Eng | Рус | Буряад
 На главную 
 Новости 
 Районы Бурятии 
 О проекте 

Главная / Каталог книг / Электронная библиотека / Экология промышленного производства, агропромышленного комплекса и новые технологии

Разделы сайта

Запомнить меня на этом компьютере
  Забыли свой пароль?
  Регистрация

Погода

 

Законодательство


КонсультантПлюс

Гарант

Кодекс

Российская газета: Документы



Не менее полезные ссылки 


НОЦ Байкал

Галазий Г. Байкал в вопросах и ответах

Природа Байкала

Природа России: национальный портал

Министерство природных ресурсов РФ


Рейтинг@Mail.ru

  

Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

НОВАЯ СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО БУРОВОГО РАСТВОРА

Автор:  Нисковская М.Ю.
Чернецкая Н.В.
Ульянов Б.А.
Источник:  Новые экологобезопасные технологии для устойчивого развития регионов Сибири. – Улан-Удэ, 2005. – С. 33-39.

Современный период развития нефтегазовой про­мышленности характеризуется возрастанием доли трудноизвлекаемых запасов нефти и газа. Повсеместно происхо­дит освоение, разработка и ввод в эксплуатацию новых нефтяных и газоконденсатных месторождений в районах со сложными горно-геологическими условиями.

Одним из таких регионов буровой активности являет­ся Восточная Сибирь, где при проводке скважин возникает ряд осложнений, связанных с низкой буримостью пород, повышенной заглинизованностью разрезов, наличием в разрезе галогено-карбонатного комплекса, умеренно повы­шенными температурами продуктивных пластов (50-70°С), а также активным рапопроявлением и наличием пластовых вод, насыщенных солями поливалентных металлов, в ос­новном, хлоридами кальция.

Обеспечение качественного вскрытия пластов в таких условиях обусловливает необходимость использования соленасыщенных буровых растворов, способных:

-  обеспечивать длительную устойчивость ствола сква­жины и оказывать ингибирующее действие на глинистые минералы коллектора;

-  выдерживать действие высоких температур и высо­кие концентрации ионов кальция (кальциевую агрессию).

На данный момент проблема обеспечения нефтегазоразведочных предприятий региона специфичными реаген­тами буровых растворов, позволяющих качественно вскры­вать слабопроницаемые терригенные пласты, является акту­альной и требует своего решения. Поставляемые в Восточ­ную Сибирь буровые реагенты из других регионов и госу­дарств отличаются высокой стоимостью и не всегда отве­чают возросшим экологическим требованиям. Поэтому воз­никает необходимость нахождения способов использования местного сырья для нужд буровой технологии.

Одним из приоритетных направлений решения данно­го вопроса является разработка новых систем промывочных жидкостей с улучшенными техническими характеристика­ми - полимермицеллярных гидрогелей, сочетающих поло­жительные свойства полимерных и мицеллярных гелей.

Нами было проведено исследование технических свойств буровых растворов, приготовленных с использова­нием двух новых реагентов: полимерного загустителя - ка­лиевой соли метилкарбоксиметилцеллюлозы (К-МКМЦ) и смазочной добавки на основе отходов переработки расти­тельных жиров. Реагенты были синтезированы в лабора­торных условиях с использованием доступного местного сырья: сульфатной вискозной целлюлозы производства Байкальского ЦБК и побочного продукта Иркутского масложиркомбината (соапстока).

К-МКМЦ представляет собой простой смешанный эфир целлюлозы общей формулой: [C6H7O2(OH)3-x-y (OCH3)х(CH2COOK)y]n, где х = 0.1.-0.4, у = 1.4-1.5. Полимер обладает высокой загущающей способностью и характеризуется высоким содержанием основного вещества в готовом продукте.

Готовая смазочная добавка на основе соапстока является смесью водного раствора нейтрализованных  высших жирных кислот (калиевые мыла), свободных (не нейтрализованных) жирных кислот (ЖК), а также сложных эфиров жирных кислот и пропиленгликоля являются поверхностно-активными веществами аниоактивного и неионогенного действия, соответственно.

 Основным структурообразующим элементом (дис­персной фазой) исследуемого бурового раствора является гидрофобная поверхность полисахаридного каркаса гидро­фильные полости внутри которого заняты мицеллами ПАВ. Мицеллы образуют ионные связи.с карбок­сильными группами К-МКМЦ,  внутри которых солюбилизируются свободные жирные кислоты. При этом молекулы неионогенного ПАВ вступают   в комплексообразование с  молекулами анионактивного ПАВ посредством поддандных взаимодействии между атомами кислорода оусипропильной цепочки и неорганическими противоионами (К+), что приводит к снижению концентрации мицеллообразования нейтрализованных ЖК и увеличению концентра­ции мицеллярных структур.

