Аннотация
В работе рассмотрены физико-химические основы формирования, стабилизации и управляемой пептизации ингибирующих свободно-дисперсных гидрогелевых промывочных систем коагуляционного типа, применяемых в технологии строительства нефтегазовых скважин. Проведён сравнительный анализ глинистых и полимерных гидрогелей, выявлены ключевые ограничения их практического использования, связанные с низкой коагуляционной устойчивостью бентонитовых суспензий, а также термо- и биодеструкцией полимерных гелей. На основе представлений DLVO-теории, коллоидной химии и термодинамики коагуляционных процессов обоснованы условия получения устойчивых бентонитовых гидрогелей с пептизированной дисперсной фазой. Показано, что предварительное разбавление глинистой суспензии до оптимальной концентрации коллоидных частиц, в сочетании с полимерной лиофилизацией поверхности дисперсной фазы, позволяет существенно снизить скорость медленной коагуляции и повысить электростатическую и структурно-механическую устойчивость системы. Установлены закономерности влияния анионных и неионных полимеров полисахаридного ряда на формирование защитных адсорбционно-сольватных слоёв, величину электростатического барьера коагуляции и глубину вторичного потенциального минимума. Обоснована целесообразность комбинированного применения анионных (карбоксиметилцеллюлоза) и неионных (крахмал, лигносульфонаты) полимеров для обеспечения оптимального соотношения подвижности и прочности защитных слоёв. Показано, что введение коагулирующих солей щелочных, щелочноземельных и амфотерных металлов приводит к развитию обратимой коагуляции во вторичном потенциальном минимуме за счёт снижения заряда поверхности глинистых частиц и частичного разрушения полимерных адсорбционных оболочек. Сформулированы основные правила управляемой пептизации полимер-глинистых систем, реализуемой механическим или ионным способом, и определены условия, при которых коагуляция сохраняет обратимый характер. Полученные результаты позволяют целенаправленно регулировать реологические, структурно-механические и ингибирующие свойства гидрогелевых промывочных систем и могут быть использованы при разработке высокоэффективных малоглинистых и недиспергирующих буровых растворов для сложных термобарических условий.