ Томского политехнического университета (ТПУ).
Результаты и их обсуждение
Результаты экспериментального определения свойств торфосуспензий, приготовленных из типичных торфов Западной Сибири, приведены в таблицах 1-6.
С целью исключения влияния на свойства торфосуспензий влажности и степени дисперсности исследуемых торфов все они были подвергнуты сушке при комнатной температуре до равновесного воздушно-сухого состояния, а затем измельчены на механической мельнице до частиц размером менее
0,8 мм.
Все торфощелочные суспензии приготовлены с соблюдением единой технологии, с постоянным компонентным и долевым составом: торф - 40 г/л (на сухое вещество) и едкий калий (КОН) - 8 г/л (на сухое вещество).
Выбор постоянной массы торфопорошка и КОН в процессе приготовления торфосуспензий обусловлен необходимостью исследования влияния состава торфа на технологические свойства торфосуспензий и исключением из анализа факторов, зависящих от концентрации в растворе торфа и щелочи. Количество торфопорошка равное 40 г/л (на сухое вещество) было определено по результатам предварительных испытаний и связано с возможностью оценки всех технологических свойств суспензий, получаемых на основе всех исследуемых торфов.
Количество едкого калия (КОН) в растворе, обеспечивающее соотношение торфа и щелочи равное 5 : 1 принято в соответствии с рекомендациями [1]. Свойства торфощелочных суспензий измеряли по истечении 24 ч после приготовления.
Таблица 1. Ботанический состав и степень разложения (Я) низинных торфов
Месторождение Шифр месторождения по кадастру Вид торфа Ботанический состав Степень разложения (Я), %
Гусевское 902-4 осоковый осоки гипновые мхи вахта хвощ 35
Гусевское 902-1 осоково-гипновый гипновые мхи осоки травянистые остатки 25
Васюганское 397-4 осоковый осоки вахта хвощ древесные остатки 35
Полудёновское 679-5 осоковый осоки древесные остатки травянистые остатки шейхцерия 25
Клюквенное 932-3 древесный древесные остатки осоки вахта хвощ 30
Клюквенное 932-2 древесно-осоковый осоки древесные остатки вахта хвощ 25
Березовая грива 817-2 древесно- травянистый осоки хвощ вахта древесные остатки меезия 50
Суховское 755-1 гипновый гипновые мхи осоки травянистые остатки 25
Аркадьево 986-4 осоково-гипновый гипновый мхи осоки вахта 35
Таблица 2. Ботанический состав и степень разложения (Я) переходных торфов
Месторождение Шифр месторождения по кадастру Вид торфа Ботанический состав Степень разложения (Я), %
Большое пивоваровское 968 пушицево-сфагновый сфагнум пушица вахта осоки древесные остатки 25
Семиозерье 768-5 шейхцериевый шейхцерия сфагновые мхи осоки пушица вахта, камыш 25
Васюганское 397-2 осоково-сфагновый осоки сфагновые мхи древесные остатки пушица хвощ вахта 30
Колпашевское 542-5 осоковый осоки сфагновые мхи травянистые остатки шейхцерия древесные остатки 0
Березовая грива 817-1 травяной пушица шейхцерия осоки сфагновые мхи 40
Березовая грива 817-5 сфагновый сфагнум осоки пушица 40
Полуденовское 679-4 шейхцериевый шейхцерия пушица ангустифолиум древесные остатки 25
На основе коллекционных торфов разного генезиса, типичных для Западной Сибири, получены устойчивые торфосуспензии с минимальной плотностью и удовлетворительными значениями показателя фильтрации, ингибирующей и консолидирующей способностей и реологических свойств. Для торфосуспензий из торфов различных месторождений характерно колебание значений технологических свойств. Так УВ изменяется от 15 до 21 с, ПВ - от 1 до 29 мПас, ДНС - от 0,2 до 35 дПа, ПФ от 8 до 68 см3/30 мин, Ис - от 1,1 до 22, Ко - от 6 до 65 мин. Это колебание обусловлено различиями ботанического и химического состава органического вещества торфов различных месторождений.
Данные статистических расчетов средних величин (табл. 7) и минимальные, и максимальные значения экстремумов (табл. 8) показателей технологических свойств торфосуспензий ив коллекционных торфов различного генезиса, типичного для Западной Сибири, свидетельствуют, что качество торфосуспензий из верховых и переходных торфов практически не уступает торфосуспензиям из низинных торфов. Так наблюдается незначительное ухудшение показателя фильтрации и ингибирующей способности торфосуспензий из переходных и верховых торфов, тогда как их значения реологических свойств увеличиваются.
