Понизители фильтрации

Лекция 3. Реагенты общего назначения. Состав и свойства материалов и реагентов специального назначения.

Реагенты общего назначения используют для приготовления буровых растворов с целью достижения необходимых структурно-реологических и фильтрационных характеристик и показателя pH. К ним относятся:

1. Регуляторы водородного показателя: основания (каустическая сода, известь) и соли (карбонат натрия и бикарбонат натрия), способные изменять pH.

2. Структурообразователи - полимеры (полисахариды, биополимеры, синтетические полимеры), усиливающие прочность структуры раствора.

3. Понизители фильтрации – природные и синтетические высокомолекулярные полимеры (ВМП) (гуматы, лигиосульфонаты, эфиры целлюлозы и акриловые полимеры).

4. Разжижители - химические реагенты органической и неорганической природы, способные дефлокулировать, разрушать ассоциации коллоидных частиц (гуматы, лигносульфонаты, танины, комплексные фосфаты, фосфоновые комплексоны).

Химические реагенты и материалы, снижающие отделение дисперсионной среды раствора при фильтрации через проницаемые пласты. Это органические и неорганические коллоиды.

Неорганические коллоиды - бентониты.

Органические - природные и синтетические высокомолекулярные полимеры различной химической природы, в частности:

• Гуматные реагенты - углещелочной реагент (УЩР) - продукт взаимодействия бурого угля и щелочи, основным компонентом УЩР являются натриевые соли гуминовых кислот. Выпускаются в порошкообразном виде.

• Лигносульф онаты - КССБ - продукт конденсации сульфит-спиртовой барды с формальдегидом и фенолом в кислой среде с последующей нейтрализацией щелочью. Действующее начало КССБ — укрупненные конденсацией лигносульфоновые кислоты. 3 марки: КССБ, КССБ-1, КССБ-2, содержащие соответственно 0%, 1% и 2% фенола; порошок тонкий, пылящий темно-коричневого цвета. КССБ - для снижения фильтрации пресных и известковых растворов; КССБ-1 - для обработки пресных, известковых, гипсовых на морской воде и минерализованных до 10% по NaCl; КССБ-2 - для минерализованных растворов, содержащих 10-15% NaCl. КССБ устойчивы к действию 2-3% кальциевых солей, термоустойчивы (до 150-160 °С). Недостаток - вспенивающее действие.

• Полисахариды - крахмал и эфиры целлюлозы (КМЦ, ОЭЦ, ПАЦ и др.).

• Крахмал - смесь полисахаридов растительного происхождения, имеющих общую формулу (C₆H₁₀O₅)_n; порошок. Предназначен для снижения фильтрации минерализованных растворов. Термостоек (до 120 °С); подвергается бактериальному разложению. Поэтому требует использования антисептиков (биоцидов). В настоящее время выпускаются различные модифицированные крахмалы с целью повышения эффективности и термостойкости.

• Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - натриевая соль простого эфира целлюлозы и оксиуксусной кислоты. КМЦ получают действием на щелочную целлюлозу монохлоруксусной кислотой. Представляет собой волокнистое или порошкообразное вещество кремового цвета, растворимое в воде. Эффективно снижает фильтрацию пресных и минерализованных буровых растворов. В зависимости от условий бурения используются различные марки КМЦ, отличающиеся друг от друга степенью полимеризации. С увеличением степени полимеризации эффективность КМЦ как понизителя фильтрации возрастает (выпускаются.КМЦ-700 и КМЦ-1000). Термостойкость до 150°С.

• ПАЦ (полианионная целлюлоза) – Na КМЦ с более высокой степенью замещения, более устойчива к действию поливалентных катионов. Выпускается ПАЦ низкой и высокой вязкости.

Также выпускаются различные эфиры целлюлозы_, например_, оксиэтилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и др.

• Акриловые полимеры:

гипан - гидролизованный полиакрилонитрил, выпускается в виде 10-15%-го водного раствора. Эффективен как понизитель фильтрации при высоких температурах (до 200 °С) и большой солености; в н. вр. выпускается в сухом виде;

метас - сополимер метакриловой кислоты и метакриламида, порошок или гранулы желтоватого цвета. Снижает фильтрацию буровых растворов, содержащих любое количество NaCl, как при низких, так и при высоких температурах (до 250 °С);

ГПАА – гидролизованный полиакриламид.

Реагенты-разжижители.

Химические реагенты, снижающие прочность структуры, тиксотропию и повышающие подвижность бурового раствора. Реагенты-разжижители обычно включают в себя крупные анионоактивные частицы, которые адсорбируются на положительно заряженных участках глин, тем самым снижая силы притяжения между ними.

Разжижители органической и неорганической природы.

Органические:

· гуматы- УЩР;

· нитролигнин (производное лигнина) - активированный гидролизный лигнин для разжижения от пресных до сильно минерализованных буровых растворов, термостоек до 130 °С. Используется в виде водно-щелочных растворов;

· лигносульфонаты и их производные – лигносульфонат кальция и ФХЛС (феррохромлигносульфонат) - продукт взаимодействия лигносульфонатов (ССБ) с сернокислым железом и бихроматом натрия. Неслеживающийся сыпучий порошок коричневого цвета. Эффективный разжижитель всех растворов на водной основе, термостоек до 170-190 °С.

Эффективен при рН - 8,5 -9.5 (поэтому используется в виде водно-щелочного раствора). Недостаток – вспенивание.

Неорганические:

• комплексные фосфаты - ТПФН- Na₅Р₃О₁₀;

• тринатрийфосфат – Na₃PO₄ и др.

• фосфоновые комплексоны НТФ. ОЭДФ - эффективны за счет хемосорбции при очень низких концентрациях (сотые доли %), гигроскопичные порошки белого цвета.

Дата добавления: 2014-01-06