Исследование реологических свойств глинистых растворов в присутствии
карбоксиметилпроизводных древесины осины
Базарнова Н.Г. , Маркин В.И. , Галочкин А.И.
Алтайский государственный университет
Прогресс современного бурения скважин в значительной мере зависит от качества применяемых промывочных жидкостей. Основными компонентами промывочных жидкостей являются: вода, глина, химические реагенты. Качество промывочных жидкостей зависит, в первую очередь, от вида и концентрации вводимых в них химических реагентов, ассортимент которых постоянно расширяется.
На кафедре органической химии Алтайского государственного университета в последние годы ведутся активные работы по синтезу новых химических реагентов для промывочных жидкостей, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин. Цель данной работы - исследовать реологические свойства глинистых растворов с добавкой в качестве химического реагента карбоксиметилпроизводных древесины осины [1].
Для исследования реологических свойств готовились водные суспензии с содержанием бентонитовой глины - 8%, химического реагента - 0.3%. В качестве химического реагента использовались образцы карбоксиметилового эфира древесины осины, полученные в присутствии различных органических растворителей. Значения динамической вязкости измерялись при различных скоростях сдвига на приборе Haake
Рис. 1. Зависимость логарифма напряжения сдвига глинистых растворов
с добавкой карбоксиметилдревесины осины (0.3%), полученной в различных органических
растворителях, от логарифма скорости сдвига
Viscotester VT550. По результатам исследований построены кривые зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига (рис. 1). На рисунке в качестве сравнения приведены данные для бурового раствора с добавкой 0.3% карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-600), которая широко используется в качестве химического реагента при приготовлении буровых растворов.
Из представленных данных следует, что все модели буровых растворов проявляют свойства, характерные для неньютоновских жидкостей. Исследованные системы являются псевдопластичными, так как напряжение сдвига является функцией скорости сдвига. Из сравнительного анализа кривых, полученных для реагентов на основе карбоксиметилдревесины и карбоксиметилцеллюлозы, следует, что с увеличением скорости сдвига напряжение сдвига возрастает медленнее для карбоксиметилдревесины.
Для образцов карбоксиметилдревесины, полученных в среде хлороформа, диоксана, метанола, изопропилового спирта напряжение сдвига остается примерно постоянным в широком интервале скоростей сдвига. Химические реагенты на основе карбоксиметилдревесины осины обладают более широким спектром реологических свойств, чем карбоксиметилцеллюлоза, что позволяет рекомендовать их в качестве реагентов для промывочных жидкостей, используемых при бурении нефтяных и газовых скважин.
Литература