Анализ экспериментальных данных позволяет сделать ряд выводов:
Получение высококачественных торфосуспензий возможно из торфов любых генетических типов, что позволит существенно расширить масштабы применения торфорастворов, за счет увеличения источников
сырья и максимального приближения их к потребителям. Качество торфосуспензий из верховых и переходных типов торфа практически не уступает растворам из торфов низинного типа.
Исследовано влияние свойств и состава торфов на качество торфосуспензий, а также влияние зольности торфов на технологические свойства торфосуспензий.
Таблица 3. Ботанический состав и степень разложения (Я) верховых торфов
Месторождение Шифр месторождения по кадастру Вид торфа Ботанический состав Степень разложения (Я), %
Васюганское 397-1 фускум сфагнум фускум магелланикум ангустифолиум 5
Колпашевское 542-1 магелланикум магелланикум ангустифолиум сфагнум фускум пушица вересковые 10
Колпашевское 542-3 пушицево-сфагновый пушица сфагновые мхи шейхцерия древесина сосны вересковые 35
Семиозерье 768-3 сфагново- мочажинный сфагнум шейхцерия вересковые 5
Семиозерье 768-4 пушицево-сфагновый магелланикум ангустифолиум сфагнум фускум пушица вересковые шейхцерия 25
Полуденовское 679-2 пушицево-сфагновый магелланикум пушица сосна хвощ шейхцерия 30
Саим 2а-2 сфагновый фускум ангустифолиум пушица 10
Саим 2а-3 фускум фускум ангустифолиум кустарнички пушица морошка 20
Таблица 4. Групповой состав и зольность типичных низинных торфов Западной Сибири
Месторождение Шифр месторождения по кадастру а*, % масс. Групповой состав, % ііа£
Б ВРВ+ЛГВ ФК ГК Ц НО
Гусевское 902-4 36,4 1,3 28,4 23,7 28,0 10,4 7,9
Васюганское 397-4 4,9 7,4 32,6 13,1 27,2 7,2 11,1
Полуденовское 679-5 4,3 5,8 33,0 13,0 35,0 2,0 10,5
Клюквенное 932-3 9,3 3,7 25,7 8,8 41,7 9,2 10,5
Клюквенное 932-2 9,2 3,4 28,7 15,2 30,4 12,6 9,3
Березовая грива 817-2 7,6 3,7 31,7 15,2 32,4 2,1 14,1
Суховское 755-1 11,1 2,8 33,3 10,1 30,3 10,4 11,2
Гусевское 902-1 8,9 2,7 31,3 16,6 26,6 13,2 9,3
Аркадьево 986-4 36,8 2,3 35,2 10,0 32,0 10,5
Таблица 5. Групповой состав и зольность типичных переходных торфов Западной Сибири
Месторождение Шифр месторождения по кадастру а*, % масс. Групповой состав, % (іаГ
Б ВРВ+ЛГВ ФК ГК Ц НО
Б. Пивоваровое 968 6,6 3,4 35,9 11,1 33,7 15,2
Семиозерье 768-5 8,4 4,3 33,2 31,2 16,4 17,7
Васюганское 397-2 4,4 3,8 48,5 16,0 25,0 7,4
Колпашевское 542-5 5,7 5,9 24,9 19,8 36,7 2,5 12,8
Березовая грива 817-1 8,3 3,8 37,6 17,3 30,9 16,1
Березовая грива 817-5 6,2 3,3 47,7 15,4 15,7 16,4
Полуденовское 679-4 2,4 6,7 34,4 14,7 27,1 4,8 12,8
Таблица 6. Групповой состав и зольность типичных верховых торфов Западной Сибири
Месторождение Шифр месторождения по кадастру а*, % масс. Групповой состав, % <М"
Б ВРВ+ЛГВ ФК ГК Ц НО
Васюганское 397-1 2,7 3,0 22,8 26,1 12,3 22,7 12,6
Колпашевское 542-1 2,9 4,3 45,5 29,5 5,1 7,8 8,0
Семиозерье 768-3 1,7 2,7 46,6 22,9 6,1 9,3 14,3
Семиозерье 768-4 2,9 6,3 34,6 16,3 25,1 4,3 14,0
Колпашевское 542-3 3,8 9,6 30,0 17,1 30,4 1,7 9,3
Полуденовское 679-2 2,3 9,6 38,3 18,0 22,6 4,4 6,9
Саим 2а-2 2,5 4,5 51,0 16,9 16,9 6,0 6,2
Саим 2а-3 2,6 8,1 25,6 10,5 34,8 2,1 18,6
Таблица 7. Средние значения технологических свойств торфосуспензий из типичных торфов Западной Сибири
Тип торфа Свойства торфосуспензий
УВ ПФ Ис Кс ПВ ДНС
Верховой 19 13,6 1,6 27 11,4 2,9
Переходный 17 12,0 1,7 27 8,5 2,8
Низинный 15 11,0 1,8 21 6,3 1,9
Таблица 8. Максимальные и минимальные значения свойств торфосуспензий из типичных торфов Западной Сибири
Свойства торфосуспензий
Тип торфа УВ ПФ Ис Кс ПВ Дне
тах тіп тах тіп тах тіп тах тіп тах тіп тах тіп
Верховой 26 16 31 10 2 1,3 65 13 29 5 24 1
Переходный 22 15 14 11 2 1,1 54 15 22 4 35 1
