тампонажний розчин може закупорити його і перешкодити припливу нафти в свердловину [6,8,9].
В'язкість бурових розчинів є одним з наболее важливих його характеристик. Її значення має забезпечити бурового розчину здатність виносити шлам на поверхню і підтримувати його в підвішеному стані.
Крім виносу шламу на денну поверхню в процесі буріння буровий розчин також повинен утворювати на стінках свердловини кірку з низькою проникністю з метою зміцнення породи і попередження поглинання розчину. Ця якість промивної рідини визначається його фільтраційними властивостями.
Структурно-механічні властивості полімерних тампонажних розчинів можна регулювати в широких межах, використовуючи високополімерні добавки і наповнювачі, що утворюють коагуляционную структуру.
Щільність застосовуваного розчину полімеру повинна бути такою, щоб стовп рідини в свердловині не створював небезпечних перевантажень на пласт, з іншого боку, вона не повинна бути занадто низькою, щоб тиск флюїдів в пласті не перевищувало гідростатичного тиску стовпа рідини в свердловині [9].
Важливим технологічним властивістю тампонажного розчину є фільтратоотдача, до зниження якої варто прагнути [7,10].
Біополімери застосовуються в процесах нафтовидобутку в менших масштабах, хоча вони володіють рядом незаперечних переваг перед синтетичними полімерами. Це пояснюється відносною дорожнечею реагентів [11].
3. Застосування біополімерів в нафтовій промисловості
Біополімери застосовуються в нафтовій галузі як реагенти для вирівнювання фронту заводнення, в якості бурових розчинів, промивних і тампонажних рідин.
Промислова цінність полісахаридів полягає в можливості змінювати реологічні властивості їх водних розчинів, або через освіту гелю, або через зміни їх характеристик плинності Поведінка полісахаридів в розчині може бути ньютоновским, псевдоптастічним або пластичним; багато полісахариди проявляють тиксотропію, тобто розчини характеризуються високою в'язкістю при низьких навантаженнях (швидкостях зсуву) і зниженою в'язкістю, коли прикладається підвищене навантаження.
До переваг біополімерів в порівнянні з іншими реагентами, наприклад з кремнийорганическими сполуками, можна віднести їх безпеку, як для людини, так і для навколишнього середовища.
Перевагою виробництва полісахаридів мікробним способом є [5]
1. Гарантірованност' виробництва та якості, що не залежать від зовнішніх факторів, що впливають на врожайність і властивості рослинних полісахаридів;
2. Виробництво полімеру може бути проконтрольовано в межах точних обмежень і масштаб виробництва може бути пристосований до ринку;
3. Розміщення виробництва може бути влаштовано з використанням зручних або дешевих субстратів.
Однак, є і ряд обмежень з розміщення виробництва [5]
1. Висока вартість установки і пуску ферментаційного обладнання;
2. Великі потреби в розчиннику;
3. Потреба в значній кількості енергії;
4. Потреба у кваліфікованих кадрах та забезпеченні культури виробництва.
4. Основні представники біополімерів
В
Ксантан
Ксантан (Ксантанова камедь/смола) найбільш відомий мікробний полісахарид. Він культивується в середовищі на основі меляси. Ксантан характеризують як позаклітинний мікробний Екзополісахариди, синтезується бактеріями Xanthomonas campestris, що утворюється у вигляді покриття на кожній бактерії. Метод отримання ксантанової смоли був розроблений в 1961 році в США і вже з середини 60-х років його почали застосовувати в якості компонента бурових розчинів [13] Даний біополімер випускається під різними фірмовими назвами: келцан, Кеm-XD, ХС-біополімер, Barazan D, Flo-Vis у вигляді порошку [14]. Вартість биополимера в Залежно від ступеня очищення товарного продукту може достігат' декількох десятків тисяч доларів за тонну.
Молекулярна маса ксантану може становити від 5 до 20 млн [15].
Ксантан валяється кислим гетерополісахарид. До складу ксантану входять залишки D-глюкози, D-глюкуронової кислоти, D-манози в співвідношенні 2,8:2,0:2,0 відповідно. Крім того, він містить близько 4,7% О-ацетильних груп і близько 3% залишків піровиноградної кислоти, пов'язаних із залишками глюкози в бічних ланцюгах у вигляді циклічного кеталей [16].
Найбільш важлива якість камеді ксантану - це висока міцність на розрив одночасно з великою розтяжністю. Крім того, камедь легко змішується і поглинається іншими речовинами, утворюючи стабільні суспензії та термообратімим м'які еластичні гелі, наприклад, з камеддю ріжкового дерева. Розчини камеді ксантану високо псевдопластічни. При збільшенні сдвигового зусилля різко знижується в'язкість. Після зняття зусилля початкова в'язкість відновлюється майже миттєво.
Ксантанова камедь використовується для приготування бурових розчинів в якості структуроутворювача. Б...
