Исследование растворов ксантановой камеди

Главная / Блог / Исследование растворов ксантановой камеди

В данном материале вы можете ознакомиться с результатами лабораторных исследований водных растворов ксантановой камеди от кампании Эфхим.

Ксантановая камедь применяется в качестве загустителей в составе пресных и минерализованных буровых растворов. В ходе испытаний определялись значения эффективной вязкости растворов ксантановой камеди в дистиллированной и минерализованной водах при низких и высоких скоростях сдвига в диапазоне температур 25-85 ^оС. Также производилось сравнение технологических показателей полисахаридных буровых растворов, в составе которых применялись исследуемые реагенты.

1. Исследование водных растворов ксантановой камеди

Приготовление водных растворов исследуемой ксантановой камеди осуществлялось по следующей методике: навеска реагента (из расчета 5 гр на 1 л) добавлялась в воду (дистиллированную/минерализованную) при постоянном перемешивании в лабораторной мешалке с верхним приводом (600 об/мин) в течение 2 часов. После выдерживания 16 часов растворы находились в состоянии покоя и после 30 мин перемешивания определялись их реологические характеристики в трех температурных режимах (25, 55, 85 ^оС) с использованием вискозиметров OFITE 900 и Brookfield DV II+.

Результаты проведенных исследований показаны в таблицах 1.1-1.2 и рисунках 1.1-1.4.

*Тем-ра*	*ф600*	*ф300*	*ф100*	*ф50*	*ф10*	ф3	*Гель, дПа* *10 сек*	*Гель, дПа* *10 мин*	*УВ, с*
t=25 ^oC	37,1	21,4	11,0	7,1	2,2	0,6	2,4	4,8	29
t=55 ^oC	22,8	14,2	7,7	4,2	0,6	0	0	2,4	—
t=85 ^oC	23,8	16,2	8,4	5,8	1,6	0	0	0	—

Таблица 1.1 — 0,5% р-р ксантановая камедь в минер. воде

*Тем-ра*	*ф600*	*ф300*	*ф100*	*ф50*	*ф10*	ф3	*Гель, дПа* *10 сек*	*Гель, дПа* *10 мин*	*УВ, с*
t=25 ^oC	61,2	46,3	30,2	24,1	15,4	11,9	55,1	58,9	70
t=55 ^oC	47,2	36,3	24,5	19,6	12,2	8,4	36,5	43,8	—
t=75 ^oC	32,6	25,2	16,5	12,2	6,5	3,2	14,9	25,3	—

Таблица 1.2 — 0,5% р-р ксантановой камеди в дист. воде

На рисунках 1.1 и 1.2 представлены графики изменения эффективной вязкости соответственно пресных и минерализованных растворов ксантановой камеди при различных температурах и скоростях сдвига, полученные на ротационном вискозиметре OFITE. На рисунках 1.3 и 1.4 представлены аналогичные графики эффективной вязкости при более низких скоростях сдвига, полученные на вискозиметре Brookfield.

Из графиков видно, что пресные растворы биополимера ксантановой камеди показывает значительно большую вязкость при низких скоростях сдвига, чем растворы при той же концентрации; с повышением температуры данная закономерность сохраняется.

Рисунок 1.1 - изменения эффективной вязкости пресного раствора ксантановой камеди — Рисунок 1.1

Рисунок 1.2 - изменения эффективной вязкости пресного раствора ксантановой камеди — Рисунок 1.2

Рисунок 1.3 - изменения эффективной вязкости пресного раствора ксантановой камеди — Рисунок 1.3

Рисунок 1.4 - изменения эффективной вязкости пресного раствора ксантановой камеди — Рисунок 1.4

2. Применение ксантановой камеди в составе пресного и минерализованного полисахаридных буровых растворов

Безглинистые пресные и минерализованные буровые растворы широко применяются при заканчивании скважин. Для сравнения эффективности ксантановой камеди реагентов в составе вышеуказанных буровых растворов (таблица 2.1) были проведены экспериментальные исследования. Приготовление растворов осуществлялось согласно утвержденным инструкциям по технологии приготовления и применения.

Наименование реагента	Рецептура по инструкции, кг/м³	Фактическое количество, кг/м³
1. Смазочная добавка Лубрекс	5-10	5
2. Ксантановая камедь	3-4	4
3. КМ 7	15-25	20
4. Хлористый калий	30-50	50
5. Сонцид 8104	0,5-1	0,5
6. ПКД-515	10-20	20
7. Мраморная мука	до требуемой плотности	50
Пресная вода / минерализованная вода

Таблица 2.1

Результаты измерений технологических показателей свойств пресных и минерализованных полисахаридных буровых растворов показаны в таблицах 2.2, 2.3.

№	Показатель	Единицы измерения
1	Плотность	г/см³
2	Условная вязкость СПВ-5	с
3	Эффективная вязкость	мПа·с
4	Пластическая вязкость	мПа·с
5	Динамическое напряжение сдвига	дПа
6	Коэффициент пластичности	с^-1
7	Прочность геля (API)_{10сек/10мин}	дПа
8	рН раствора
9	Показатель фильтрации (API)	см³
10	Толщина корки	мм
11	Показатель фильтрации (API) при t=100^оС, Р=35атм	см³
12	Толщина корки (фильтрация при t=100^оС)	мм
13	Ктр (КТК-2)
14	Вязкость по вискозиметру Brookfield при 0,3 об/мин	сПз

Таблица 2.2

№	Показатель	Единицы измерения	Значения при t=25^оС Ксантановая камедь
1	Плотность	г/см³	1,235
2	Условная вязкость СПВ-5	с	26
3	Эффективная вязкость	мПа·с	20,5
4	Пластическая вязкость	мПа·с	17
5	Динамическое напряжение сдвига	дПа	33,5
6	Коэффициент пластичности	с^-1	197
7	Прочность геля (API)_{10сек/10мин}	дПа	4,8 / 7,2
8	рН раствора		6,66
9	Показатель фильтрации (API)	см³	3,8
10	Толщина корки	мм	0,5
11	Показатель фильтрации (API) при t=100^оС, Р=35атм	см³	10,6
12	Толщина корки (фильтрация при t=100^оС)	мм	1
13	Ктр (КТК-2)		0,0349
14	Вязкость по вискозиметру Brookfield при 0,3 об/мин	сПз	3399

Таблица 2.3

Согласно полученным результатам, реагент ксантановая камедь совместима с компонентами полисахаридных буровых растворов. Кроме этого следует отметить:

для сравниваемых буровых растворов характерны близкие значения структурно-реологических показателей при высоких и средних скоростях сдвига;
в минерализованной среде буровой раствор на основе ксантановой камеди имеет значительно более низкие значения показателя фильтрации при 25 ^оС и 100 ^оС; — в области низких скоростей сдвига пресные и минерализованные буровые растворы на основе ксантановой камеди показывают значительно более высокую эффективную вязкость, чем аналогичные растворы.