авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Улучшение качества буровых промывочных жидкостей применением модифицированных лигносульфонатов

-- [ Страница 2 ] --

Таблица 2 Результаты испытаний реагента на основе лигносульфоната (ЛС) и нитрилакриловой кислоты (Н)

Обозначение реагента Фазовое состояние реагента рН Плотность раствора, кг/м3 Условная вязкость, с CНC 1/10, дПа ПФ, см3/30 мин
  Добавка реагентов в раствор в количестве 0,5%
1. Глинистый р-р 10,2 1080 50 99/112 15
2. №1+ Borrethin сухой 9,8 1080 36 86/172 12
3. №1+ЛС-2Н жидкий 10,2 1090 32 86/125 13
4. №1+ЛС-3Н жидкий 10,1 1080 30 96/132 13
Добавка реагентов в раствор в количестве 1 %
5. Глинистый р-р 10,2 1100 81 162/175 13
6. №5+Borrethin сухой 9,4 1090 44 26/116 13
7. №5+ЛС-8Н жидкий 10 1090 36 109/155 12
8. №5+ЛС-9Н жидкий 10 1080 39 112/152 12

Таблица 3 Результаты испытаний реагента на основе лигносульфоната (ЛС) и

метилакрилата (М)

Обозначение реагента Фазовое состояние реагента рН Плотность раствора, кг/м3 Условная вязкость, с CНC 1/10, дПа ПФ, см3/30 мин
  Добавка реагентов в раствор в количестве 0,5%
1. Глинистый р-р 10,2 1080 50 99/112 15
2. №1+Borrethin сухой 9,8 1080 36 86/172 12
3. №1+ЛС-5М жидкий 10,2 1090 28 79/112 13
4. №1+ЛС-7М жидкий 10,2 1070 34 89/142 13
Добавка реагентов в раствор в количестве 1 %
5. Глинистый р-р 10,2 1100 81 162/175 13
6. №5+Borrethin сухой 9,4 1090 44 26/116 13
7. №5+ЛС-7М жидкий 10 1080 37 119/145 13

Примечание: 6А, 9А, 8А, 2Н, 3Н, 8Н, 9Н, 5М, 7М – обозначения различных концентрационных и термодинамических характеристик процессов получения реагентов.

Оценка влияния полученных реагентов на глинистые растворы проводилась в сравнении с импортным продуктом аналогичной природы «Borrethin». Реагенты вводились в суспензию в количестве 0,5 и 1,0 %. При перемешивании растворов наблюдалось некоторое вспенивание (характерное для лигносульфонатов) в связи, с чем в систему дополнительно вводили пеногаситель LD-8.

Практически все испытанные продукты снижают показатели условной вязкости и статического напряжения сдвига и имеют в большинстве случаев преимущество по этим показателям перед импортным аналогом. При введении как 0,5%, так и 1,0% добавки в раствор относительное понижение вязкости оказывается сравнимым – и в том, и в другом случае достигается уменьшение показателя условной вязкости максимально в 2,3 раза.

Таким образом, показана принципиальная возможность получения реагентов для буровых глинистых растворов на основе привитых сополимеров лигносульфонатов и акриловых мономеров из промышленно доступных реагентов.

При этом наиболее перспективными представляются сополимеры лигносульфоната и акриловой кислоты, являющиеся сильными полиэлектролитами. Полученный реагент комплексного действия был назван АЛС – акриловый лигносульфонат.

В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследований физико-химических свойств реагента комплексного действия АЛС. Рассмотрено его влияние на свойства минерализованных, утяжеленных глинистых растворов. Изучено влияние АЛС на термическую устойчивость промывочной жидкости. Исследована коррозионная активность АЛС на промысловое оборудование.

Установлено, что реагент комплексного действия АЛС обладает выраженными поверхностно-активными свойствами. Результаты этих исследований представлены на рисунке 2. Показано, что реагент АЛС более эффективно снижает поверхностное натяжение на границе вода-толуол, чем широко применяемый реагент ФХЛС и водный раствор лигносульфоната.

водный раствор лигносульфоната; водный раствор ФХЛС;

водный раствор АЛС

Рисунок 2

Поверхностное натяжение водных растворов АЛС, ФХЛС

и лигносульфоната на границе вода-толуол

Для оценки влияния электролитов на поверхностную активность АЛС определялось поверхностное натяжение для водных растворов неорганических солей NaCl и CaCl2 при различных концентрациях в нем реагента АЛС. При увеличении концентрации АЛС в растворах NaCl и CaCl2 поверхностное натяжение уменьшается почти в 2 раза, что подтверждает высокую активность данного реагента.

Для выяснения механизма действия АЛС на глинистые буровые растворы изучалась адсорбция АЛС на гидрослюдистой глине в зависимости от времени и концентрации АЛС (рисунок 3) и поверхностного натяжения до и после добавления глины (рисунок 4).

Рисунок 3 - Изотерма адсорбции водного раствора АЛС

на гидрослюдистой глине

Как видно из рисунка 3 изотерма адсорбции имеет максимум и затем переходит в область отрицательных значений. Рост адсорбции указывает на то, что с самого начала на глине адсорбируется не только малорастворимые вещества, но и вещества хорошо растворимые. Последующее снижение адсорбции и переход ее в область отрицательных значений, вероятно, может быть объяснено преимущественной адсорбцией после максимума малорастворимых компонентов ПАВ, находящихся в растворе в сравнительно больших количествах. На подобный механизм адсорбции указывали Бабалян Г.А. Кравченко И.И., Мархасин И.Л., Рудаков Г.В., исследовавшие влияние смесей ПАВ на взаимодействие с нефтяными коллекторами.

