Том 331 № 8 (2020)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2020/8/2773

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМИАТА НАТРИЯ НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО ГЛИНИСТОГО БУРОВОГО РАСТВОРА

Актуальность работы обусловлена необходимостью сохранения свойств буровых растворов, содержащих крахмальные реагенты, в условиях высокой минерализации и длительного воздействия повышенных температур. Цель: экспериментально определить температурный интервал и оптимальные концентрации эффективного применения формиата натрия в составе буровых растворов, содержащих крахмальные реагенты. Объекты: крахмалсодержащий глинистый буровой раствор с разными концентрациями натриевых солей (хлорида натрия и формиата натрия). Методы: определение фильтрационных и реологических параметров согласно ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008) после старения буровых растворов при повышенных температурах с использованием термоячеек; проведение опытов методом построения матрицы центрального композиционного планирования и математической обработки результатов экспериментальных данных. Результаты. Проведен сравнительный анализ свойств глинистых буровых растворов, содержащих крахмальный реагент, с использованием хлорида натрия NaCl и формиата натрия HCOONa, после длительного нахождения системы в условиях высоких температур. Показано, что природа соли оказывает значительное влияние на термостойкость крахмалсодержащего бурового раствора: хлорид натрия не обеспечивает термостабильности раствора; формиат натрия позволяет обеспечить термостойкость крахмалсодержащего бурового раствора до 140–160 °С. Получены уравнения регрессии второго порядка, описывающие зависимость показателя фильтрации и реологических параметров крахмалсодержащего глинистого бурового раствора от температуры и концентрации формиата натрия. Установлено, что термостойкость крахмального реагента при совместном применении с формиатом натрия повышается вследствие высокой растворимости соли, которая подавляет гидратацию полисахарида и, соответственно, замедляет его гидролиз при воздействии высоких температур. Выявлено, что эффективная концентрация натриевой соли муравьиной кислоты как термостабилизатора в составе крахмалсодержащего бурового раствора зависит от температуры применения системы: при низких концентрациях соли термостойкость обеспечивается в диапазоне 100–133 °С за счет хорошей активности крахмала; при высоких концентрациях соли – в диапазоне 133–160 °С – за счет низкого содержания свободной воды в системе вследствие высокой растворимости формиата натрия.  Показано, что формиат натрия не предотвращает набухание глин, а наоборот, способен оказывать на них пептизирующее действие.

Ключевые слова:

Полисахарид, деструкция, термостойкость, минерализация, формиат, буровой раствор, соль, крахмал

Авторы:

Геннадий Васильевич Конесев

Рустам Радикович Ахаев

Татьяна Дмитриевна Дихтярь

Оксана Георгиевна Мамева

Сергей Федорович Вязниковцев

Скачать pdf