Металлопроизводные гипана и возможности их применения в бурении

Наряду с карбоксильными группами в гипане имеются нитрильные и амидные группы. Первые определяют полиэлектролитные свойства, активно вступая во взаимодействие с ионами металлов, а нитрильные и амидные изменяют их свойства в том или ином направлении. Взаимодействие молекул полимера с комплексообразующими солями поливалентных металлов приводит к образованию макромолекулярных клубков. Изменение дл

ины полимерных цепей полимера и геометрической формы макромолекул в растворе сказывается на изменении физико – химических и технологических свойств. Это приводит к тому, что создается раствор с регулируемыми свойствами дисперсионной среды.

В экспериментах использовался товарный гипан 10%-ной концентрации, соли: СuSO4·5H2О, FeSO4·7H2O, KMnO4, К2Сr2О7 квалификации “чистый”, глинопорошки: каолиновый и монтморилловый.

Модификация гипана солями осуществлялась следующим образом: гипан растворялся в воде при соотношении гипан : H2O как 1 : 4; в одной части воды растворялось определенное количество соли и раствор гипана тонкой струйкой при перемешивании вливался в раствор соли. Смесь выдерживалась 30 мин до полного реагирования компонентов. Далее готовый комплексный реагент использовался для обработки глинистых суспензий.

Вязкость полученных реагентов зависит от вида и количества добавляемой соли (таблица 1).

Таблица 1 - Влияние солей поливалентных металлов на кинетическую вязкость товарного гипана

В зависимости от количества вводимой соли происходит подавление диссоциации ионогенных групп определенного компонента. Наибольшее загущающее действие на глинистые суспензии гипан оказывает при рН 10-12, когда его макромолекулы имеют оптимальные конформации [6]. Введение соли снижает рН до 7-8, что также обуславливает сворачивание его макромолекул в глобулы.

Применяя металлопроизводные гипана с относительно низкой исходной вязкостью для обработки пресных глинистых суспензий, получили соответственно низкие значения их условной вязкости и тиксотропии, что отражено в таблице 2. Из неё следует, что производные гипана по их разжижающему действию на глинистые суспензии располагаются в ряд: Мn-гипан › Сu-гипан › Fе-гипан › Сr-гипан.

Важными характеристиками глинистых суспензий являются их реологические показатели, так как они отражают состояние структуры суспензий в динамических условиях. Исследования показали, что глинистые суспензии, обработанные металлопроизводными гипана отвечают критериям качества, установленным Н.Н. Круглицким [7] (таблица 3). Исключение составляет Мn-гипан, добавка которого приводит к возрастанию условного динамического предела текучести (τ), значительно превосходящего допустимый предел, что может вызвать осложнения в процессе бурения в случае применения такого реагента.

Таблица 2 - Зависимость реологических показателей глинистых суспензий от состава металлопроизводных гипана

Таблица 3 - Сравнительное действие различных металлопроизводных гипана на пресные глинистые суспензии

 Скачать реферат