Тип публикации: диссертация
Год издания: 2023
Ключевые слова: буровой раствор, наночастицы, реология, ФИЛЬТРАФИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ, термостабильность
Аннотация: В диссертационной работе систематически исследовано влияние добавок наночастиц на свойства буровых растворов на водной основе и характеристики их течений. Показано, что реологические характеристики буровых растворов на водной основе значительно улучшаются даже при введении низких концентраций наночастиц. Добавка наночастиц изменяетПоказать полностьюне только вязкие, но и упругие свойства буровых растворов и делает эти характеристики более стабильными в зависимости от температуры. При этом, как впервые было показано, влияние добавки зависит не только от концентрации, но и от размеров и материала наночастиц. Также в работе установлено, что добавки наночастиц значительно снижают фильтрационные потери буровых растворов на водной основе. Действие наночастиц на фильтрационные потери буровых растворов зависит от соотношения концентрации микрочастиц и наночастиц, а также от соотношения между размерами микро- и наночастиц и порами фильтра и, как впервые было показано с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, обусловлено кольматированием наночастицами пор в фильтрационной корке. Помимо этого, в диссертации разработана методика численного моделирования многофазных течений буровых растворов в скважинах, основанная на использовании эйлеровой модели гранулированных сред и экспериментально измеренных реологических характеристиках модифицированных наночастицами буровых растворов, которая позволила показать, что добавка наночастиц в буровой раствор приводит к существенному улучшению эффективности транспорта шлама, которая возрастает с уменьшением размера наночастиц и увеличением угла наклона скважины. При этом в работе показано, что механизм влияния добавки наночастиц на эффективность выноса частиц шлама при течении буровых растворов в скважине обусловлен изменением формы профиля скорости и концентрации частиц в скважине, вызванный изменениями в реологии раствора при добавлении в него наночастиц.