На основе синтезированных реагентов были приготовлены безглинистые буровые растворы,  представляющие собой полимер-мицеллярные гидрогели, и изучены их свойства.

Поскольку К-МКМЦ обладает повышенной степенью замещения по карбоксиметильной группе, можно предпо­ложить, что ее макромолекулярные цепи, вследствие увели­чения электростатических отталкиваний между полярными группами, становятся более «выпрямленными» и жесткими, в них уменьшается доля спиральных участков.   Это приво­дит к снижению прочности образующейся системы, но и, одновременно к улучшению противофильтрационных ха­рактеристик и снижению значений пластической вязкости растворов. Для создания «полноценной» структуры системы в нее была введена структурообразующая добавка - хлорид алюминия, действие которого обусловлено способностьк «сшивать» в поперечном направлении макромолекулы по лисахарида по  карбоксильным  группам  трехвалентными ионами А13+    с образованием трехмерных вязкоэластичньд гелей. В ходе экспериментов было определено оптимальное количество А1С13, которое составило 0,06 г (в пересчете на безводную соль) на 1 г К-МКМЦ. При более высоких концентрациях происходит полная поперечная сшивка полимера, вследствие чего значительно снижается его   растворимость и полимер выпадает в осадок. При меньшей же кон­центрации не происходит заметного улучшения структуры, а следовательно, и свойств растворов.

В таблице 1 представлены результаты исследования технических параметров водных растворов на основе К МКМЦ с добавлением А1С13 и смазочной добавки различно го состава.

Из таблицы видно, что при повышении массовой доли нейтрализованных ЖК происходит улучшение реологических и смазочных свойств системы, но одновременно не сколько увеличивается водоотдача.


Увеличение концентрации свободных ЖК приводит к снижению сдвиговых и псевдопластичных свойств, при этом улучшаются смазочные и антифильтрационные пока­затели растворов. Нетрудно заметить, что повышение мас­совой доли свободных ЖК вызывает возрастание смазочных способностей системы в большей степени, чем увеличение концентрации нейтрализованных ЖК. Это можно объяснить тем, что действие готовых мыл как компонента смазочной добавки менее эффективно, чем не нейтрализованных ЖК, которые образуют органометаллические мыла непосредственно в зоне трения бурового инструмента. При этом сте­пень нейтрализации ЖК в смазочной добавке должна быть не менее 0,3 - 0,45, чтобы обеспечить наилучшую диспергируемость свободных ЖК в водном буровом растворе и доставить их к трущимся металлическим поверхностям.

В таблице 2 представлены данные по изменению тех­нических параметров солевого раствора на основе хлорида калия при увеличении содержания ионов кальция и по­вышении температуры до 65 °С. Раствор готовился с ис­пользованием 2% К-МКМЦ и 3% смазочной добавки сле­дующего состава, масс. %: нейтрализованные жирные ки­слоты - 18, свободные жирные кислоты - 28, сложные эфиры жирных кислот и полипропиленгликоля - 10, вода - 44 Исходный раствор имел следующие характеристики-р=1063 кг/м3, УВ500 - 55 с, Ф30 - 8,5 см3. Минерализация раствора повышалась путем добавления при перемешива­нии хлорида кальция.

Из данных таблицы видно, что фильтрационная харак­теристика раствора остается практически на уровне исход­ного показателя. Это позволяет говорить об устойчивости раствора к кальциевой агрессии и действию повышенных температур.


Таким образом, представленная новая система безгли­нистого водного бурового раствора за счет синергетического влияния входящих в нее компонентов сочетает в себе вы­сокие структурные и псевдопластичные свойства, а также значительные противофильтрационные и смазочные харак­теристики. Оптимизировать свойства данного раствора можно варьированием содержания компонентов.

Благодаря отсутствию ионов натрия в системе можно ожидать повышения ингибирующего действия раствора по отношению к глинистым минералам.

Входящие в состав раствора буровые реагенты удовле­творяют экологическим требованиям и по классификации токсичности могут быть отнесены к 4 классу по ГОСТ 12.1.007 — 76 «Малоопасные вещества».

По результатам исследований новая система бурового раствора может быть рекомендована для качественного вскрытия заглинизованных продуктивных песчаников Вос­точной Сибири.

Назад в раздел






СПРАВОЧНАЯ СЛУЖБА

Национальная библиотека Республики Бурятия

Научно-практический журнал Библиопанорама

Охрана озера Байкал 
Росгеолфонд. Сибирское отделение   
Туризм и отдых в Бурятии 
Официальный портал органов государственной власти Республики Бурятия 





Copyright 2006, Национальная библиотека Республики Бурятия
Информационный портал - Байкал-Lake