СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ С НАНОДОБАВКАМИ

Abstract

Актуальность исследования связана с необходимостью увеличения успешности буровых работ за счёт применения высокоэффективных и экономически рентабельных добавок для создания буровых растворов с улучшенными свойствами. В настоящее время различные наночастицы, благодаря их уникальным физическим свойствам, активно используются во многих отраслях промышленности. За счёт своей высокой удельной поверхности и размера наноматериалы являются хорошими кандидатами для улучшения фильтрационных и реологических свойств бурового раствора. Однако при исследовании возможности применения наноматериалов в качестве добавки к буровому раствору необходимо учитывать их стоимость как один из наиболее важных факторов. Цель: исследовать влияние наноразмерного диоксида кремния и графена на фильтрационные и реологические свойства бурового раствора в стандартных и пластовых условиях; оценить фактическую стоимость бурового раствора с добавлением наночастиц; провести сравнительный анализ технических и экономических характеристик исследуемых растворов с добавлением наноматериалов и промышленного бурового раствора. Объект: буровые растворы на водной основе. Методы: лабораторные исследования фильтрационных и реологических свойств буровых растворов на водной основе. Результаты. Полученные результаты демонстрируют улучшение реологических и фильтрационных свойств бурового раствора при добавлении наноматериалов. С увеличением концентрации наночастиц происходит постепенное снижение водоотдачи. Образец с самой высокой концентрацией наноразмерного диоксида кремния по сравнению с базовой жидкостью показал уменьшение объема фильтрата в стандартных и пластовых условиях на 72,2 и 61,1 %, соответственно, относительно промышленного бурового раствора с добавлением полианионной низковязкой целлюлозы снижение составило 34,1 и 27,3 %. Исследуемые растворы с добавлением графена демонстрируют сравнимую реологию, но имеют большие объемы потерь жидкости в сравнении с промышленным раствором с полианионной целлюлозой низкой вязкости. Проведенная экономическая оценка показывает, что добавление наноматериалов к буровому раствору даже в минимальных концентрациях приводит к чрезвычайному увеличению его фактической стоимости. Стоимость буровых растворов с наноразмерным диоксидом кремния или графеном в два–три раза выше, чем у базового и промышленного бурового раствора с полианионной целлюлозой низкой вязкости, что делает их использование экономически нецелесообразным.