Article · May 2022 doi: 10. 32743/UniTech

Результаты и их обсуждение 
Установлено, что в пресной воде вышеуказанная 
глина начинает резко гидратировать, за счет чего по-
казатель индикатора быстро растет. Пресная вода, в 
среде которой исследовалось набухание модельных 
глин, эффективно проникает в межслоевое 
пространство и хорошо гидратирует их. Это 
обусловлено 
особенностями 
кристаллического 
строения глинистого минерала и составом его 
обменного комплекса. В течение первой минуты 
происходит резкое увеличение объема образца под 
воздействием воды. Так высота образца глины в 
первую минуту повышается до 0,34 мм против вы-
соты 0,02 мм исходной глины. После еще одной ми-
нуты высота образца повышается еще на 0,12 мм. 
Скорость набухания глины под воздействием воды 
стабилизируется после 30-40 мин. 
 
Таблица 1. 
Изменение индикатора прибора ПКН-2 в результате набухания образца керна
под воздействием различных жидкостей 
время 
вода 
5% 
NaCI 
15% NaCI 
0,5% 
CaCI
2 
1% гипан 1% КМЦ 1% ПАА 
1% 
МКАА
1 
1% 
МКАА
2 
м
ин
ут
1 
0,34 
0,29 
0,065 
0,20 
0,058 
0 
0 
0 
0 
2 
0,46 
0,35 
0,085 
0,237 
0,18 
0 
0 
0 
0 
3 
0,53 
0,36 
0,095 
0,24 
0,263 
0,01 
0 
0,02 
0,015 
5 
0,61 
0,37 
0,104 
0,248 
0,462 
0,011 
0 
0,03 
0,045 
10 
0,69 
0,38 
0,11 
0,251 
0,606 
0,018 
0 
0,2 
0,135 
15 
0,74 
0,38 
0,114 
0,255 
0,755 
0,02 
0,033 
0,25 
0,21 
20 
0,77 
0,38 
0,115 
0,26 
0,813 
0,025 
0,061 
0,33 
0,268 
30 
0,79 
0,39 
0,116 
0,267 
0,919 
0,03 
0,10 
0,5 
0,412 
час
1 
0,84 
0,39 
0,116 
0,279 
1,054 
0,08 
0,122 
0,586 
0,483 
2 
0,87 
0,39 
0,116 
0,285 
1,19 
0,09 
0,198 
0,586 
0,485 
3 
0,9 
0,39 
0,116 
0,285 
1,232 
0,1 
0,235 
0,586 
0,49 
5 
0,92 
0,40 
0,116 
0,285 
1,264 
0,1 
0,286 
0,586 
0,49 
В 5% растворе NaCl данная глина набухает 
быстро 
в 
первую 
минуту. 
Наблюдается 
стабилизация изменений индикатора уже во второй 
минуте взаимодействия и начиная с 5 минуты изме-
нение индикатора составляет менее 0,01 мм в ми-
нуту. Коэффициенты набухания глины после 1 и 5-
часового взаимодействия с данной системой разли-
чаются не значительно (табл. 2). 
Повышение концентрации NaCl в растворе до 
15% практически в 4 раза уменьшает значения коэф-
фициентов набухания. Равновесие в данном про-
цессе уже наступает после 20 мин воздействия соле-
ного раствора. Такие изменения наблюдались и при 
добавлении хлорида кальция. Причем количество 
данного реагента в растворе не превышало 1%, что 
является достаточным для стабилизации процесса 
набухания в течение 4-5 мин от начало опыта. Такие 
изменения при использовании хлорида кальция 
объясняется 
наличием 
двойного 
механизма 
ингибирования. Во-первых, катионы кальция, 
проникая в межпакетное пространство натриевых 
монтмориллонитов, предотвращают их гидратацию 
и набухание. Во-вторых, наличие ионов хлора в си-
стеме повышая ионную силу раствора, препятствует 
диспергированию глинистых пород. Поскольку 
поверхностные 
слои 
глинистых 
минералов 
контактируют с молекулами водной фазы, то 
образовавшиеся фильтрационная корка становится 
рыхлой под действием раствора электролитов.
Введение гипана в раствор в количестве 1% 
приводило к тому, что в течение 5 мин происходило 
резкое увеличение показателей набухания. К тому 
же разжижающее действие реагента гипан начинает 
проявляться при концентрации выше 0,2 %. Среди 
изученных реагентов именно гипан показал 
наибольшие значения коэффициента набухания. 
Раствор КМЦ способствует экранированию по-
верхности крупных частиц глины. Под воздей-
ствием раствора КМЦ степень набухания глины 
имеет заниженные значения. Вероятно, именно за 
счет экранирования поверхности под воздействием 
данного стабилизатора наблюдаются более зани-
женные показатели вязкостных характеристик. Од-
нако, именно экранированием поверхности частиц 

---

№ 5 (98)
май, 2022 г. 
52 
глины достигается заметное повышение солеустой-
чивости глинистых буровых растворов. Следова-
тельно, чем меньше значения набухаемости глины 
под воздействием бурового раствора, тем больше и 
их солеустойчивость.
В этом аспекте гидролизованный ПАА имеет 
следующее место в списке по уменьшению характе-
ристик гидрофобизации поверхности и коэффици-
ент набухания за 1 и 5 часа составляет 9,13 и 20, со-
ответственно. В следующей таблице приводятся 
рассчитанные по экспериментальным результатам 
коэффициенты и скорость набухания после 1 и 5 ча-
сов набухания.