Чобанов Т.И.

Магистр

Тюменский Индустриальный Университет

Россия, г. Тюмень

ИССЛЕДОВАНИЯ ДОБАВОК ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

АНОТАЦИЯ

Формат натрия представляет собой белый кристаллический порошок. Формиат

натрия

образуется

в

результате

реакции

между

этими

двумя

элементами,

его

растворимость в воде при 0 °C составляет 43,82 г/100 мл. Растворимость формиата натрия

увеличивается с повышением температуры. Плотность формиата натрия составляет 1,92 г/

см3 при 20 °С.

Формиат калия с химической формулой СНКО

2

и молекулярной массой 84,12

представляет собой кристаллический порошок высокой чистоты. Растворимость в воде

при 0 °С составляет 32,8 г/100 мл, а при 25 °С - 331 г/100 мл. Растворимость формиата

калия также увеличивается с повышением температуры. Плотность формиата калия

составляет 1,908 г/см

3

[48].

Крахмалы – это углеводы с химической формулой (C6H10O5)n. Не растворяется на

холодевода,спирт

или

другие

растворители.

Крахмалы

–

продукт

всего

зеленогорастениятакие как картофель, рис, пшеница и семена [49]. В промышленности

буровых растворов крахмал используется в качестве агента, контролирующего фильтрат в

композиции бурового раствора. Причина, по которой мы его использовали, связана с

рецептурой жидкости для вскрытия.

Ксантановая камедь — природный полисахарид и важный промышленный

биополимер.

В

буровой

промышленности

ксантановая

камедь

используется

для

повышения вязкости бурового раствора. При смешивании с водой ксантановая камедь

набухает, и смесь приобретает гелеобразную консистенцию, которая является отличным

носителем бурового шлама [51,52].

Карбонат

кальция

(CaCO

3

)

представляет

собой

химическое

соединение,

образованное кальцием, углеродом и кислородом. Это один из наиболее часто

используемых КД в нефтяной промышленности. Плотность карбоната кальция колеблется

в пределах 2,7-2,9 удельного веса. В буровых растворах карбонат кальция выступает в

качестве утяжелителя, предпочтительнее барита из-за его растворимости в соляных

кислотах, который легко вымывается и не вызывает повреждения пласта.

Использование формиата натрия с указанием метода и времени

смешивания

Ша

ги

Добавка

Количест

во

Едини

цы

Метод смешивания

Время

смешивани

я

1

А.

Вода

250

мл

-

1

Б.

45 мас.%

формиата

натрия

250

мл

Ручное перемешивание

ложкой до равномерного

распределения

1-2 мин.

2.

Крахмал

15,8

г/л

Оба вручную перемешали

ложкой, а затем

перемешали на средней

скорости миксером до тех

пор, пока

равномерно распределены

5 мин

3.

Ксантановая

камедь

(Смешивание

на месте)

1,58

г/л

Смешанный на среднем

уровне скорость

5 мин

Добавьте пеногаситель (при необходимости)

4.

СаСО

3

(71-90

мкм)

50

г/л

Смешивание на высокой

скорости

5 мин

Добавьте пеногаситель (при необходимости)

5.

Ксантановая

камедь

(Смешивание

на месте)

1.2

г/л

Смешанный на среднем

уровне скорость

5 мин

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Правильное количество натриевой соли муравьиной кислоты было измерено с

использованием лабораторных цифровых весов для приготовления 45 мас.% формиата

натрия (т.е. 45 г соли на 100 мл воды). Затем отмеренную массу добавляли в воду и хорошо

перемешивали ложкой до тех пор, пока натриевая соль не стала визуально однородной.

