Оптимизация рецептур буровых растворов с применением понизителей фильтрации на основе карбоксиметиловых эфиров крахмала и целлюлозы

Сухарев, Максим Александрович Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектами исследования являются современные системы пресных и минерализованных полимер-глинистых буровых растворов, содержащих понизители фильтрации на основе карбоксиметилированной целлюлозы и крахмала. Целью магистерской диссертации является оценка возможности замещения понизителей фильтрации на основе КМЦ/ПАЦ на карбоксиметилированный крахмал с высокой степенью замещения с сохранением или улучшением технологических свойств бурового раствора. Результатом работы стала комплексное исследование синтезированных образцов карбоксиметилкрахмала с различными степенями замещения, показавшее, что образцы могут демонстрировать свойства, сопоставимые с эфирами целлюлозы. Полученные результаты имеют перспективы применения в нефтегазодобывающей отрасли.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 12
1 Современное состояние практики получения и применения
карбоксиметилированных полисахаридных реагентов в буровых растворах …. 13
1.1 Применение полисахаридных реагентов в буровых технологических
жидкостях ………………………………………………………………………………………………….. 13
1.2 Механизм фильтрации бурового раствора …………………………………………….. 17
1.3 Обзор применяемых полисахаридов ……………………………………………………… 20
1.4 Методы модификации эфиров целлюлозы и крахмала для нужд
нефтегазовой отрасли …………………………………………………………………………………. 24
1.5 Выводы и постановка цели и задач исследования ………………………………….. 30
2 Методики, приборы и оборудование экспериментальных исследований ……. 31
2.1 Методики приготовления модельных буровых растворов ……………………… 31
2.1.1 Порядок приготовления полимер-глинистого раствора ……………………… 32
2.1.2 Порядок приготовления минерализованного полимер-глинистого
раствора ……………………………………………………………………………………………………. 32
2.2 Методики измерения реологических параметров модельных буровых
растворов …………………………………………………………………………………………………… 33
2.2.1 Определение реологических параметров с помощью вискозиметра
OFITE 900 ………………………………………………………………………………………………… 34
2.2.2 Определение реологических параметров с помощью вискозиметра
OFITE 1100 ………………………………………………………………………………………………. 36
2.3 Методики измерения фильтрационных параметров модельных буровых
растворов …………………………………………………………………………………………………… 37
2.3.1 Определение показателя фильтрации с помощью фильтр-пресса OFITE
низкого давления………………………………………………………………………………………. 38
2.3.2 Определение показателя фильтрации с помощью тестера
проницаемости тампонирующего раствора (PPT)………………………………………. 39
2.4 Методика измерения водородного показателя pH модельных буровых
растворов …………………………………………………………………………………………………… 42
3. Исследование технологических свойств буровых растворов на основе
карбоксиметилированных полисахаридных реагентов………………………………….. 44
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение……. 66
4.1 Расчет продолжительности исследований ……………………………………………… 66
4.2 Расчет сметной стоимости исследования ………………………………………………. 70
4.2.1 Расчет материальных затрат на исследования ……………………………………. 70
4.2.2 Расчет затрат на электроэнергию и коммунальные услуги …………………. 72
4.2.3 Расчет затрат на выплату заработной платы и страховые отчисления … 73
4.2.4 Формирование бюджета затрат НИП ………………………………………………… 74
4.3 Определение эффективности исследовательского проекта …………………….. 75
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 76
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. ……….. 77
5.1.1. Специальные правовые нормы трудового законодательства. ……………. 77
5.1.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя …………………………………………………………………………………………… 78
5.2 Производственная безопасность. …………………………………………………………… 79
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования. …………………………………………………………………………………………… 80
5.2.2. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть в
лаборатории при проведении исследований. ……………………………………………… 80
5.2.3 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных
и вредных факторов на исследователя (работающего) ……………………………….. 84
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………. 87
5.3.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду. ………… 87
5.3.2. Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду. ………. 87
5.3.3. Обоснование мероприятий по защите окружающей среды. ………………. 88
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………. 89
5.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований. …………………………………………………………………………………………… 89
5.4.2. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории при
проведении исследований. ………………………………………………………………………… 89
5.4.3. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС. ………………………………………….. 89
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 92
Список публикаций студента ……………………………………………………………………….. 93
Список литературы ……………………………………………………………………………………… 94
ПРИЛОЖЕНИЕ А ……………………………………………………………………………………….. 98

