2.4 Методика изучения ингибирующих и гидрофобизирующих свойств технологических жидкостей

Ингибирование, как и гидрофобизация, имеют целью модифицирование поверхности глин, направленное на подавление её активности к взаимодействию с водой (гидрофильности), способности глин к набуханию и дептизации. Поскольку набухание глин вызывается проникновением молекул воды в межслоевые пространства, возникновением расклинивающего давления, то и методы профилактики набухания глин основываются на экранировании доступа молекул воды в их межслоевое пространство. Поэтому в исследовательской практике используются в основном методы прослеживания за изменением объёма, линейного расширения образца глины, увлажняющей способности глин, степени диспергирования крупки шлама и др. С целью оценки ингибирующие свойства ТЖ нами были использованы методика Жигача-Ярова по набуханию глин и методы капиллярного всасывания фильтратов ТЖ.

2.4.1 Методика измерения капиллярного поднятия (давления) и капиллярной пропитки

Глины среди осадочных горных пород имеют наиболее низкую проницаемость. Поэтому изменение их влажности в пластовых условиях происходит в основном в связи с капиллярным всасыванием воды и осмотическими перетоками.

Капиллярное давление определялось с помощью капилляриметра Г.Н. Каменского, схема которого приведена на рисунке 2.3.

Основной частью капилляриметра является цилиндр из оргстекла высотой 20 см и диаметром 5 см. В нижний конец цилиндра вставлена резиновая пробка 2, верхняя поверхность которой покрыта мелкой латунной сеткой 12. В пробке имеются два отверстия — центральное и периферийное.

Рисунок 2.3 - Схема капилляриметра

В центральное отверстие вставлена стеклянная трубка 3 диаметром 0,5 - 1см, которая, соединяясь с резиновой трубкой через тройник 4 со стеклянной трубкой шкалы 13, образует вместе с ним манометр. Боковой отросток тройника 4, через другой тройник 5 соединён с ёмкостью 6 для исследуемого раствора при помощи резиновой трубки с зажимом 7. На свободный конец тройника 5 установлена резиновая трубка с зажимом 8. В периферийное отверстие пробки вставлена тонкая стеклянная трубка 9 с резиновой трубкой 10 и зажимом 11.

Порядок проведения опытов:

В цилиндр на латунную сетку укладывают буферный слой кварцевого песка массой 15 г, насыпка уплотняется лёгкой трамбовкой и установленным на неё грузом в 1 кг. Затем поверх буферного слоя засыпается модель полимиктового песчаника массой 50 г из глины и песка в процентном соотношении 10:90, после чего насыпка уплотняется трамбовкой и грузом

в 1 кг.

После загрузки цилиндра 1 открывают зажимы 11 и 7 (зажим 8 закрыт) остепенно насыщают образец породы исследуемой жидкостью медленно, с остановками, чтобы не разрыхлить помещённую в цилиндр породу, до появления на её поверхности жидкостной плёнки. При появлении в трубке 9 жидкости зажим 11 закрывают.

После насыщения образца водой зажим 7 закрывают, а зажим 8 постепенно открывают и наблюдают (по шкале 13) за понижением уровня воды в правом колене манометра. Это понижение происходит до определённого момента, после которого уровень жидкости в правом колене останавливается и в дальнейшем может подниматься при отрыве от образца породы жидкости в левом колене манометра.

В момент остановки уровня жидкости в правом колене манометра делают отчёт по шкале 13, который и будет соответствовать высоте капиллярного поднятия жидкости в образце породы. Каждый опыт повторяют три раза и за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение.

Влияние исследуемых реагентов на капиллярную пропитку глины изучалось с помощью устройства Н.Г. Деминской, схема которого представлена на рисунке 2.4.

1 - штатив; 2 — капилляр; 3 — исследуемый раствор; 4 — образец породы 5 - основание.

Рисунок 2.4 — Схема устройства капиллярной пропитки

Методика проведения опытов заключается в следующем:

В капилляр 2 длиной 120 мм и диаметром 1 мм набирается исследуемый раствор 3. Перекрыв верхний конец капилляра, устанавливают его в штативе так чтобы нижний конец плотно примыкал к образцу седиментационно накопленной глины 4, размещённого на основании 5. Открывается верхний конец капилляра, при этом глина начинает впитывать раствор. Через одну минуту капилляр закрывается, и измеряется диаметр пятна впитавшегося раствора. Для получения модели горной породы нами использовался прибор ВМ-6, через который фильтровалась водоглинистая суспензия. Полученная фильтрационная корка подсушивалась в термостате при температуре 70°С до постоянного веса.