Раствор для бурения готовили путем смешивания 250 мл воды и 250 мл 45 мас.%

формиата натрия. Их перемешивали вручную ложкой в течение 1-2 минут, чтобы

обеспечить равномерное распределение. После этого добавляли крахмал и перемешивали

в течение 5 минут. Сначала перемешивали ложкой, а затем перемешивали на средней

скорости миксером Hamilton Beach. Затем очень осторожно добавляли ксантановую

камедь на месте, чтобы избежать флокуляции, и перемешивали на средней скорости с

помощью миксера Hamilton Beach. Смешивание осуществляли на средней скорости, чтобы

гарантировать отсутствие выливания жидкости из чашки, поскольку на этом этапе

смешивания жидкость все еще была слишком маловязкой. Время смешивания на этих

этапах не зависит от времени получения гомогенной смеси. Однако время смешивания на

этих стадиях составляло примерно 11-12 минут.

Потребовался пеногаситель, поскольку жидкостная система образовывала пену. Три

капли пеногасителя добавляли с помощью пипетки во время смешивания ксантанового

полимера, чтобы уменьшить количество пузырьков, образующихся в жидкостной системе.

Затем добавляли CaCO

3

и перемешивали на высокой скорости в течение 5 минут для

достижения равномерного распределения. На этом этапе жидкость была достаточно

вязкой, чтобы выдерживать высокоскоростное перемешивание, не выливаясь из чашки.

Основная цель смешивания карбоната кальция на высокой скорости заключалась в

обеспечении равномерного распределения CaCO

3

в жидкостной системе. Кроме того, в

систему бурового раствора были добавлены три капли пеногасителя для удаления воздуха/

газа, образовавшегося во время смешивания. Наконец, очень осторожно добавляли

ксантановую камедь ex-situ и перемешивали на средней скорости в течение 5 минут.

Средняя скорость была выбрана во избежание разрыва связей в структуре полимера.

Основная цель полимерной обработки in-situ/ex-situ заключалась в простом контроле

общей концентрации полимера, добавленного в жидкостную систему после того, как

система уже была смешана на месте, и в снижении потерь фильтрата до приемлемого

значения. Таким образом, процедура ex-situ больше похожа на контролируемый параметр,

если результаты указывают на высокие потери фильтрата.

Пена образовывалась почти на каждом этапе приготовления раствора, но ее уровень

был особенно высоким, когда в систему бурового раствора добавлялись ксантан и

карбонат кальция. Причиной этого может быть гидролиз, при котором частицы CaCO

3

вступают в реакцию с другими химическими веществами, присутствующими в системе, и

разделяют молекулу карбоната кальция на другие молекулы, такие как углекислый газ.

Пена также может образовываться из-за реакций между различными добавками, такими

как крахмал, ксантановая камедь и другие химические вещества, присутствующие в

системе.

Чтобы избежать таких проблем, как образование комков (т.е. образование

полимерных шариков), в качестве полимерной добавки для всей жидкостной системы

была выбрана только ксантановая камедь, поскольку полимеры обладают более высокой

способностью образовывать комки в системе. Следовательно, не получится создать

хорошо распределенную однородную жидкостную систему.

Та же процедура, которая использовалась для приготовления раствора для вскрытия

формиата

натрия,

описанная

в

предыдущем

разделе,

была

использована

для

приготовления системы раствора для вскрытия формиата калия.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных

жидкостей): пер. с англ. –М.: Недра, 1985, с.446 –452.

2 С.А. Рябоконь Технологические жидкости для заканчивания и ремонта скважин. -

Краснодар, 2002. - 274 с.

3 Э.Г. Кистер Химическая обработка буровых растворов. - М.: Недра, 1972.-392 с.

4

А.

Александров,

Ф.

Ларичкин,

А.

Макаров,

Н.

Орлов.

Обоснование

целесообразности

организации

производства

баритовых

и

комбинированных

утяжелителей. Север и рынок: Формирование экономического порядка.- Апатиты, 2002. -

№ 2. - С.77–81.

5 Корытов Ф.Я. Состояние и перспективность развития минерально–сырьевой базы

баритовой промышленности.- М.: ВНЭМС/ Обзор, 1975. - 21 с.