Требования к силиконовым пеногасителям в буровых растворах.
Выбор наполнителей и эмульгаторов для пеногасителя.
Требования к силиконовым пеногасителям в буровых растворах.
К силиконовым пеногасителям для буровых растворов предъявляются следующие основные требования:
— Высокая пеногасящая эффективность — способность быстро и надежно подавлять образование стойкой пены при небольших концентрациях добавки.
— Стабильность свойств — сохранение пеногасительной активности в условиях повышенных температур, давлений, агрессивных сред.
— Совместимость с компонентами бурового раствора — отсутствие негативного влияния на реологические, коллоидные и фильтрационные свойства раствора.
— Экологическая безопасность — минимальная токсичность, биоразлагаемость, отсутствие кумулятивного действия.
— Технологичность — удобство и безопасность приготовления, транспортировки, хранения и применения пеногасителя.
— Экономическая эффективность — оптимальное соотношение стоимости и пеногасящей активности.
Также важна однородность состава и свойств, отсутствие коррозионной активности,
совместимость с минерализованными средами и оборудованием.
Выбор наполнителей и эмульгаторов для пеногасителя.
Наполнители для создания силиконового пеногасителя на основе полидиметилсилоксана
Для создания силиконового пеногасителя на основе полидиметилсилоксана в качестве наполнителей можно использовать:
— Кремниевый диоксид (аэросил) — высокодисперсный аморфный диоксид кремния, обеспечивает стабильность эмульсии, невысокая стоимость.
— Алюмосиликаты (цеолиты) — минералы с развитой пористой структурой, обладают высокой сорбционной способностью, широко доступны.
— Карбонат кальция — мел, мрамор, повышает вязкость и плотность пеногасителя.
— Диоксид титана — пигментный белый наполнитель, инертный и термостабильный.
— Силикаты (каолин, бентонит, слюда) — увеличивают структурную вязкость, тиксотропные свойства.
— Оксиды металлов — оксид цинка, оксид железа и др. пигменты-наполнители.
— Стеклянные микросферы — легкий наполнитель, улучшает теплопроводность.
Их использование позволяет регулировать реологические и физико-химические свойства пеногасителя.
Эмульгаторы для создания силиконового пеногасителя на основе полидиметилсилоксана
Для создания силиконового пеногасителя на основе полидиметилсилоксана можно использовать следующие эмульгаторы:
— Полиэтиленгликоль (ПЭГ) — неионогенный полимерный эмульгатор, обеспечивает стабильность эмульсии, совместим с силиконом.
— Глицерин — недорогой и эффективный эмульгатор, трехатомный спирт, улучшает смачиваемость.
— Лецитины — эмульгаторы на основе фосфолипидов, получаемые из соевого масла, яичного желтка.
— Полисорбаты (Твины) — неионогенные эмульгаторы на основе жирных кислот и полиэтиленгликоля.
— Альфа-олефинсульфонаты — анионоактивные эмульгаторы на основе олефинов и сульфокислот.
— Полиакрилат аммония — катионный эмульгатор, эффективен в жесткой воде.
— Блок-сополимеры оксида этилена и пропилена (Плутоники).
Эмульгаторы позволяют достичь необходимой стабильности эмульсии и регулировать свойства пеногасителя.
Для создания силиконового пеногасителя на основе полидиметилсилоксана я предлагаю следующий состав:
В качестве наполнителей:
— Кремниевый диоксид (аэросил) — обеспечит стабильность эмульсии, невысокая стоимость.
— Алюмосиликаты (цеолиты) — хорошая сорбционная способность, широкая доступность.
В качестве эмульгаторов:
— Полиэтиленгликоль — обеспечит стабильность, совместим с силиконом.
— Глицерин — эффективный эмульгатор, недорогой продукт.
Соотношение компонентов:
— Полидиметилсилоксан — 85-90%
— Кремниевый диоксид — 3-5%
— Цеолиты — 3-5%
— Полиэтиленгликоль — 1-3%
— Глицерин — 1-3%
Данный состав обеспечит оптимальное сочетание стабильности эмульсии,
эффективности пеногашения и низкой стоимости за счет использования широкодоступных наполнителей и эмульгаторов.
Выберите 2 вида наполнителя и 2 вида эмульгатора для получения силиконового пеногасителя опираясь на следующие критерии:
— Стабильность эмульсии,
— Эффективность пеногашения:
Исходя из указанных критериев, предлагаю следующие варианты наполнителей и эмульгаторов:
Наполнители:
— Мел — дешевый минеральный наполнитель с развитой пористой структурой, хорошо адсорбирует ПАВ, усиливает пеногасящий эффект.
— Тальк — также обладает высокой адсорбционной способностью, повышает термостабильность системы.
Эмульгаторы:
— Олеиновая кислота — жирная кислота, эффективный эмульгатор, способствует снижению межфазного натяжения, устойчива к температурам и щелочной среде.
— Лаурилсульфат натрия — доступный и недорогой анионный ПАВ, обеспечивает высокую стабильность эмульсии, хорошую совместимость с другими компонентами.
Данные наполнители химически инертны, устойчивы в пластовых условиях, экологичны и технологичны.
Выбранные эмульгаторы позволят получить однородную, термостабильную эмульсию и усилить пеногасящее действие.
Их сочетание будет оптимальным для разработки эффективного силиконового пеногасителя.
Олеиновая кислота в составе силиконового пеногасителя
Олеиновая кислота может использоваться в качестве эмульгатора в составе силиконовых пеногасителей.
Олеиновая кислота — это мононенасыщенная жирная кислота с 18 атомами углерода, которая обладает следующими свойствами:
— Хорошая эмульгирующая способность — может образовывать стабильные эмульсии типа «масло в воде».
— Понижает межфазное натяжение на границе «жидкость-газ», что препятствует образованию пены.
— Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) олеиновой кислоты близок к 10, что оптимально для эмульгирования.
— Совместима с силиконовой основой пеногасителя, не вступает в реакции с полидиметилсилоксаном.
— Нетоксична, разрешена к использованию в промышленности и косметике.
Олеиновая кислота может применяться в небольших концентрациях как эффективный эмульгатор в силиконовых пеногасителях.
Лаурилсульфат натрия в составе силиконового пеногасителя
Лаурилсульфат натрия (SLS) обычно не используется в составе силиконовых пеногасителей,
так как обладает выраженными поверхностно-активными свойствами и может усиливать пенообразование.
Однако в некоторых случаях SLS в небольших концентрациях может быть добавлен в силиконовые пеногасители с целью:
— Улучшения смачиваемости и эмульгирования других ингредиентов пеногасителя в водной фазе.
— Придания пеногасителю моющих свойств, что важно при очистке поверхностей от жирных загрязнений.
— Синергического усиления пеногасящего эффекта в комбинации с другими неионогенными ПАВ.
— Увеличения растворимости отдельных компонентов пеногасителя.
— Улучшения адгезии пеногасителя к загрязненным поверхностям.
Однако концентрация SLS в таких системах должна быть ограничена (не более 1-3%) и тщательно подобрана,
чтобы его пенообразующий эффект был минимален.
Пеногасители. Московская предпрофессиональная Олимпиада Школьников.
1. Вступление. Голосуй не сердцем- или проиграешь. Расчеты, риски, и комфортные условия.
Окончательный выбор кейса→
2. Здравствуйте, пеногасители. Доступ к иностранным образовательным ресурсам.
Библиотеки Москвы. Распределение работы над кейсом→
3. Основы нефтедобычи для чайников. Киберленинка в помощь. Блумберг против Роснедр.
Расчет объема раствора для всей России→
4. Пена и процессы ее образования. Состав бурового раствора и причины пенообразования в нем→
5. Компоненты бурового раствора→
6. Типы пеногасителей и их влияние на образование пены в буровых растворах.
Компоненты, входящие в состав силиконовых пеногасителей→
7. Требования к силиконовым пеногасителям в буровых растворах. Выбор наполнителей и эмульгаторов для пеногасителя→
8. Оптимальное соотношение компонентов для получения пеногасителя на основе полидиметилсилоксана.
Параметры процесса получения пеногасителя на основе полидиметилсилоксана→
9. Технологическая схема процесса получения пеногасителя на основе полидиметилсилоксана.
Рецептура пробных образцов пеногасителей для проведения исследования стабильности→
10. Физические условия работы буровых растворов. Химические условия работы буровых растворов.
Аксилсульфаты и Лигносульфанаты→
11. Не пригодилось для кейса. Справочная информация о пеногасителях из сети Интернет→
Другие статьи о моих школьных проектах→
Эта статья на Английском языке→