ВЛИЯНИЕ ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК НА ВЯЗКОУПРУГИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ФАЗЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе представлены результаты экспериментального исследования влияния добавки одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) на вязкоупругие и теплофизические характеристики буровых растворов на углеводородной основе. Впервые исследована реология, вязкоупругие характеристики, теплопроводность и температуропроводность буровых растворов с различным содержанием углеводородной фазы, модифицированных ОУНТ. В результате исследования было показано, что добавка ОУНТ способна значительно улучшать функциональные характеристики буровых растворов на углеводородной основе. Введение в буровой раствор нанотрубок позволяет увеличить эффективную вязкость в ряде случаев на порядок и многократно повысить значения параметра консистенции и предела текучести, а также практически двухкратно увеличить теплопроводность. Это открывает широкие перспективы использования одностенных нанотрубок в качестве регулятора свойств буровых растворов.

Об авторах

А. В Минаков

Siberian Federal University

Автор, ответственный за переписку.
Email: tov-andrey@yandex.ru
Красноярск, Россия

А. Д Скоробогатова

Siberian Federal University

Email: ov-andrey@yandex.ru
Красноярск, Россия

Е. И Лысакова

Siberian Federal University

Email: ov-andrey@yandex.ru
Красноярск, Россия

С. Д Казанина

Siberian Federal University

Email: ov-andrey@yandex.ru
Красноярск, Россия

Е. Н Волченко

Siberian Federal University

Email: ov-andrey@yandex.ru
Красноярск, Россия

М. И Пряжников

Siberian Federal University

Email: ov-andrey@yandex.ru
Красноярск, Россия

Список литературы

  1. Apaleke A.S., Al-Majed A., Hossain M.E. Drilling fluid: state of the art and future trend // The North Africa Technical Conference and Exhibition. Cairo, Egypt. 2012. SPE-149555- MS. https://doi.org/10.2118/149555-MS
  2. Jiang G., Dong T., Cui K., et al. Research status and development directions of intelligent drilling fluid technologies // Petroleum Exploration and Development. 2022. V. 49. № 3. P. 660-670. https://doi.org/10.1016/S1876-3804(22)60055-7
  3. Gautam R., Sahai M., Kumar S. Recent advances in application of nanomaterials as additives for drilling fluids // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2025. V. 47. № 1. P. 3496-3519. https://doi.org/10.1080/15567036.2020.1855273
  4. Minakov A.V., Mikhienkova E.I., Voronenkova Y.O., et al. Systematic experimental investigation of filtration losses of drilling fluids containing silicon oxide nanoparticles // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2019. V. 71. P. 102984. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2019.102984
  5. Mikhienkova E.I., Lysakov S.V., Neverov A.L., et al. Experimental study on the influence of nanoparticles on oil-based drilling fluid properties // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. V. 208. P. 109452. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109452
  6. Adil A., Baig T., Jamil F., et al. Nanoparticle-based cutting fluids in drilling: a recent review // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024. V. 131. P. 2247-2264. https://doi.org/10.1007/s00170-023-11048-2
  7. Seetharaman G.R., Sangwai J.S. Effect of nanoparticles on the performance of drilling fluids // Nanotechnology for Energy and Environmental Engineering. 2020. P. 279-297. https://doi.org/10.1007/978-3-030-33774-2_12
  8. Rudyak V.Ya., Dashapilov G.R., Minakov A.V., et al. Comparative characteristics of viscosity and rheology of nanofluids with multi-walled and single-walled carbon nanotubes // Diamond and Related Materials. 2023. V. 132. P. 109616 https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109616
  9. Abdul Razak Ismail, Sulaiman W.R.W., Jaafar M.Z., et al. The application of MWCNT to enhance the rheological behavior of drilling fluids at high temperature / Malaysian Journal of Fundamental and Applied Sciences. 2016. V. 12. № 3. P. 95-98. https://doi.org/10.1113/mjfas.v12n3.423
  10. Ospanov Y.K., Kudaikulova G.A. A comprehensive review of carbon nanomaterials in the drilling industry // Journal of Polymer Science. 2024. P. 1-20. https://doi.org/10.1002/pol.20240220
  11. Fazelabdolabadi B., Khodadadi A.A., Sedaghatzadeh M. Thermal and rheological properties improvement of drilling fluids using functionalized carbon nanotubes // Applied Nanoscience. 2015. V. 5. P. 651-659. https://doi.org/10.1007/s13204-014-0359-5
  12. Heidarian J. Aging of carbon Nanotube-filled fluoroclastomer in oil-based drilling fluid // Polimery. 2018. V. 63. № 3. P. 191-212. https://doi.org/10.14314/polimery.2018.3.4
  13. Lysakova E., Skorobogatova A., Neverov A., et al. Comparative analysis of the effect of single-walled and multi-walled carbon nanotube additives on the properties of hydrocarbon-based drilling fluids // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2023. V. 678. P. 132434. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2023.132434
  14. Lysakova E.I., Skorobogatova A.D., Neverov A.L., et al. A comprehensive study of the effect of multi-walled carbon nanotubes as an additive on the properties of oil-based drilling fluids // Journal of Materials Science. 2024. V. 59. P.4513-4532. https://doi.org/10.1007/s10853-024-09492-w
  15. Porgar S., Oztop H. F., Salehfekr S. A comprehensive review on thermal conductivity and viscosity of nanofluids and their application in heat exchangers // Journal of Molecular Liquids. 2023. V. 386. P. 122213. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.122213
  16. Gonçalves I., Souza R., Coutinho G., et al. Thermal conductivity of nanofluids: A review on prediction models, controversies and challenges // Applied Sciences. 2021. V. 11. № 6. P. 2525. https://doi.org/10.3390/app11062525
  17. Akhilesh M.K., Santarao M., Babu V.S. Thermal conductivity of CNT-water nanofluids: A review // Mechanics and Mechanical Engineering. 2018. V. 22. № 1. P. 207-220. https://doi.org/10.2478/mmc-2018-0019
  18. Li Y., Georges G. Three decades of single-walled carbon nanotubes research: envisioning the next breakthrough applications // ACS Nano. 2023. V. 17. № 20. P. 19471-19473. https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08909
  19. Pryazhnikov M.I., Minakov A.V., Rudyak V.Ya., et al. Thermal conductivity measurements of nanofluids // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. V. 104. P. 1275-1282. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.09.080

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).