Влияние реагентов-флокулянтов на параметры глинистых суспензий

Целью данного исследования является оценка влияния реагентов-флокулянтов на реологические и структурно-механические свойства глинистых суспензий, подбор их оптимальной концентрации в составе бурового раствора. В настоящее время промышленностью выпускается огромное количество флокулянтов для буровых растворов, различающихся по свойствам и составу. В большинстве своем флокулянты - водорастворимые полимеры с большой молекулярной массой как природного, так и искусственного происхождения. Основное назначение таких реагентов - разделение твердой и жидкой фаз бурового раствора в процессе его обезвоживания и утилизации. Вместе с тем в глинистых суспензиях эти же реагенты применяются в качестве загустителей. Так как буровые растворы являются сложными системами, отличающимися по компонентному составу, не представляется возможным рекомендовать универсальный флокулянт. В ходе исследования оценка флокулирующей и загущающей способности реагентов проводилась в два этапа. Выявлялась оптимальная концентрация полимера, при которой достигались максимальные значения динамического напряжения сдвига. Проводились сравнительные эксперименты глинистых суспензий с полимерными реагентами. В качестве критерия оценки принимались значения реологических, структурно-механических и фильтрационных свойств раствора. В результате установлено: реагенты BEN-EX, BENTOPLUS и DRB-9 могут применяться для повышения вязкости глинистого раствора при условии, что концентрация добавок BENTOPLUS и DRB-9 не будет превышать 0,2 кг/м³; реагент SPECFLOC A 7950-20 может применяться для повышения вязкости глинистого раствора в концентрации до 0,1 кг/м³, в концентрации 0,2 и 0,3 кг/м³ добавка влияет на буровой раствор преимущественно как флокулянт, снижая статическое напряжение сдвига раствора и увеличивая фильтратоотдачу. Если в процессе бурения буровым раствором с добавкой SPECFLOC № 6919 определяющим параметром является только динамическое напряжение сдвига, то его можно рекомендовать для использования. Во всех остальных случаях необходимо провести дополнительные исследования. Проведенные лабораторные исследования позволяют получить буровые растворы с заданным набором технологических параметров, обеспечивающих высокое качество приготовленных буровых растворов.

буровой раствор, флокулянт, глинистая суспензия, реологические свойства

1. Лобанов Ф.И., Коробов А.С., Минибаев В.В. Опыт применения флокулянтов «Праестол» для очистки сточных вод и обезвоживания шлама при строительстве скважин и переработке нефти // Безопасность труда в промышленности. 2009. № 3. С. 43–45.

2. Ковалев С.Ю., Резниченко И.Н., Яковлев Д.Н. Выбор и расчет дозировок флокулянтов при работе блоков коагуляции и флокуляции (БКФ) в системе очистки буровых растворов // Импортозамещающие технические средства и материалы: сб. науч. тр. межотрасл. науч.-практ. конф. НПО «Бурение». Анапа, 2003. № 9. С. 96–103.

3. Шакирова Э.В., Аверкина Е.В., Сабиров Т.Р. Влияние смазочных добавок на характеристики бурового раствора, применяемого при бурении скважин в Восточной Сибири // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 3 (56). С. 86–94.

4. Шарова О.Ю., Клеттер В.Ю., Самсыкин А.В., Валиева О.И., Агзамов Ф.А. Исследование эффектов синергетического взаимодействия композиций реагентов в глинистых буровых растворах // Территория «Нефтегаз». 2012. № 10. С. 16–19.

5. Averkina E.V., Shakirova E.V. Specifics of drilling wells in the abnormally-high-pressure rock beds in the oil-and-gas fields of Eastern Siberia // IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 229. P. 012032. https://doi.org/10.1088/1755-1315/229/1/012032

6. Gaisina L.M., Dorozhkin Yu.N., Yakupova G.A., Gainanova A.G., Gainanova E.I., Averkina E.V. The impact of the social demographic characteristics of the rural young family on the territories' development. A study case – the republic of Bashkortostan // Scientific Papers. Series: Management, Economic Engineering and Rural Development. 2018. Vol. 18. No. 3. P. 139–149.

7. Mpofu P., Addai-Mensah J., Ralston J. Investigation of the effect of polymer structure type on flocculation, rheology and dewatering behaviour of kaolinite dispersions // International Journal of Mineral Processing. 2003. Vol. 71. Iss. 1-4. P. 247–268. https://doi.org/10.1016/S0301-7516(03)00062-0

8. Wang D., Tang H. Modified inorganic polymer flocculant-PFSi: its preparation, characterization and coagulation behavior // Water Research. 2001. Vol. 35. Iss. 14. P. 3418–3428. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(01)00034-3

9. Брантцко П., Минибаев В.В. Реагенты компании «Ашленд» для переработки отходов бурения // Бурение и нефть. 2012. № 3. С. 45–46.

10. Лушпеева О.А., Кошелев В.Н., Вахрушев Л.П., Беленко Е.В. О природе синергетического эффекта в полимер-глинистых буровых растворах // Нефтяное хозяйство. 2001. № 3. С. 28–30.

11. Таубаева Р., Месарош Р., Мусабеков К., Барань Ш. Электрокинетический потенциал и флокуляция суспензий бентонита в растворах ПАВ, полиэлектролитов и их смесей // Коллоидный журнал. 2015. T. 77. № 1. С. 100–107. https://doi.org/10.7868/S0023291214060172

12. Лыков О.П., Низова С.А., Толстых Л.И., Янченко Е.Е. Изучение эффективности отечественных флокулянтов для обезвоживания глинистых дисперсий // Технологии нефти и газа. 2005. № 5-6 (40-41). С. 128–133.

13. Кудайкулова Г.А. Взаимодействие в системе полимер – полимер – глина и их влияние на технологические свойства буровых растворов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2006. № 3. С. 37–39.

14. Петров Н.А. Отечественные и зарубежные полимерные реагенты для буровых растворов // Нефтегазовое дело. 2016. № 1. С. 1–19. [Электронный ресурс]. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/1_2016/ogbus_1_2016_p1-19_PetrovNA_ru.pdf (24.04.2020).

15. Петров Н.А. Сравнительные исследования некоторых отечественных и зарубежных полимерных реагентов в составе буровых растворов Западной Сибири // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14. № 1. С. 30–41. [Электронный ресурс]. URL: http://ngdelo.ru/files/ngdelo/2016/1/ngdelo-1-2016-p30-41.pdf (24.04.2020).