ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОЛОГІЧНО-БЕЗПЕЧНИХ ЗМАЩУВАЛЬНИХ ДОБАВОК ДО БУРОВИХ РІДИН
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2025.02.06Ключові слова:
буровий розчин, коефіцієнт змащування, мастильні властивості, буріння, триботехнічні властивостіАнотація
Застосування мастильних добавок (лубрикантів) у бурових та технологічних рідинах є ключовим для успішного будівництва нафтогазових свердловин. Вони відіграють вирішальну роль у покращенні техніко-технологічних, економічних та екологічних показників всього процесу. В останні роки у секторі промивних рідин для буріння глибоких нафтогазових свердловин особливу актуальність набули екологічно-безпечні змащувальні добавки. У роботі представлені результати експериментальних досліджень антифракційних властивостей екологічно безпечних композицій змащувальних добавок. Розроблено нову екологічно безпечну змащувальну добавку до промивальних рідин з покращеними трибологічними характеристиками, яка забезпечує безаварійну проводку стовбуру нафтогазової свердловини, в т.ч. і під час розкриття порід, що включають питні і потенційно питні горизонти підземних вод. За результатами лабораторних експериментів встановлено, найкращі показники за змащувальною здатністю, термостійкістю та стійкістю до солей мають композиції, що базуються на алкіламінних солях суміші жирних кислот рослинних олій та талової олії. Встановлено, що композиція «Бурол-2» найбільш ефективно впливає на трибологічні характеристики промивальної рідини. Коефіцієнти тертя КТК і КМТП значно знижуються при концентрації змащувальної добавки 0,5% об., при цьому адгезійні властивості досягають регламентованих значень (Кпр < 30). Оптимальною добавкою до модельних промивальних рідин цього типу можна вважати – 1,0 % об. Розроблена композиція складається з екологічно безпечних компонентів на основі алкіламінних солей суміші виділених жирних кислот рослинних олій і талової олії з добавками хімічних реагентів, що поліпшують емульгацію, протипінну дію, протидепресантні низькотемпературні характеристики. Результати досліджень, свідчать, що змащувальні властивості модельних промивних рідин мають кращі показники при їх обробці 1,0 % об. розробленою композицією «Бурол-2» порівняно з іншими змащувальними добавками, що використовуються вітчизняними буровими підприємствами.
Посилання
Dmytrenko V.I., Diachenko Yu.H. Pidvyshchennia zmashchuvalnykh vlastyvostei vodnohlynystykh burovykh rozchyniv pid chas pokhylo-skerovanoho ta horyzontalnoho burinnia. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Ser. Khimiia, khimichna tekhnolohiia ta ekolohiia. 2024. № 1 (11). S. 44–56. https://doi.org/10.20998/2079-0821.2024.01.06.
Dmytrenko V., Diachenko Y. The impact assessment of plant oils on unctuousity of drilling fluids. Technology audit and production reserves. 2021. № 2/3(58). С. 25–30. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.229652
Al-Hameedi A. T., Alkinani H. H., Dunn-Norman S., Al-Alwani A. M., Alshammari F. А., Hussien Albazzaz W. Н., Alkhamis M. М, Alashwak F. N., Mutar А. R. Insights into the application of new eco-friendly drilling fuid additive to improve the fuid properties in water-based drilling fuid systems. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019, vol. 183, pp. 106–424. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106424
Бакулін Є.М., Драганчук О.Т., Процишин В.Т. Змащувальні добавки та їх вплив на функціональні властивості бурових рідин. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2011. № 4(41). С. 101–106.
Бакулін Є.М. Екологічні аспекти виробництва та застосування змащувальних добавок до бурових рідин. Науковий вісник ІФНТУНГ. 2013. № 1(34). С. 69–72.
Humood M., Ghamary M.H, Lan P., Iaccino L.L., Bao X., Polycarpou A.A. Influence of additives on the friction and wear reduction of oil-based drilling fluid. An International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear. 2019. vol. 422-423, pp. 151–160. https://doi.org/10.1016/j.wear.2019.01.028.
