Анализ эффективности полимерных и полимерглинистых

Растворов.

Вторым способом снижения абсорбции глиной молекул воды, ее набухания является гидрофобизация стенок скважин.

Наиболее радикальным способом предотвращения набухания глины является использование неполярных жидкостей или растворов на нефтяной основе (РНО). Однако в силу ряда недостатков, указанных выше, при бурении геологоразведочных скважин их не используют.

Для гидрофобизации стенок скважин и снижения энергозатрат на вращение бурового снаряда допускается вводить в промывочную жидкость небольшое количество нефти, графита или смазывающих добавок (смад).

Чаще всего роль гидрофобизаторов выполняют полимеры полимерных растворов. Как было отмечено выше (см. часть 1. раздел 6.2.) полимеры способны активно адсорбироваться на поверхности стенок скважин полярной частью функциональных групп в сторону весьма полярной глины, а гидрофобной в сторону промывочной жидкости. Таким образом, на стенках скважины образуется гидрофобная пленка, которая с одной стороны связывает все глинистые частицы и предотвращает поступление воды в глинистую породу.

Полимеры обладают высокой активностью (гидрофильностью) значительно выше, чем глинистые частицы, поэтому для повышения СНС и вязкости требуется намного меньше структурообразователя для создания гидрогелей. Вследствие этого плотность полимерных растворов невелика, что позволяет повысить механическую скорость бурения. Полимерные растворы обладают рядом других достоинств, рассмотренных выше.

Экспериментальные исследования [7] показывают высокую эффективность полимерных и полимерглинистых растворов для предупреждения увлажнения и разупрочнения как низко- так и высококоллоидальных уплотненных глин (рис. 9.5 и 9.6)

Эффективность действия растворов наблюдается при невысокой (оптимальной) концентрации полимера (при адсорбции в один слой) при которой достигается максимальная гидрофобизация (минимальное поверхностное натяжение s, см. часть 1, 6.2). Так для метаса по данным исследований оптимальная концентрация составила 0,5%. При концентрации как выше, так и ниже этого показателя раствор метаса оказался менее эффективным.

Рис.9.5. Зависимость влажности биклянского суббентонита в полимерных растворах от времени: 1 - в 0,2 % растворе метаса, 2 - в 0,5 % растворе метаса, 3 - в 1 % растворе метаса, 4 - в 0,2 % растворе КМЦ, 5- в 0,4 % растворе кельцана

Рис.9.6. Зависимость коэффициента разупрочнения биклянского суббентонита в полимерных растворах от времени: 1 - в 0,2 % растворе метаса, 2 - в 0,5 % растворе метаса, 3 - в 1 % растворе метаса, 4 - в 0,2 % растворе КМЦ. 5 - в 0,4 % растворе кельцана