Низинный 21 15 68 8 2,2 1,2 42 6 16 1 3,9 0,2
Исследовано влияние свойств и состава торфов на качество торфосуспензий, а также влияние зольности торфов на технологические свойства торфосуспензий.
Опубликованные данные [1, 7] позволяют сделать вывод, что повышение концентрации золы в торфе оказывает существенное негативное влияние на все технологические свойства торфосуспензий. Однако проведенные ранее исследования носили лишь качественный характер. Кроме того, оценку влияния зольности торфа на свойства торфосуспензий ранее проводили только относительно общепринятых технологических свойств промывочных жидкостей, таких как показатель фильтрации, условная вязкость, водородный показатель. Влияние же зольности торфов на ряд показателей реологических свойств, ингибирующую и консолидирующую способность торфорастворов ранее не рассматривали.
В этой связи с целью установления допустимой границы содержания в торфе золы необходимо более детальное исследование влияния зольности на свойства торфорастворов.
В результате сравнительного анализа состава торфов и технологических свойств торфосуспензий из типичных торфов Западной Сибири установили, что при увеличении в торфах содержания золы происходит ухудшение всех технологических свойств торфосуспензий. Так повышается показатель фильтрации, снижаются статическое напряжение сдвига, реологические свойства, а также ингибирующая и консолидирующая способности.
Кроме того, установлено, что при концентрации в торфе золы свыше 10% качество торфосуспензий резко ухудшается, до неудовлетворительных значений. Таким образом, торф, зольность которого больше или равна 10% масс., не пригоден для получения промывочных жидкостей.
Полученные выводы наглядно подтверждаются данными статических расчетов средних арифметических значений показателей технологических свойств всех исследованных торфосуспензий из типичных торфов Западной Сибири, при различных значениях зольности последних и приведены в таблице 9.
Далее исследовали влияние концентрации компонентов группового состава органического вещества торфов на технологические свойства торфосуспензий.
Из литературных источников известно, что на свойства торфосодержащих промывочных жидкостей существенное влияние оказывает также концентрация компонентов группового состава органического вещества торфа. Однако комплексных исследований этих взаимосвязей ранее не проводилось, а все выводы носили, как правило, априорный характер. Значимость же их поиска с позиции прогнозирования свойств торфосуспензий и последующего целенаправленного их изменения, путем воздействия на торф химическими реагентами или, что более предпочтительно, безреагентными способами активации с целью изменения выхода элементов группового состава органического вещества торфа для получения торфорастворов с наилучшими свойствами не вызывает сомнения.
В связи с существенным влиянием на свойства торфосуспензий зольности и степени разложения из анализа исключены торфа, зольность которых превышает 10%. При этом найденные зависимости чаще всего справедливы для суспензий из торфов определенной степени разложения, величина которой указана в каждом конкретном случае. Такой подход позволяет находить зависимости свойств торфосуспензий от концентрации элементов группового состава торфов при минимальном влиянии на эти взаимосвязи внешних факторов.
По результатам исследований установили, что элементы группового состава торфов по своему воздействию на технологические свойства торфосуспензий условно могут быть разделены на две группы.
К первой группе относятся элементы, оказывающие негативное воздействие на все или большинство свойств торфосуспензий - это водорастворимые и легкогидролизуемые вещества, фульвокислоты и целлюлоза.
Ко второй группе относятся элементы группового состава, улучшающие технологические свойства торфосуспензий - это гуминовые кислоты и битумы.
Ниже рассмотрим характер этого влияния более детально. По результатам выполненных исследований найдены уравнения, описывающие зависимости технологических свойств торфосуспензий от концентрации в торфе водорастворимых и легкогидролизуемых веществ, фульвокислот и целлюлозы. Анализ графических интерпретаций найденных уравнений приведенных на рисунках 1-2 показал, что при содержании в торфе целлюлозы более 10%, фульвокислот более 15% и водорастворимых и легкогидролизуемых веществ более 30%, происходит резкое увеличение показателя фильтрации при снижении структурно-механических и практически всех показателей реологических свойств торфосуспензий.
Таблица 9. Средние значения свойств торфосуспензий из типичных торфов Западной Сибири в зависимости от зольности (А) последних
А, % масс. Технологические свойства суспензий
рн Ф, См3/30 мин Ис Кс, мин ПВ, мПас ДНС, дПа СНС, дПА
0-5 11,5 11,5 1,79 37,0 15,8 11,10 1,01
5-10 11,7 11,5 1,71 21,7 4,9 2,34 0,50
Больше 10 12,8 40,3 1,67 11,9 1,7 0,34 0,10
ПФ
эо
20
10
И/ ФК о +ВРВ /1ГВ
СПС-
1.0
0.5
ФК
\
\
10 20 30 С,% 14 15 16 СД
Ис
35
30
25
20
\
\
12
11
ФК/ />ВРВ г
/ /
14 15 16 С,% 10 20 50 С,%
Рис. 1. Графические зависимости свойств торфосуспензий от концентрации фульфокислот (ФК), водорастворимых и легкогидролизуемых веществ (ВРВ+ЛГВ) и целлюлозы
Некоторое усиление ПВ и ДНС торфосуспензий с ростом концентрации в торфе целлюлозы (рис. 2) объясняется ее высокомолекулярной природой. Целлюлоза является наиболее трудногидролизуемой частью органического вещества торфа, её гидролиз происходит в присутствии концентрированной серной кислоты, поэтому, при приготовлении торфосуспензий по предлагаемой технологии, гидролиза целлюлозы не происходит, а наличие большого количества функциональных групп ОН определяет ее набухаемость в воде, с чем предположительно и связано усиление реологических свойств, наиболее ярко выраженное в торфосуспензиях из верховых торфов, в которых содержание целлюлозы максимально.
Кроме того, нами установлено, что с ростом концентрации в торфе фульвокислот и суммарного содержания водорастворимых и легкогидролизуемых веществ, происходит снижение ингибирующей и консолидирующей способности торфосуспензий.
По результатам выполняемых исследований нами установлено, что на технологические свойства торфосуспензий позитивное воздействие оказывает увеличение концентрации в торфе гуминовых кислот и битумов. Впервые получены уравнения, описывающие эти взаимосвязи.
В практике применения торфа, как сырья для получения промывочных жидкостей и химических реагентов для их обработки, положительное влияние гуминовых кислот на общепринятые технологические свойства промывочных жидкостей уже отмечалось в литературе [1]. Однако исследований влияния концентрации в торфе гуминовых кислот на ингибирующую и консолидирующую способности, а также ряд реологических свойств ранее не проводили.
Рис. 2. Графики зависимости реологических свойств торфосуспензий от концентрации фульвокислот (ФК), водорастворимых и легкогидролизуемых веществ (ВРВ+ЛГВ) и целлюлозы
В результате выполненных авторами исследований найдены аналитические зависимости свойств торфощелочных суспензий от концентрации в торфе гуминовых кислот и битумов. Анализ графических интерпретаций полученных уравнений (рис. 3) показал, что при содержании в торфе гуминовых кислот выше 15%, а битумов более 3-4% резко снижается показатель фильтрации, повышаются ингибирующая и консолидирующая способности торфосуспензий, наблюдается усиление реологических и структурномеханических свойств, а так же снижение водородного показателя.
Установленный характер влияния концентрации гуминовых кислот на структурно-механические и ряд реологических свойств торфосуспензий не противоречит известным результатам [1, 7], что подтверждает и надежность полученных данных.
Улучшение ингибирующей способности с увеличением концентрации гуминовых веществ в торфе, вопреки общему мнению, объясняется в данном случае извлечением путём обработки торфа едким калием (КОН), гуматов калия, а не натрия.
