Влияние гидрофобного диоксида кремния на реологические свойства и стабильность обратных эмульсий

UDK: 622.244.442.063.2
DOI: 10.24887/0028-2448-2026-1-80-84
Ключевые слова: обратная эмульсия, диоксид кремния, реология, вязкость, стабильность эмульсий, температура потери текучести, термостабильность,
Авт.: К.А. Фатхуллин (Уфимский гос. нефтяной технический университет; ООО «Крезол-Нефтесервис»); Р.М. Каримо1, к.т.н. (Уфимский гос. нефтяной технический университет); Ч.И. Нурмухамедов (Уфимский гос. нефтяной технический университет); Р.Р. Ташбулатов, к.т.н. (Уфимский гос. нефтяной технический университет); Д.В. Федотов (Уфимский гос. нефтяной технический университет; ООО «Крезол-Нефтесервис»); В.С. Кузнецов (Уфимский гос. нефтяной технический университет)

В работе представлены результаты комплексных экспериментальных исследований реологических свойств, стабильности, текучести и деструкции обратных эмульсий на основе эмульгатора KR-3Е марки Б с добавлением гидрофобного диоксида кремния марки «Орисил М300». Изучено влияние состава водной фазы (водопроводная вода, раствор хлористого кальция плотностью 1,15 г/см3, широко используемый для подземно-ремонтных и технологических работ в скважинах, и их смесь 1:1) и концентрации наночастиц диоксида кремния на ключевые параметры эмульсионных систем. Установлено, что диоксид кремния является эффективным загустителем, значительно повышающим вязкость и стабильность эмульсий, особенно в солевых средах. Эмульсии на основе растворов CaCl2 с добавкой 3-5 % наночастиц SiO2 продемонстрировали исключительную термостабильность (не расслаивались более 95 ч при 90 °C) и увеличение вязкости со временем. В то же время, такие составы теряли текучесть уже при комнатной температуре, что затрудняет их закачку в скважины. Наибольшую эффективность в снижении вязкости эмульсий и их разрушении показал комплексный углеводородный растворитель марки KR-4R, хорошо зарекомендовавший себя при обработке призабойной зоны. Отмечено, что использование смеси водопроводной воды и раствора хлористого кальция позволяет получить Пикеринг-эмульсии с оптимальным сочетанием реологических характеристик и стабильности.

Список литературы

1. Глущенко В.Н., Хижняк Г.П. Направления совершенствования составов обратных эмульсий для глушения скважин // Недропользование. – 2023. –Т. 23. – № 1. – С. 44–50. – https://doi.org/10.15593/2712-8008/2023.1.6. – EDN: SNSEHP

2. Обзор перспективных технологий глушения скважин в условиях аномально низких пластовых давлений и рисков прорыва газа. Часть 1. Классификация технологий и опыт применения загущенных жидкостей на водной и углеводородной основе / В.Ю. Никулин, Р.Р. Мукминов, Ф.Х. Мухаметов [и др.] // Нефтегазовое дело. – 2022. – Т. 20. – № 3. – С. 87–96. – https://doi.org/10.17122/ngdelo-2022-3-87-96. – EDN: GACLGY

3. Башкирцева Н.Ю., Сладовская О.Ю., Рахматуллин Р.Р. Применение поверхностно-активных веществ в процессах подготовки и транспортировки нефти. – Казань: Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2016. – 166 с. – EDN: ZGANSR

4. Шрамм Л.Л. Поверхностно-активные вещества в нефтегазовой отрасли: состав, свойства, применение / Пер. с англ.; под ред. М. С. Подзоровой, В. Р. Магадова. – Санкт-Петербург: Профессия, 2018. – 592 с. ISBN 978-5-91884-095-5.

5. Булатов А.И., Кусов Г.В., Савенок О.В. Асфальтосмолопарафиновые отложения и гидратообразования: предупреждение и удаление. – Т. 1. – Краснодар: Издательский Дом «Юг», 2011. – 348 с.

6. Фатхуллин К.А. Повышение структурно-механической прочности водно-нефтяных эмульсий за счет введения диоксида кремния // Материалы 76-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ. – Т. 1. – Уфа: УГНТУ, 2025. – 550 с.

7. Treatment of drilling fluid waste during oil and gas drilling: a review / J. Yang, J. Sun, R. Wang, Y. Qu // Environmental Science and Pollution Research. – 2023. –

V. 30. – No. 8. – P. 19662–19682. – https://doi.org/10.1007/s11356-022-25114-x. – EDN: DGSLWH

8. Tadros T.F. Emulsion Formation and Stability. – Weinheim: Wiley-VCH, 2013. – 562 p.

9. Israelachvili J.N. Intermolecular and Surface Forces. 3rd ed. – San Diego: Academic Press (Elsevier), 2011. – 704 p. – https://doi.org/10.1016/C2011-0-05119-0. –

EDN: YDLJID

10. Caenn R., Darley H.C.H., Gray G.R. Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids. 7th ed. – Oxford: Gulf Professional Publishing (Elsevier), 2017. – 1022 p.

11. Каримов Р.М. Промывка трубопроводов водно-углеводородными обратными эмульсиями солевых растворов и химреагентов // Трубопроводный транспорт - 2022, Уфа, 17–18 ноября 2022 года. – Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2022. – С. 93-94. – EDN: CLPWEE

12. Кузнецов В.С., Каримов Р.М. К вопросу использования обратных эмульсий в задачах нефтегазовой отрасли // Материалы 75-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, Уфа, 17–18 апреля 2024 года. – Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2024. – С. 266-267. – EDN: EURWUF



Внимание!
Купить полный текст статьи (русская версия, формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.
Pobeda80_logo_main.png В 2025 году были подготовлены: 
   - подборка  статей журнала, посвященных подвигу нефтяников в годы Великой Отечественной войны;
   - списки авторов публикаций журнала - участников боев и 
участников трудового фронта