Процессы фильтрации играют одну из главных ролей для сохранения
проницаемости пород продуктивного пласта, а также для предупреждения
аварий и осложнений. Поддержание фильтрации и проницаемости корки на
минимально возможном уровне – ключевое требование, предъявляемое к
реагентам – понизителям фильтрации. В современных рецептурах буровых
растворов на водной основе они, как правило, представлены КМЦ НВ и ПАЦ
НВ. Понизители фильтрации на основе крахмала в настоящий момент
применяются ограниченно, и полноценных исследований, подтверждающих
эффективность и возможность замены ПАЦ и КМЦ, на КМК проведено не было.
Целью работы является оценка возможности замещения понизителей
фильтрации на основе карбоксиметилированной целлюлозы / полианионной
целлюлозы на карбоксиметилкрахмал с высокой степенью замещения с
сохранением или улучшением технических свойств бурового раствора.
Объектами исследования являются современные применяемые системы
пресных и минерализованных полимер-глинистых буровых растворов,
содержащих в составе понизители фильтрации на основе
карбоксиметилированных целлюлозы и крахмала. Предметом исследования
выбраны исследования реологических и фильтрационных свойств модельных
растворов, а также устойчивости полимерных реагентов к воздействию высоких
температур и микроорганизмов.
Данное исследование является актуальным, учитывая текущую тенденцию
к уменьшению стоимости строительства скважин. Исследование позволит
определить области применения реагентов на основе карбоксиметилированного
крахмала в современных рецептурах буровых растворов. Результаты
исследования после проведения опытно-промышленных испытаний могут быть
востребованы среди сервисных компаний, занимающихся сопровождением
буровых растворов при строительстве нефтяных и газовых скважин.

В настоящее время значительный объем проектов по строительству
скважин включает в себя применение пресных и минерализованных полимер-
глинистых буровых растворов, в которых для регулирования фильтрационных
свойств применяются модифицированные полисахаридные реагенты на основе
эфиров крахмала и целлюлозы. На свойства реагентов оказывает влияние
качество исходного сырья, степень и равномерность замещения, применение
специальных добавок при их изготовлении и содержание примесей в конечном
продукте. Критически важно придавать буровому раствору такие
технологические свойства, чтобы в процессе бурения интервалов
образовывалась плотная и низкопроницаемая фильтрационная корка, с целью
снижения фильтрации и потери раствора. Поддержание фильтрации и
проницаемости корки на минимально возможном уровне – ключевое
требование, предъявляемое к реагентам.
Результаты исследований показали, что карбоксиметилированный крахмал
с высокой степенью замещения имеет высокие перспективы для применения в
нефтегазодобывающей отрасли в качестве понизителя фильтрации для полимер-
глинистых растворов. Благодаря техническим свойствам, проявляемым в
буровом растворе, КМК может составить конкуренцию реагентам на основе
эфиров целлюлозы за счет более экономичных способов синтеза. В ближайшее
время в данном направлении будет стоять актуальная задача – повысить
эффективность методов получения карбоксиметилкрахмала с высокой степенью
замещения при сохранении конкурентных преимуществ.
Список публикаций студента
1. Сухарев М. А. Полимерглинистые буровые растворы на основе
полисахаридов / М. А. Сухарев, А. С. Захаров, Р. Р. Сагитов ; науч. рук. К.
М. Минаев // Проблемы геологии и освоения недр : труды XXI
Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и
молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения профессора М.
И. Кучина, Томск, 3-7 апреля 2017 г. : в 2 т. — Томск : Изд-во ТПУ, 2017. —
Т. 2. — [С. 530-532].
2. Буровой раствор с содержанием высокозамещенного
карбоксиметилированного крахмала: патент Рос. Федерация №2017145123;
заявл. 21.12.2017; опубл 10.10.2018.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)