ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Органические коллоиды из "Состав и свойства буровых агентов" Когда необходимые свойства бурового раствора невозможно обеспечить с помощью коллоидных глин, в него добавляют органические коллоиды. Например, для регулирования фильтрационных свойств буровых растворов на минерализованной воде в них добавляют крахмал, который сохраняет устойчивость при концентрациях хлорида натрия вплоть до насыщения, в то время как глины флокулируют. Крахмал в холодной воде не растворяется. Он образует гель и разбухает при температурах выше 70 °С или при гидролизации с применением каустической соды. Для нефтедобывающей промышленности поставляется заранее гидролизованный крахмал. [c.165] Для придания раствору необходимых реологических свойств, а также для других целей, рассматриваемых ниже, используются другие органические коллоиды. Они в основном представляют собой полимеры с длинными цепями, т. е. состоят из образующих длинную цепь элементарных ячеек, подобных показанной на рис. 4.28 ячейке целлюлозы. Такие цепи могут иметь длину несколько сот нанометров, поэтому по длине они сравнимы с шириной небольших глинистых -пластинок. Такие полимеры как карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) (рис. 4.29) и сополимер акриламида и акрилата (рис. 4.30), называют полиэлектролитами, поскольку в некоторых или во всех ячейках функциональные группы (например, карбоксильные радикалы) замещены и гидролизованы каустической содой. В результате диссоциации иона натрия в цепи появляются участки с отрицательными зарядами. Взаимное отталкивание зарядов заставляет беспорядочно свернутые цепи вытягиваться в прямую линию. Диссоциацию подавляют растворимыми солями, в частности многовалентными, благодаря чему цепи вновь свертываются. Поскольку заряды отрицательны, эти полиэлектролиты относятся к классу анионных. Они могут адсорбироваться только на положительно заряженных участках ребер глинистых частиц. [c.165] Изменениями длины цепи, числа карбоксильных групп и степени гидролиза можно синтезировать полимеры, подходящие для различных целей. Полимеры с длинными цепями и большим числом заряженных участков обеспечивают высокие вязкости (явление известное под названием электровязкостного эффекта). Большое число заряженных участков, кроме того, предотвращает флокуляцию системы под действием растворимых солей. [c.165] Для того чтобы полиэлектролиты могли действовать в качестве флокулянтов, их необходимо вводить в очень небольших количествах, от 0,001 до 0,01 7о- При высоких концентрациях они действуют как защитные коллоиды и повышают порог флокуляции системы. Предполагают, что при концентрациях, превышающих 0,01 %, ребра глинистых пластинок насыщаются цепями полиэлектролита и в результате этого приобретают сильный отталкивающий заряд (рис. 4.32). [c.167] Неионные полимеры с длинными цепями, такие как гидро-ксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) и различные природные смолы. [c.167] По сравнению с глинистыми буровыми растворами полимерные суспензии имеют низкие значения отношения предельных динамических напряжений сдвига к пластической вязкости, а предельных статических напряжений сдвига у них нет. Однако их можно структурировать при помощи смолы, известной под названием ксантанового биополимера (получается под действием бактерий), благодаря образованию поперечных связей между цепями с помощью хлорида хрома. [c.168] Вернуться к основной статье