Экологические биоразлагаемые добавки для улучшения реологических и фильтрационных характеристик бурового раствора на водной основе

Сведения об авторах
  • Санкт-Петербургский Горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия
  • Санкт-Петербургский Горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия
  • Санкт-Петербургский Горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация

Растворы, применяемые при бурении скважин, должны обладать рядом свойств, обеспечивающих их функциональность. Наряду с очисткой забоя, выносом бурового шлама, очисткой и охлаждением бурового долота, они должны обеспечивать поддержание гидродинамических давлений в скважине – для предотвращения проявления пластовых флюидов в ствол скважины и поглощений бурового раствора, а также регулировать образование тонкой фильтрационной корки, перекрывающей поры в разбуриваемых породах, что предотвращает их осыпание. В практике бурения применяют буровые растворы на водной, углеводородной и аэрированной основе. С точки зрения экологической безопасности растворы на водной основе являются предпочтительными. Но для обеспечения необходимых свойств буровых растворов на водной основе применяют ряд специальных химических добавок, которые, являясь токсичными продуктами длительного действия, оказывают негативное влияние на окружающую среду. В настоящее время стоит задача разработки новых буровых растворов, не только обеспечивающих процесс бурения в любых, в том числе затрудненных, условиях, но и не наносящих вред окружающей среде. При этом должна учитываться и экономическая составляющая вопроса. С целью получения новых экологически чистых буровых растворов, а также решения проблемы накопления пищевых отходов предлагается применять биоразлагаемые добавки, полученные из растений или агропромышленных отходов. В обзорной статье представлены исследования влияния биодобавок на реологические и фильтрационные характеристики буровых растворов на водной основе. Показано влияние растительных добавок на вязкость, плотность, предел текучести, фильтрацию, буровых растворов, а также на образование и толщину глинистой корки. Кроме того, показана возможность использования агропромышленных отходов, таких как апельсиновая и мандариновая корка, семена подсолнечника, шелуха риса и арахиса, яичная скорлупа, в качестве альтернативы полимерам, используемым в настоящее время для снижения и предотвращения поглощения буровых растворов. Рассмотрена возможность использования биоразлагаемых добавок в качестве потенциальных экологически чистых и недорогих добавок в буровые растворы.

Ключевые слова

буровые растворыпромывочные растворырастворы на водной основереологические характеристикифильтрациявязкостьводородный показательплотностьфлокуляцияводоотдачатемпературные условияседиментационная устойчивостьдисперсностьтолщина глинистой коркибиоразлагаемые добавкипищевые отходыагропромышленные отходы

Литература

  1. 1.Litvinenko, V.S. Elaboration of a conceptual solution for the development of the Arctic shelf from seasonally flooded coastal areas / V.S. Litvinenko, M.V. Dvoynikov, V.L. Trushko // International Journal of Mining Science and Technology. – 2021. – №32. –P. 1–1. DOI: 10.1016/j.ijmst.2021.09.010 Scholar
  2. 2.Исследование реологии растворов на углеводородной основе в зависимости от их компонентного состава / М.Р. Либийников, Н.И. Никифоров, М.Р. Никитова, М.Е. Будовская, Д.А. Сидоров // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2020. – №10. – P. 25–28. DOI: 10.33285/0130-3872-2020-10(334)-25-28 Scholar
  3. 3.Improvement of rheological and filtration characteristics of water-based drilling fluids using naturally derived hennа leaf and hibiscus leaf extracts / A.R. Ismail, N.M.N.A. Mohd, N.F. Basir [et al.] // J. Petrol. Explor. Prod. Technol. – 2020. – Vol. 10. – P. 3541–3556. DOI:10.1007/s13202-020-01007-y Scholar
  4. 4.Влияние добавок модифицированных гидролизных лигнинов на функциональные характеристики буровых растворов на водной основе / А.В. Минаков, Е.И. Михннкова, А.Д. Скоробогатова, Д.В. Гузей, В.А. Жигарев, [и др.] // Экология и промышленность России. – 2022. – Т.26, №8. – С. 32–39. DOI: 10.18412/1816-0395-2022-8-32-39 Scholar
  5. 5.Tannin-Based Deflocculants in High Temperature High Pressure Wells: A Comprehensive Review / M. Fokuo, W. Aggrey, M. Rockson, Y. Sokama-Neuyam, P. Boakye, G. Amenuvor, K. Sarkodie, E. Pinto, H. Karimaei // Advances in Chemical Engineering and Science. – 2021. – №11. – P. 263–289. DOI: 10.4236/aces.2021.114017 Scholar
  6. 6.Evaluation of a naturally derived tannin extracts biopolymer additive in drilling fluids for high-temperature well applications / A.R. Ismail, M.N.A. Mohd Norddin, N.A.S. Latefi, J.O. Oseh, I. Ismail, I. Ismail, A.O. Gbadamosi, A.J. Agi // J. Pet. Explor. Prod. Technol. – 2020. – Vol.10. – P. 623 – 639. DOI: 10.1007/s13202-019-0717-7 Scholar
  7. 7.Use of Tanane derived from Tea Waste as Drilling Fluid Additive / P. Talukdar, S. Kalita, A. Pandey, U. Dutta, R. Singh // Int. J. Appl. Eng. Res. – 2018. – Vol.13. №16. – P. 12463–12468. Scholar
  8. 8.The recent progress in the research of extraction and functional applications of basell seed gum / L. Guan, Y. Ma, F. Yu, X. Jiang, P. Jiang, Y. Zhang, C. Yuan, M. Huang, Z. Chen, L. Liu // Heliyon. – 2023. – Vol. 9, №9. DOI:10.1016/j.heliyon.2023.e193023 Scholar
  9. 9.Omotioima, M. Comparative analysis of the effects of cashew and mango extracts on the rheological properties of water based mud / M. Omotioima, P.C.N. Eijkeme, G.O. Mbah // J. Eng. Res. Appl. – 2014. – Vol. 4, №10. – P. 56–61. Scholar
  10. 10.Experimental investigation of bio-enhancer drilling fluid additive: Can palm trees leaves be utilized as a supportive eco-friendly additive in water-based drilling fluid system? / A.T.T. Al-Hameedi, H.H. Alkinani, S. Dunn-Norman [et al.] // J. Pet. Explor. Prod. Technol. – 2020. – Vol. 10. – P. 595–603. DOI: 10.1007/s13202-019-00766-7 Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 24, № 3, 2024)
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
30.08.2024
В выпуске
30.08.2024
Выпуск
Том 24, № 3 (2024)
Поделиться