Sönmez A., Kök V. M., Özel R. Performance analysis of drilling fluid liquid lubricants. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2013, vol. 108, pp 64-73. https:// doi.org/10.1016/j.petrol.2013.06.002
Jiaxue Li, Yao Ma, Jie Sun, Xiaoyan Li , Wenjun Lu, Jia Bi Using aged oil to produce drilling-fluid lubricants. Geoenergy Science and Engineering. 2024, vol. 234, рр. 212635. https://doi.org/10.1016/j.geoen.2024.212635
Zhang Y., Liu Y. Research on Applying Elastic Graphite to Drilling Fluid. Natural Gas Industry. 2003, vol. 23, рр. 42-44.
Quande Wang, Michal Slaný, Xuefan Gu, Zhipeng Miao, Weichao Du, Jie Zhang, Chen Gang Lubricity and Rheological Properties of Highly Dispersed Graphite in Clay-Water-Based Drilling Fluids. Materials. 2022, vol. 15(3), pp. 1083. https://doi.org/10.3390/ma15031083
Lee H., Lee H.-B.-R., Kwon S., Salmeron M., Park J.Y. Internal and External Atomic Steps in Graphite Exhibit Dramatically Different Physical and Chemical Properties. ACS Nano. 2015, vol. 9, № 4, рр. 3814–3819. https://doi.org/10.1021/nn506755p
Motozuka S., Sato H., Muramatsu Y., Morinaga M. Interfacial effect between graphite and iron substrate on basal plane orientation and lubricity of graphite. Tribology International. 2020, vol. 151, pp. 106455. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106455.
Bahari, A., Lewis, R. and Slatter, T. Friction and wear phenomena of vegetable oil based lubricants with additives at severe sliding wear conditions. Tribology Transactions. 2017, vol. 61, № 2, pp. 207–219. https://doi.org/10.1080/10402004.2017.1290858
Xiangyang Zhaoa, Daqi Lia, Heming Zhua, Jingyuan Mabc and Yuxiu An Advanced developments in environmentally friendly lubricants for water-based drilling fluid: a review. RSC Advances. 2022, № 35, рр. 22853–22868. https://doi.org/10.1039/D2RA03888A
Kobilov N. S. Development of effective lubricants for drilling fluids. The Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 2024, vol. 24, № 1–2, рр. 90-93. doi:10.29013/AJT-24-1.2-90-93
Kobilov N., Kamolova Z., Shukurov A., Xushnazarov S., Sulaymonov I., Xalimov A., Abdurakhmonova N. Development of New Composite Chemical Reagents and Their Implementation. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. 2021, vol. 8, № 1, рр. 16453–16457.
Negmatova, K. S., Negmatov, S. S., Salimsakov, Y. A., Rakhimov, H. Y., Negmatov, J. N., Isakov, S. S., Negmatova, M. I. Structure and properties of viscous gossypol resin powder. In AIP Conference Proceedings (2012, July, American Institute of Physics). 2012, vol. 1459, № 1, pp. 300–302.
Tao Xiang, Cypress, Remy Azrai Water-based mud lubricant using fatty acid polyamine salts and fatty. Patent Application Publication US, №: US 2011/0036579 A1, 2011. https://patentimages.storage.googleapis.com/30/d5/ba/b0eeb94bd1f233/US20110036579A1.pdf
Vdovichenko A. I. Ekologicheskie aspekti povisheniya effektivnosti geologorazvedochnogo bureniya. Porodorazrushayushchii i metaloobrabativayushchii instrument – tekhnika i tekhnologiya yego izgotovleniya i primeneniya. 2007. Vip. 10. рр. 24–29.
Dina Kania, Robiah Yunus, Rozita Omar, Suraya Abdul Rashid, Badrul Mohamed Jan, Akmal Aulia Lubricity performance of non-ionic surfactants in high-solid drilling fluids: A perspective from quantum chemical calculations and filtration properties. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021, vol. 207, рр. 109162. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109162
Fu-chang You, Shu-sheng Zhou, Dian Ke, Yue Huang Effect of a Novel Lubricant Embedded with Alcohol Ether, Amide and Amine Motifs for Silicate Drilling Fluid on Bit Balling and Lubrication: an Experimental Study. Arabian Journal for Science and Engineering. 2022, vol. 47(2), pp. 11879–11886. https://doi.org/10.1007/s13369-022-06730-8
Dina Kania, Robiah Yunus, Rozita Omar, Suraya Abdul Rashid, Badrul Mohamad Jan A review of biolubricants in drilling fluids: Recent research, performance, and applications. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2015, vol. 135, pp. 177–184. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2015.09.021
