Характеристика и назначение реагентов понизителя фильтрации

Понизители водоотдачи, образуя вокруг частиц глины вязкие структурированные слои, обладающие довольно высокой упругостью, механической прочностью и гидрофильностью, повышают плотность упаковки дисперсных частиц в фильтрационной корке, а также способствуют увеличению содержания связанной воды.

Понизители водоотдачи в первую очередь обеспечивают создание тонкой, прочной, малопроницаемой фильтрацией ной корки на стенках скважины. Эффективность действия полимерного реагента, как понизителя водоотдачи обусловливается размером, конфигурацией и гидрофильностью макромолекулы. Чем больше реагент связывает воду, повышает — вязкость дисперсионной среды и удерживается в поровых каналах фильтрационной корки, тем выше его эффективность.

Большинство понизителей фильтрации относится к полимерам с достаточно гидрофильной поверхностью, представляющих собой анионоактивные полиэлектролиты природного (крахмал, смолы), полусинтетического (производные крахмала и КМЦ) и синтетического (акрилаты) происхождения, обладающие в жидком виде псевдопластичными (тиксотропными) свойствами, т. е. при увеличении сдвигаемых напряжений происходит снижение вязкости.

Макромолекулы веществ, состоящие из многочисленных элементарных звеньев (мономеров) одинаковой структуры называются полимерами, а из разнородных звеньев — сополимерами. При этом их атомы связаны прочной химической (ковалентной) связью, а молекулярная масса составляет от 5000 до 1 000 000 и более.

Крахмал относится к числу естественных полимеров — полисахаридов, и впервые был применен для буровых растворов в 1939 г. (США). Крахмал предназначен для снижения фильтрации средне-, и высокоминерализованных растворов при наличии любых солей при температуре до 80 °C, рН = 9−13 и добавке до 3,0%.

Сырьем для производства крахмала являются зерновые культуры (кукуруза, пшеница, рис, рожь) и клубневые культуры (картофель, маниока).

К недостаткам крахмала относится способность его к ферментативному разложению (загниванию) под действием различных микроорганизмов (дрожжевые грибки, плесень, бактерии).

При разложении крахмала выделяются газообразные вещества, что может вызвать вспенивание раствора и понижение рН. Поэтому восстановить параметры такого раствора очень сложно, и он подлежит частичной или полной замене. Модифицированный крахмал.

Для устранения ряда недостатков пищевого крахмала выпускается модифицированный химически и термически обработанный крахмал (МК). Он представляет собой порошок, хорошо растворимый в холодной воде, обработанный до 3% алюмо-калиевыми квасцами и кальцинированной соды. Поэтому обработку буровых растворов МК можно производить в виде порошка без предварительной клейстеризации при рН = 7,5−11, температуре до 120 °C и добавке до 2%. При этом МК более эффективно снижает фильтрацию, позволяет сохранить плотность бурового раствора, способствует меньшему росту вязкости, ферментативно устойчив и снижает затраты времени и средств на обработку.