Dintre sistemele dispersate, sistemele coloidale îndeplinesc cel mai mult cerințele impuse fluidelor de foraj. Conform teoriei moleculare-cinetice, coeziunea internă a corpurilor se datorează forțelor de interacțiune ale moleculelor. În interiorul corpului (lichid), aceste forțe sunt echilibrate. Forțele de atracție a moleculelor situate pe interfața a două faze nu sunt echilibrate. Ca urmare a excesului de forță de atracție din partea lichidă, moleculele de pe interfață tind să se retragă spre interior, astfel încât interfața tinde să scadă. În acest sens, moleculele de suprafață din diviziunea de fază au o anumită exces de energie necompensată, numită energia de suprafață. Tensiunea de suprafață poate fi reprezentată ca o lucrare de formare a suprafeței de 1 m2 (J / m2). Astfel, surfactanții sunt substanțe care reduc tensiunea superficială.
Fenomenul de umectare are o mare importanță în caracterizarea sistemelor de dispersie. Lichidarea lichidă a unui solid poate fi considerată ca rezultat al forțelor de tensionare de suprafață. Se caracterizează prin valoarea unghiului de contact.
Dacă mediul de dispersie este apă, atunci sistemele sunt numite hidrofile, dacă uleiul este hidrofob. Primele sunt relativ stabile, i. sunt stabile în timp, iar cele din urmă sunt caracterizate printr-o interacțiune moleculară slabă, astfel încât acestea nu sunt stabile.
Distingeți între stabilitatea cinetică (sedimentare) și agregarea. Kinetic este furnizat prin sedimentare și mișcarea Brownian, iar agregatul determină capacitatea particulelor din faza de dispersie de a nu se lipi împreună. În funcție de starea agregată și de proprietățile mecanice, se disting sistemele dispersate (sau fără structură) și coerente (structurate). Primul este diferit de mobilitate și nu are rezistență la forfecare. Sistemul coerent este numit "gel" și diferă prin prezența unei structuri spațiale continue. Are vâscozitate, ductilitate, forță, elasticitate și altele asemenea.
Structura spațială a gelului sub acțiunea mecanică este distrusă. Gelul se transformă într-un "sol" (sistem de dispersie lichidă). În repaus, structura este restabilită. Procesul asociat cu crearea și distrugerea structurii spațiale a fost numit tixotropie. Tixotropia este una dintre cele mai importante caracteristici ale fluidelor de foraj.
Coagularea este coalescența (coalescența, fuziunea) particulelor într-o fază dispersată sub acțiunea forțelor moleculare de coeziune sau gravitate.
Flocularea este coalescența particulelor minerale hidrofobe în fulgi. Coagularea hidrofobică se caracterizează prin separarea completă a sistemului de dispersie în faze lichide și solide.
Dispersia sistemului coloidal coagulat poate fi restabilită prin adăugarea de peptizanți. Peptizarea este procesul invers al coagulării.
Structurarea este capacitatea particulelor coloidale într-o soluție fixă de a se lipi la margini și a forma o structură de tip fagure care umple întregul volum al soluției.
Dispersarea este o metodă de preparare a sistemelor de dispersie.
Sistemele dispersate au capacitatea de a curge. Știința deformării și a fluxului de corpuri se numește reologie, iar proprietățile corpurilor asociate fluxului și deformării sunt reologice.
Parametrii de bază ai fluidelor de foraj
Densitatea (ρ, g / cm3) este raportul dintre masa nămolului de foraj și volumul acestuia. Distingeți între densitatea aparentă și adevărată. Primul caracterizează soluția care iese din fântână și conține faza gazoasă, iar a doua este soluția fără faza gazoasă.
Viscozitatea condiționată (T, sec) este o valoare determinată de timpul de curgere din pâlnia standard de 500 cm3 de noroi de foraj și caracterizând mobilitatea fluidului de foraj.
Stresul la forfecare statică (SNS, mg / cm2) este o valoare determinată de tensiunea minimă tangențială de forfecare la care structura de noroi începe să se rupă în repaus. SNS caracterizează rezistența structurii tixotropice și intensitatea întăririi sale în timp.
Filtrarea (F, cm3 / 30 min) - o cantitate determinată de volumul mediului de dispersie, timp de 30 de minute, se filtrează în timp ce trece fluidul de foraj prin zona limitată de hârtie de filtru.
Indicele de filtrare caracterizează indirect capacitatea fluidului de foraj să fie filtrat prin pereții tijei de sondă.
Coeficientul de frecare (Кр) - valoarea determinată de raportul forței de frecare dintre două suprafețe metalice în mediul fluid și sarcina aplicată.
Coeficientul de spumare este valoarea determinată de raportul dintre volumul soluției spumate și volumul soluției inițiale.
Grosimea turtei de filtrare (K, mm) - turta de filtrare este formată ca urmare a filtrației fazei lichide a fluidului de foraj prin sistemul poros.
Concentrația ionilor de hidrogen, determinată de valoarea pH-ului, caracterizează alcalinitatea nămolului de foraj. Cu cât pH-ul este mai mare, cu atât mai mare este alcalinitatea.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: