Оценка вязкости водных растворов ксантановых смол

Abstract

Актуальность. Повсеместное применение биополимеров в составе буровых растворов позволяет совершенствовать последние в плане улучшения гидравлики циркуляционной системы, повышения выносной способности промывочной жидкости, решения вопросов устойчивости стенок открытого ствола скважины. Интерес к применению в бурении растительных камедей повышается. Целью статьи является определение отличительных свойств водных растворов полимера в реологическом плане. Реологические свойства бурового раствора являются важным фактором производительности процесса углубления скважины. Благодаря реологической кривой бурового раствора мы можем более точно оценить эквивалентную циркуляционную плотность и способность выносить из скважины продукты разрушения, оптимизировать гидравлические параметры и др. Объектом исследования являются реологические свойства водных растворов биополимеров, в частности ксантановой камеди, которую компании-производители поставляют в виде порошка. Методы: инструментальные методы определения реологических параметров водных растворов биополимеров по ГОСТ 33696 (ISO 10416), оценка и анализ распределения дисперсии при троекратных измерениях в каждой точке опыта. Результаты. Разработана «Методика лабораторных испытаний химических реагентов для приготовления буровых растворов на соответствие требованиям ООО «ИНК-СЕРВИС». Проведено статистическое исследование отличий в показаниях напряжения сдвига водных растворов исследуемых порошков. Из-за неподчинения величин измеряемых напряжений нормальному распределению использовался непараметрический критерий сравнения Манна-Уитни, расчеты которого по двум всевозможным сочетаниям малых выборок показали отсутствие отличий. Показана подверженность реологических показателей водных растворов ксантановых порошков псевдопластическим значениям степенной модели Освальда де Вейля.

The relevance. The widespread use of biopolymers in the composition of drilling fluids makes it possible to upgrade the latter in terms of improving the hydraulics of the circulation system, increasing the outflow capacity of the flushing fluid, solving issues of stability of the walls of an open borehole. Interest in the use of vegetable gums in drilling is increasing. The main aim of the article is to determine the distinctive properties of aqueous polymer solutions in geological terms. The rheological properties of the drilling mud are an important factor in the productivity of the well deepening process. Thanks to the rheological curve of the drilling mud, we can more accurately estimate the equivalent circulation density and the ability to remove fracture products from the well, optimize hydraulic parameters, etc. Objects: rheological properties of aqueous solutions of biopolymers, in particular, xanthan gum, which manufacturing companies supply in powder form. Methods: instrumental methods for determining rheological parameters of aqueous solutions of biopolymers according to GOST 33696 (ISO 10416), estimation and analysis of the dispersion distribution with three measurements at each point of the experiment. Results. The authors carried out the statistical study of the differences in the shear stress readings of aqueous solutions of the powders under study. Due to the non-compliance of the measured voltage values with the normal distribution, the nonparametric Mann-Whitney comparison criterion was used, the calculations of which for two possible combinations of small samples showed no differences. The susceptibility of rheological parameters of aqueous solutions of xanthan powders to pseudoplastic values of the Oswald de Weil power model is shown.