Крахмальный реагент для бурения «БурС»

Лышко Г.Н. (БурениеСервис), Рябченко В.И., Лышко О.Г. (Краснодарский политехнический Университет), Идиатуллин А.М., Гладков Е.В. (Чаплыгинский крахмальный завод).

         Крахмал был одним из первых реагентов, примененных для обработки буровых растворов и, благодаря многим своим положительным качествам, всегда оставался востребованным при строительстве скважин. В последние годы спрос на него еще более вырос в связи с широким внедрением в практику бурения минерализованных буровых растворов, в том числе содержащих биополимеры. Увеличение потребности в крахмале вызвало интерес специалистов к разработке его модификаций, отвечающих современным требованиям:

1. Эффективно снижать водоотдачу буровых растворов и других технологических жидкостей.
2. Быть стойким к био-, термо-, механодеструкции, сохранять свои свойства во времени.
3. Придавать буровому раствору реологические свойства псевдопластика, способного образовывать тиксотропную структуру.
4. Быть технологичным, а именно хорошо растворяться как в пресной так и в минерализованной воде, не слеживаться, долго сохранять свои свойства при хранении, не ухудшать проницаемость продуктивных пластов или не мешать её восстановлению и др.

         Нужные свойства крахмалам  придают при их модифицировании путём смешения в состоянии водной суспензии с различными реагентами и термической клейстеризации при различных режимах с последующими сушкой и помолом. Как показывают исследования [1,2,3] таким путем можно целенаправленно регулировать свойства модифицированных крахмалов в довольно широких диапазонах. На современных крахмальных заводах, оснащенных новым автоматически контролируемым оборудованием управление качеством продукции и его контроль могут быть достаточно эффективны.

         Другой путь обеспечения требуемых свойств крахмальных реагентов для бурения – модифицированных крахмалов, является выбор сырья, из которого он производится – немодифицированных, так называемых нативных крахмалов.

         Известно, что нативные крахмалы, получаемые  из различных видов растительного сырья, различаются по следующим признакам [4]:

• соотношение содержания линейных и развлетвленных полисахаридов – амилозы и амилопектина;
• размер гранул крахмала;
• форма крахмальных гранул;
• распределение гранул по размерам.

В свою очередь названные различия определяют:

• температуру клейстеризации крахмала, при которой гранулы начинают набухать и связывать воду;
• вязкость крахмального клейстера, его способность к гелеобразованию;
• устойчивость к механическому воздействию и влиянию рН среды.

         Некоторые свойства нативных крахмалов, получаемых из различных видов сырья, приведены в табл. 1, взятой из работы [4].

Табл.1

Крахмал	Диаметр зерна, мкм	Температура клейстеризации, оС	Содержание амилозы, % масс.
Кукурузный	5-26	62-72	22-28
Из восковой кукурузы	5-26	63-72	< 1
Тапиоковый	5-25	62-73	17-22
Картофельный	15-100	59-68	23
Сорго	6-30	68-78	23-28
Пшеничный	2-35	58-64	17-27
Рисовый	3-8	68-78	16-17
Высокоамилозная кукуруза	3-24	63-92	50-90

 

         Крахмальные реагенты для бурения производят в основном из кукурузного и картофельного крахмалов. Предпочтение отдают кукурузному, как более дешевому. Но не только это определяет преимущество кукурузного крахмала.

         Исследования и опыт применения показывают, что реагенты на основе кукурузного крахмала в сравнении с аналогами на основе картофельного крахмала обладают лучшей способностью снижать водоотдачу и характеризуются большей стабильностью свойств во времени.

         Причиной этому является различие в содержании в нативных крахмалах аминопектина и амилозы, имеющих строение макромолекул  соответственно разветвленное и линейное (см. табл.1) Разветвленные макромолекулы  аминопектина (молекулярная масса 1-6 млн.) лучше связывают воду в растворе и снижают его водоотдачу, чем линейные молекулы амилозы (средняя молекулярная масса 160 тыс.). Зато последние больше способны к ассоциированию друг с другом и созданию коагуляционной и псевдокристаллической решетки, что придаёт раствору реагента псевдопластические свойства. «Происхождение»  крахмала в немалой степени определяет и массу его молекул, что также влияет на технологические свойства реагента.

         Таким образом, выбор сырья для производства крахмальных реагентов для бурения очень важен. Но, на наш взгляд, этому фактору до последнего времени уделялось недостаточно внимания.

ООО «БурениеСервис»  два  года назад начало выпуск «Крахмального реагента для бурения «БурС».  С 2006 года производство реагента продолжено на новом, хорошо оснащенном «Чаплыгинском крахмальном заводе» по технологии, учитывающей последние научные  достижения (научно обоснованные выбор сырья, добавок, режимов модификации).

         В табл. 2 приведены значения некоторых показателей свойств «Крахмального реагента «БурС» (ТУ 9187-002-26101282-2006 ).

 

Табл. 2.

Показатель	Значение
Внешний вид	Однородный белый или желтоватый порошок.
Массовая доля влаги, % масс, не более	8
Степень помола — остаток на сите с диаметром отверстия 1,0 мм,% масс, не более	8
Фильтратоотдача бурового раствора, см3/30 мин, не более	4

 

         Всё большее число буровых предприятий, применяющих в своей работе крахмальные реагенты, отдают предпочтение именно «БурС»: «Красноярское Буровое Предприятие», «Красноярскгазпром», «Славнефть- Мегионнефтегаз», «НПО «Бурение», «Югра-БурСервис», «Удмуртнефть-Бурение» и д.р.