Что касается торфяных битумов, то их влияние на свойства торфорастворов было неоправданно обойдено вниманием научных и проектных организаций, занимающихся разработкой и проектированием промывочных жидкостей. Это наглядно подтверждается тем фактором, что при производстве ТЩР имел место опыт предварительного обезбитумирования торфа [8], что в свете полученных нами результатов исследований является не только не обоснованным, но и вредным.
Рис. 3. Зависимость свойств торфосуспензий от содержания в торфах гуминовых кислот (ГК) и битумов (Б)
Таким образом, по результатам выполненных исследований установлено, что наибольшее отрицательное воздействие на технологические свойства торфосуспензий оказывает зольность торфа. Все компоненты группового состава органического вещества торфа по своему воздействию на свойства торфосуспензий могут быть разделены на две группы: во-первых, элементы, оказывающие негативное воздействие на все или большинство свойств торфосуспензий, к которым относятся водорастворимые и легкогидролизуемые вещества, фульвокислоты и целлюлоза; во-вторых, элементы, оказывающие позитивное воздействие на свойства торфосуспензий, гуминовые кислоты и битумы. Причем, влияние битумов на большинство свойств торфосуспензий более весомо по сравнению с влиянием гуминовых кислот.
Выводы
1. Установлена возможность получения высококачественных торфосуспензий из торфов любых генетических типов. Качество торфорастворов из верховых и переходных торфов практически не уступает качеству растворов из низинных торфов, что опровергает превалирующее в практике бурения скважин мнение о пригодности для приготовления промывочных жидкостей лишь низинного торфа с высокой степенью разложения. Кроме того, как показали проведенные исследования, низинные торфа, по сравнению с верховыми и переходными торфами, отличаются высоким содержанием золы и соответственно низким содержанием битумов. Этот факт является еще одним плюсом в использовании в качестве дисперсной фазы промывочных жидкостей верховых и переходных типов торфа. Таким образом, существенно расширяется
сырьевая база для приготовления промывочных жидкостей из торфа, что особенно актуально в условиях Западной Сибири, где имеет место преобладание верховых и переходных типов торфа.
2. Найдены графические и аналитические зависимости свойств торфосуспензий от состава торфа, позволяющие сформулировать требования к торфу, как к сырью для получения промывочных жидкостей:
- зольность не должна превышать 10%;
- концентрация водорастворимых и легкогидролизуемых веществ должна быть минимальной и не более 25-30%;
- содержание фульвокислот и целлюлозы должно быть не более 15 и 10% соответственно;
- содержание гуминовых кислот должно быть не ниже 20%;
- концентрация битумов в торфе должна быть максимальной и не ниже 2%.
3. Впервые установлено, что положительное влияние на свойства торфосуспензий оказывает повышение концентрации в торфах битумов. Причем, это влияние на ряд технологических свойств выше, чем влияние гуминовых кислот, с которым ранее связывали все положительные свойства торфорастворов и химических реагентов получаемых из торфа.
Список литературы
1. Евтушенко Г.С., Косаревич И.В., Мавлюшов М.Р. Буровые и тампонажные растворы на основе торфа и сапропелей. Обзор/ ВНИИ экономики минерального сырья и геологоразведочных работ (ВИЭМС). М., 1988. 66 с.
2. Косаревич И.В. Битюков Н.Н., Шмавонянц В.Ш. Сапропелевые буровые растворы / Под ред. И.И. Лиштвина. Минск, 1987. 191 с.
3. Лиштван И.И., Косаревич И.В., Маль С.С. и др. Буровые растворы на основе модифицированного торфа // Торфяная промышленность. 1984. №1. С. 22-24.
4. Косаревич И.В., Виноградова Г.П., Исаеня Л.А. Реология буровых растворов. Обзор / ВНИИ экономики минерального сырья и геологоразведочных работ (ВИЭМС). М., 1989. 60 с.
5. Тарновская Л.И. Исследование изменения группового состава торфа в процессе термолиза: Дис. ... канд. хим. наук. Томск, 1985. 236 с.
6. Чубик П.С. Практикум по промывочным жидкостям. Томск. 1991. 100 с.
7. Косаревич И.В. Применение торфа и сапропелей в буровой технике // Труды ВНИИТП. Л., 1982. С. 166-172.
8. Паус К.Ф. Буровые промывочные жидкости. М., 1967. 311 с.
Поступило в редакцию 28 июля 2003 г.