Данное предположение подтверждают и изотермы поверхностного натяжения до и после адсорбции АЛС на глине (рисунок 4).

- на границе вода-толуол без добавления глины

- на границе вода-толуол с добавлением глины

Рисунок 4 - Влияние концентрации АЛС на поверхностное натяжение водных растворов до и после добавления гидрослюдистой глины

Как видно из рисунка 4, при концентрациях менее 25 г/л наблюдается уменьшение поверхностного натяжения после контакта с твердой фазой, а при концентрациях более 25 г/л – увеличение поверхностного натяжения. Таким образом, можно сделать вывод, что механизм действия АЛС в глинистом растворе обусловлен преимущественно адсорбцией полярных (гидрофильных) групп на поверхности глинистых частиц. При этом гидрофобные части молекул оказываются в контакте с раствором, гидрофобизируя поверхность, что хорошо согласуется с данными об эффекте ингибирования глин в присутствии АЛС, представленными на рисунке 5.

Исследования проводились на устройстве ПКН-2, предназначенном для определения коэффициента набухания глины. Анализ экспериментальных данных показывает, что снижение гидратации глинистых минералов в сравнении с дистиллированной водой составляет: АЛС – 10,6% и ФХЛС – 6,4 %.

Рисунок 5

Влияние реагентов на набухание глины

Методом седиментационного анализа оседания частиц твердой фазы было исследовано изменение степени дисперсности частиц дисперсной фазы буровых растворов, обработанных реагентом АЛС. В таблице 4 приведены результаты исследований. Из нее видно, что во всех случаях присутствие в растворах реагента АЛС приводит к изменению дисперсности частиц, что в свою очередь влияет на агрегативную устойчивость дисперсных систем. Это объясняется тем, что АЛС способствует образованию на поверхностях частиц твердой фазы адсорбционных защитных слоев и выступает как стабилизатор.

Таблица 4

Влияние АЛС на фракционный состав дисперсной фазы

глинистого раствора

Размер частиц по фракциям, мкм Содержание частиц по фракциям дисперсной фазы, %
чистый глинистый раствор 0,25% АЛС 0,5 % АЛС 1% АЛС
0,3 - 0,7 48,4 32,5 41,8
1 - 2 36,7 55,4 71,6 44,3
3 - 5 6,2 10,3 27,1 11,3
> 6 8,5 2,4

Для определения условий применения АЛС в промывочных жидкостях было исследовано его поведение в условиях минерализации.

В таблице 5 представлены результаты исследований влияния АЛС и его аналогов на технологические параметры глинистого раствора в присутствии солей NaCl.

Таблица 5

Технологические параметры минерализованного глинистого

раствора, обработанного АЛС и его аналогами

Состав раствора УВ, с CНC 1/10, дПа ПФ, см3/30 мин рН , кг/м3
1. Исходный глинистый раствор(И.р.) 22 75/112 14 10,3 1065
2. №1 + 10% NaCl 32 16/16 >40 за 15 мин. 9,15 1120
3. №2 + 0,5% ФХЛС 26 26/30 42 9,1 1120
4. №2 + 1,0% ФХЛС 25 46/50 39 8,45 1120
5. №2 + 3,0 % ФХЛС 44 43/46 38 7,1 1120
 
6. №2 + 0,5% АЛС 22 20/25 42 9 1120
7. №2 + 1,0% АЛС 29 50/59 35 8,45 1120
8. №2 + 3,0 % АЛС 36 46/48 32 7 1120
9. №2 + 0,5% Borrethin 24 17/23 43 8,25 1120
10. №2 + 1,0% Borrethin 21 43/46 40 7 1120
11. №2 + 3,0 % Borrethin 30 0/5 38 6,8 1120

Видно, что АЛС отличается комплексным улучшением технологических параметров глинистого раствора при агрессии NaCl. Такие же результаты были получены при воздействии на глинистый раствор солей хлористого кальция.

Поскольку АЛС разрабатывался как термостойкий реагент комплексного действия, далее представлены результаты исследования влияния температуры на свойства глинистого раствора, обработанного АЛС, в сравнении с его аналогами. Полученные результаты представлены в таблице 6.

Из таблицы видно, что наиболее эффективным из представленных реагентов является АЛС, т.к. после термообработки раствор, содержащие АЛС, в меньшей степени деструктурирует и лучше сохраняет свои свойства по сравнению с растворами, обработанными импортным аналогом Borrethin и широко применяемым в промышленности отечественным реагентом данного класса ФХЛС.

Таблица 6

Сравнительная таблица свойств глинистых растворов при высоких температурах, обработанных АЛС и его аналогами

Вид раствора Параметры раствора до/после термостатирования
УВ, с ПФ, см3/30 мин. , мПас 0, дПа
до после до после до после до после
Термостатирование при 1300С, в течение 5 часов
1 Исходный глинистый р-р 59 н/т 14 20 7 15 69 255
2. №1 + 0,5% АЛС 24 26 9 11 10 14 36 33
3. №1 + 0,5% ФХЛС 29 80 10 12 6 10 105 167
4. №1 + 0,5% Borrethin 28 37 8 11 8 15 81 81
Термостатирование при 1800С, в течение 5 часов
5. №1 + 1% АЛС 32 29 10 14 4 13 76 12
6. №1 + 1 % ФХЛС 30 140 10 16 5 15 52 45
7. №1 + 1% Borrethin 27 75 11 17 5 24 44 24


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.