Калий гумата для буровых растворов
2026-08-22
Калий гумата (KHm) — многофункциональный органический реагент для водных буровых растворов, стабилизирует стенку скважины в водочувствительных пластах
В системах водных буровых растворов при нефтегазовом и геологическом бурении калий гумата (обозначение KHm) — это давно применяемый экономичный многофункциональный органический реагент. Он одновременно выполняет три функции: ингибирование сланцев, понижение фильтрации и разжижение с уменьшением вязкости. Широко используется в пресных буровых растворах и особенно эффективен для предотвращения обрушения глинисто-сланцевых и водочувствительных пластов.
Базовая информация о продукте
Калий гумата получают путём экстракции гуминовых кислот из бурого / выветренного угля с последующей нейтрализацией гидроксидом калия. Внешний вид: тёмно-коричневые гранулы или порошок, легко растворим в воде, водный раствор имеет щелочную реакцию, содержит активные функциональные группы: карбоксильные, фенолгидроксильные и др. Ионный обмен между калиевыми ионами и глинистыми минералами является основным механизмом ингибирования.
Основной механизм действия
1. Ингибирование и предотвращение обрушения сланцев
Свободные ионы калия замещают ионы натрия между кристаллическими слоями глины, сокращая расстояние между слоями и затрудняя проникновение молекул воды. Это существенно подавляет гидратационное набухание и диспергирование глинисто-сланцевых пород, эффективно предотвращает обрушение стенки скважины и увеличение диаметра ствола.
2. Понижение фильтрации и формирование качественной фильтрационной корки
Молекулы адсорбируются на поверхности бентонита и стенки скважины, формируя тонкую, плотную и эластичную фильтрационную корку. Снижается фильтрация по API, уменьшается проникновение фильтрата в пласт и снижается повреждение продуктивного пласта.
3. Разжижение и снижение вязкости, оптимизация реологии
Повышает ζ-потенциал глинистых частиц, разрушает сетчатую флокуляционную структуру глины, снижает пластическую вязкость и предельное напряжение сдвига бурового раствора, улучшает текучесть бурового шлама и уменьшает сопротивление циркуляции.
4. Хорошая термостойкость
Стандартный калий гумата сохраняет работоспособность до 180 °C, подходит для бурения средних и глубоких скважин; имеет низкую флуоресценцию, может применяться при разведочном бурении.
Основные эксплуатационные преимущества
● Один реагент выполняет несколько функций: предотвращает обрушение, снижает фильтрацию и разжижает раствор, упрощая рецептуру бурового раствора;
● Натуральное сырьё, экологически безопасен, биоразлагаем, соответствует требованиям «зелёного бурения»;
● Хорошо совместим с большинством реагентов водных буровых растворов: PAC, полиакрилатами, лигносульфонатами;
● Низкая стоимость, подходит для крупномасштабных работ на континентальных месторождениях, геотермальных и геологических скважинах;
● Ограничение: базовый KHm имеет ограниченную устойчивость к солям, ионам кальция и магния. Для высокоминерализованных солёных систем рекомендуется применять модифицированный сульфированный калий гумата в композиции с другими реагентами.
Сферы применения и рекомендуемая дозировка
Основная область применения — пресные водные буровые растворы; подходит для обрушающихся глинисто-сланцевых пластов, мелких, средних и глубоких скважин, геотермального бурения, геологоразведочных скважин.
Рекомендуемая полевая дозировка: 1,0 %–3,0 %. Добавляют медленно в циркулирующий буровой раствор через воронку для утяжеления.
Справочные стандартные технические показатели
● Внешний вид: тёмно-коричневый порошок / гранулы
● Содержание гуминовых кислот (на аналитическую массу) ≥50 %
● Содержание калия (на аналитическую массу) ≥10 %
● Влага ≤10 %
● Нерастворимый остаток в воде ≤10 %
● Значение pH: 9,0–10,0
По мере развития сланцевой нефтегазоотдачи и сложных континентальных блоков в Китае растёт потребность в недорогих экологичных водных буровых растворах. Как классический базовый реагент калий гумата остаётся стандартным компонентом рецептур буровых растворов для водочувствительных пластов. В отрасли продолжаются разработки сульфированных и органокремний-модифицированных марок калия гумата для повышения соле- и термостойкости и расширения области применения в солёных буровых растворах и при бурении глубоких скважин.
