Растворы полимеров

Полимерный раствор как промывочная жидкость представ­ляет собой слабоконцентрированный раствор полимера в воде, который, не имея четко выраженной поверхности раздела меж­ду компонентами, обладает рядом свойств, присущих коллоид­ным системам. Обеспечивая устойчивость стенок скважины, сложенных глинистыми и глиносодержащими породами, такие растворы обладают и рядом других положительных свойств: повышают скорость бурения, сохраняют коллекторские свойства проницаемых горных пород, снижают гидравлические сопротив­ления, оказывают смазывающее действие, имеют несколько по­вышенную несущую способность по сравнению с водой.

Полимерные растворы используются как ингибирующие, но чаще их применяют в качестве маловязкой структурной основы других промывочных жидкостей. Прочие положительные свой­ства полимерных растворов обусловливают их применение в качестве целевых добавок в другие промывочные жидкости.

Механизм действия полимеров как ингибиторов очень сло­жен и до сих пор недостаточно изучен. Предполагается, что между свободными валентностями решетки глинистых минера­лов и молекулами полимеров возникает электростатическое взаимодействие и это препятствует гидратации глины.

Вид полимера и его концентрация зависят от степени мине­рализованности и рН водной основы и пластовой жидкости. По­лимеры коагулируют в концентрированных растворах хлори­стого кальция и других поливалентных солях, но в различной степени. Наиболее устойчив полиакриламид, менее устойчивы гипан, метас, К-4, К-9, поэтому их применяют с кальцинирован­ной содой или фосфатами. Концентрация полимеров в поли­мерных растворах составляет 0,05—1,5%, кальцинированной соды и полифосфатов —1—2%. При частой перемежаемости пород применяют комбинации полимеров, причем общая их кон­центрация не превышает 2%.

Параметры полимерных растворов: р = 1,0÷1,02 г/см³, Т =15 с, В= 12÷35 см³. Растворы полимеров имеют понижен­ное поверхностное натяжение (до 47 мН/м).

В процессе бурения концентрация полимера в растворе уменьшается, так как часть его теряется при взаимодействии с горными породами. Концентрацию полимеров в растворе в полевых условиях не определяют, ее оценивают по характеру изменения вязкостных свойств раствора. Порошкообразные по­лимеры можно вводить в холодную воду.

Ингибирующее действие полимерных растворов усиливают введением солей-ингибиторов. Область применения растворов в таком случае расширяется и они переходят в группу комбини­рованных. Сюда следует отнести в первую очередь соли алюми­ния, железа, а также жидкое стекло в концентрациях 0,1—1,5%. Полимерные растворы на основе акриловых полимеров назы­вают акриловыми. Например, полимерный алюмоакриловый раствор.

В полимерные растворы добавляют также хромлигносульфонат, феррохромлигносульфонат, УЩРи их комбинации, что повышает стабильность растворов, расширяет область их при­менения. Для придания ряда новых технологических свойств в полимерные растворы можно также добавлять поверхностно-активные вещества.

Дата добавления: 2015-07-15