НЕФТЯНАЯ ПРОВИНЦИЯ
рецензируемое научное издание сетевого распространения
Нефтяная провинция № 2(46) 2026
Исследование влияния на реологические свойства бурового раствора различных реагентов
Леушева Е.Л., Руссков Д.А., Морозов А.О.
DOI: https://doi.org/10.25689/NP.2026.2.253-298
Аннотация
В качестве реагентов для буровых растворов используют различные добавки. Они выполняют разные функции и имеют разную спецификацию. Среди них выделяют утяжелители, регуляторы реологических и фильтрационных свойств, кольматанты, эмульгаторы, пенообразователи, пеногасители и прочие добавки.
В рамках данной работы проведено комплексное изучение влияния используемых на практике реагентов, влияющих на реологические свойства бурового раствора. Была проведена оценка изменения характера реологического поведения бурового раствора в процессе добавления полимерных реагентов. Исследование проведено с добавлением различной концентрации реагентов. Все растворы изначально находились в равных условиях, за исключением рассматриваемого вещества.
Полученные результаты дают убедительную информацию о принадлежности к какой модели находится тот или иной буровой раствор. При исследовании не рассматривалась реологическая модель Гершеля-Балкли, поскольку данная модель способна совмещать все прочие изучаемые модели поведения: Ньютоновские, Шведова-Бингама, Оствальда-де Вааля.
Список литературы
2. Литвиненко В.С., Петров Е.И., Василевская Д.В., Яковенко А.В., Наумов И.А., Ратников М.А. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. – 2023. – Т. 259. – С. 95 – 111. DOI: 10.31897/PMI.2022.100
3. Straupnik I.A., Rybakov D.A., Dorokhin E.G., Andreev K.V. Flushing Fluid Dynamics in a Flowing Piston with Confusor Transition Modelling // International Journal of Engineering. – 2025. – № 38. – С 937 – 944. DOI: 10.5829/ije.2025.38.04a.21
4. Boxue P., Wang S., Xiaoxue J., Huilin L. Effect of orbital motion of drill pipe on the transport of non-Newtonian fluid-cuttings mixture in horizontal drilling annulus // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2018. – Vol. 174. – pp. 201 – 215. DOI: 10.1016/j.petrol.2018.11.009
5. Асадуллин Р.Р. Разработка рецептуры буровых растворов для бурения круто наклонно-направленных и горизонтальных скважин // Бурение и нефть. – 2011. – №4. – С. 42 – 44.
6. Лягов И.А., Лягов А.В., Исангулов Д.Р., Лягова А.А. Выбор необходимого количества промывочных переводников в специальной компоновке и исследование их работы при бурении радиально-разветвленных каналов секционными винтовыми двигателями // Записки Горного института. – 2024. – Т. 265. – С. 78 – 86. EDN: ZBPWKU
7. Череповицын А.Е., Цветков П.С., Евсеева О.О. Критический анализ методических подходов к оценке устойчивости арктических нефтегазовых проектов // Записки Горного института. – 2021. – Т. 249. – С. 463 – 479. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.15
8. Blinov P.A., Nikishin V.V., Salakhov K.N., Kuchin V.N. Development of Cement Slurry Composition with Self-healing Properties // International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. – 2025. - Vol. 38, No 1. – pp. 236 – 246. DOI: 10.5829/ije.2025.38.01a.21
9. Kadochnikov V.G., Dvoynikov M.V. Development of Technology for Hydromechanical Breakdown of Mud Plugs and Improvement of Well Cleaning by Controlled Buckling of the Drill String // Applied Science. – 2022. – No. 12. DOI: 10.3390/app12136460
10. Yang G., Liu T., Blinov P., Wang Y., Feng Y., Wen D., Fang C. Temperature regulation effect of low melting point phase change microcapsules for cement slurry in nature gas hydrate-bearing sediments // Energy. – 2022. – Vol. 253. DOI: 10.1016/j.energy.2022.124115
11. Fialkovskiy I.S., Korneev D.S. Thermolytic Synthesis of Asphaltene-like Nitrogenous Bases and Study of Their Aggregative Stability // Processes. – 2024. - № 12(7). pp. 1 – 13. DOI: 10.3390/pr12071448
12. Ewoldt R. H., Winter P., Maxey J., McKinley G. H. Large amplitude oscillatory shear of pseudoplastic and elastoviscoplastic materials // Rheologica Acta. – 2009. – Vol. 49, Iss.2. – pp. 191 – 212. DOI: 10.1007/s00397-009-0403-7
13. Bo B., Shuangliang Z.A review of experimental nanofluidic studies on shale fluid phase and transport behaviors // Journal of Natural Gas Science and Engineering. – 2021. – Vol. 86. DOI: 10.1016/j.jngse.2020.103745
14 Gizatullin R.R., Dvoynikov M.V., Romanova N.A., Nikitin V.V. Drilling in Gas Hydrates: Managing Gas Appearance Risks // Energies. – 2023. – Т 5, No 16. – С. 1 – 13. DOI: 10.3390/en16052387
15. Oliveira F.F., Sodré C.H., Marinho J.L.G. Numerical investigation of non-newtonian drilling fluids during the occurrence of a gas kick in a petroleum reservoir // Brazilian Journal of Chemical Engineering. – 2016. – Vol. 33, Iss.2. – pp. 297 – 305. DOI: 10.1590/0104-6632.20160332s20140024
16. Балденко Д.Ф., Веревкин А.В., Плотников В.М. Пути дальнейшего совершенствования технологии бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2016. – Т.15, №19.– С. 165 – 174. DOI: 10.15593/2224-9923/2016.19.7
17. Сычев, С.А. Реологические и фильтрационные свойства раствора при устройстве скважин в условиях Крайнего Севера / С. А. Сычев, Д. А. Руссков // Сборник научных трудов, посвященный 60-летию кафедры "Технологии, организации, экономики строительства и управления недвижимостью" Кубанского государственного технологического университета : Сборник научных статей. – Краснодар : ИП Кабанов В.Б. (издательство "Новация"), 2024. – С. 96-108. – EDN NYKYPG.
18. Comminal R., Pimenta F., Hattel J.H., Alves М.А., Spangenberg J. Numerical simulation of the planar extrudate swell of pseudoplastic and viscoelastic fluids with the streamfunction and the VOF methods // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. – 2018. – Vol. 252. – pp.1 – 18. DOI: 10.1016/j.jnnfm.2017.12.005
19. Manyatshe A., Sibali L.L. A review on the recovery of cellulose, lignin, and hemicellulose biopolymers from the same source of lignocellulosic biomass – Methodology, characterization and applications // Journal of Water Process Engineering. – 2025. – Vol. 70. DOI: 10.1016/j.jwpe.2025.107037
20. Rashidi M., Vaidyan K., Sedaghat A., et al. Introducing a Rheology Model for Non-Newtonian Drilling Fluids // Geofluids. – 2021. – Vol. 2021. – pp. 1 – 14. DOI: 10.1155/2021/1344776
21. Pilehvari A., Serth R. Generalized Hydraulic Calculation Method for Flow of Non-Newtonian Fluids in Eccentric Annuli // SPE Drilling & Completion. – 2009. – Vol. 24, Iss.4. – pp. 553 – 563. DOI: 10.2118/111514-PA
22. