ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ И рН ПОЛИМЕРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СОСТАВЕ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Глины - составные компоненты буровых растворов, применяемых при бурении нефтяных скважин. Применяемые на практике глины отличаются не только химическим составом, но и структурой в твердом состоянии. Они позволяют поддерживать требуемые реологические свойства буровых растворов, которые, в свою очередь, являются многокомпонентными системами с различающейся дисперсной средой [1].

В состав буровых растворов вводят различные полимеры, чтобы улучшать стабильность и увеличить вязкость промывочных жидкостей, защитить стенки скважины от коррозии и проникновения нежелательных примесей, предотвратить проникновение воды из соседних слоев грунта. Буровые растворы применяются в условиях переменной ионной силы дисперсной фазы. В связи с этим изучено влияние концентрации трех полимеров в водном растворе на электропроводность и рН получаемого раствора.

В настоящей работе изучено влияние концентрации двух марок бентонитовой глины в водном растворе (таблица 1) и трех полимеров в водном растворе (таблица 2) на рН и электропроводность изучаемой системы.

Таблица 1.

Электропровдность и водородный показатель pH для глин ПБМГ и ПБМБ

Как видно из данных таблицы, для обоих марок бентонитовых глинопорошков проявляется характерная особенность изменения рН и удельной электропроводности: с увеличением содержания глины в водном растворе электропроводность растет, а значение рН остается практически постоянной.

Это означает, что измеряемые на опыте величины определяются содержанием разных заряженных частиц. Согласно литературным данным, бентонитовые глины содержат в своем составе активные гидроксильные группы НО-, которые обеспечивают щелочную среду. Постоянство значений рН в пределах ошибки эксперимента свидетельствует о наличии буферной емкости использованных глинопорошков, возможно за счет образования смеси NaOH (KOH) + Na2SiO3 (K2SiO3 ). Практически линейный рост удельной электропроводности с увеличением содержания глины, по нашему мнению, связан с наличием на поверхности глины нескомпенсированного заряда, возникающего при ионных обменах Al3+ на Ca2+ или Mg2+ [2].

Таблица 2.

Электропровдность и водородный пока2затель pH для полимеров Квебрахо, ПАА, ЛСТ

На основе табличных данных можно сделать следующее заключение. Все три изученных полимера являются источниками ионов, которые обеспечивают электропроводность растворов. Поэтому с повышением концентрации полимера в водном растворе возрастает электропроводность. Например, в случае лигносульфаната (ЛСТ) ионы образуются при электролитической диссоциации солей (в первую очередь, кальциевых) лигносульфоновых кислот. Переносчиками электричества выступают и катионы металла, и анионы лигносульфоновой кислоты [3].

рН растворов полимеров несколько превышают данную величину для использованной дистиллированной воды. В пределах ошибки эксперимента рН полимерных растворов принимают некоторое постоянное значение и поэтому можно считать, что в водных растворах полимеров образуются буферные растворы. Причем рН буферных растворов мало отличается от рН дистиллированной воды.