доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Представлена работа по созданию нового бесхлорного гелеобразующего агента на основе смеси цвиттер-ионного и анионного поверхностно-активных веществ (ПАВ) для жидкостей гидроразрыва пласта (ГРП). Проведен синтез цвиттер-ионного ПАВ на основе отечественного сырья - алкиламидодиметиламиноксида (АлАДАО). В работе приведены исследования свойств композиций ПАВ, представляющих собой смесь цвиттер-ионного АлАДАО и анионного ПАВ - сульфонола. Цель работы заключается в изучении синергетического эффекта повышения реологических свойств в водных растворах указанных ПАВ и обосновании возможности их применения в технологиях гидроразрыва пласта (ГРП). Актуальность данных исследований обусловлена необходимостью разработки экологически безопасных промысловых реагентов для технологий нефтегазодобычи, производство которых не предусматривает использование легколетучих хлорорганических соединений (ЛХОС). Показано, что смеси АлАДАО и сульфонола демонстрируют значительное повышение вязкости и стабильность реологических характеристик в сравнении с водными растворами индивидуального АлАДАО. В результате исследований установлено оптимальное массовое соотношение смеси (75% АлАДАО : 25% сульфонола), обеспечивающее максимальные показатели эффективной вязкости системы. Выявлено снижение межфазного натяжения и критической концентрации мицеллообразования (ККМ) в смеси ПАВ, что подтверждает наличие межмолекулярных взаимодействий между компонентами. Проведен анализ процесса образования смешанных мицеллярных структур ПАВ и подтверждено существование областей различного реологического поведения растворов. Выдвинутые в работе предположения о формировании смешанных мицеллярных структур АлАДАО:сульфонол в исследуемой композиции подтверждено методами молекулярного моделирования. Результаты открывают перспективы применения разработанной системы в технологиях ГРП взамен традиционных полимерных жидкостей.
The article presents a work on the creation of a new chlorine-free gelling agent based on a mixture of zwitterionic and anionic surfactants for hydraulic fracturing fluids. A zwitterionic surfactant was synthesized based on domestic raw materials - alkylamidodimethylamine oxide (AlADAO). The work presents studies of the properties of surfactant compositions, which are a mixture of zwitterionic AlADAO and anionic surfactant - sulfonol. The purpose of the work is to study the synergistic effect of increasing the rheological properties in aqueous solutions of these surfactants and to substantiate the possibility of their use in hydraulic fracturing technologies. The relevance of these studies is due to the need to develop environmentally friendly industrial reagents for oil and gas production technologies, the production of which does not involve the use of volatile organochloride compounds (VOCs). It is shown that mixtures of AlADAO and sulfonol demonstrate a significant increase in viscosity and stability of rheological characteristics in comparison with aqueous solutions of individual AlADAO. As a result of the studies, the optimal mass ratio of the mixture was established (75% AlADAO: 25% sulfonol), providing maximum values of the effective viscosity of the system. A decrease in the interfacial tension and critical micelle concentration (CMC) in the surfactant mixture was revealed, which confirms the presence of intermolecular interactions between the components. The process of formation of mixed micellar structures of surfactants was analyzed and the existence of regions of different rheological behavior of solutions was confirmed. The assumptions put forward in the work on the formation of mixed micellar structures of AlADAO:sulfonol in the composition under study are confirmed by molecular modeling methods. The results open up prospects for using the developed system in hydraulic fracturing technologies to replace traditional polymer fluids.