Исследование Влияния Сульфированных Продуктов Нефтепереработки На Свойства Буровых Промывочных Жидкостей На Водной Основе

Abstract

Ссылка для цитирования: Исследование влияния сульфированных продуктов нефтепереработки на свойства буровых промывочных жидкостей на водной основе / И.Н. Куляшова, О.Г. Мамаева, С.Е. Бурганов, А.Р. Халиков, Ю.В. Валова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 1. – С.156-164.
 Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки требований к сульфированным битумам (асфальтам), применяемым в составе буровых растворов на водной основе, для контроля их качества при поступлении на буровые предприятия. Вследствие наличия водонерастворимых веществ сульфированные битумы считаются гидрофобными кольматантами глинистых пород, хотя на самом деле доля водорастворимых веществ в их составе значительно выше (~70 %). На сегодняшний день неизвестно влияние водорастворимой составляющей сульфированных битумов на глинистую породу с точки зрения ингибирования и пептизации. Также отсутствуют данные о солестойкости и устойчивости к щелочноземельным металлам (Ca2+, Mg2+) сульфированных битумов. Все это может приводить к нерациональному их применению. Изучение этих вопросов поможет сформулировать требования и подобрать методы оценки качества сульфированных битумов, а также улучшить эффективность их использования в составе буровых растворов. Цель: экспериментально определить функциональные свойства сульфированных битумов в составе буровых растворов на водной основе. Задачи: изучить влияние сульфированных битумов на глины и оценить их устойчивость к минерализации и двухвалентным катионам. Объекты: образцы сульфированных битумов различных марок и заводов-производителей. Методы. Технологические параметры глинистых буровых растворов определялись стандартными методами в соответствии с ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008); ингибирующие и пептизирующие свойства объектов исследования по отношению к глинистой породе изучали методом набухания глины при нахождении ее в исследуемом растворе (на приборе Жигача–Ярова) и посредством седиментационного анализа (на весах Фигуровского); солестойкость сульфированных битумов определяли методом осадкообразования при нахождении их в минерализованной среде. Результаты. Проведен сравнительный анализ шести образцов сульфированных битумов для выявления физико-химического влияния реагентов данной группы на глинистую породу. Посредством оценки степени набухания и определения размера частиц глины при нахождении ее в растворах исследуемых образцов установлено, что существует две группы реагентов сульфированных битумов, противоположных по функциональному воздействию на глину: 1) пептизаторы (дефлокулянты); 2) ингибиторы набухания. Экспериментально доказано, что все сульфированные битумы способствуют ухудшению тиксотропных, реологических и фильтрационных свойств пресных глинистых систем, при этом более эффективными понизителями вязкости являются образцы, обладающие ингибирующими свойствами; в минерализованных средах и при наличии двухвалентных катионов сульфированные битумы также способствуют ухудшению фильтрационных свойств, но неэффективны как понизители вязкости, и даже наоборот, способствуют сильному загущению, что связано с их коагуляцией, или снижением растворимости. Установлено, что для определения функционального применения высокомолекулярных сульфированных битумов в составе буровых растворов на водной основе и контроля качества образцов необходимо испытывать их по следующим показателям: определять размер частиц глины в воде и в растворе испытуемого образца с целью выявления его ингибирующих или пептизирующих свойств; оценивать разжижающую способность и эффективность снижения фильтрационных свойств при добавлении реагента к пресной глинистой суспензии.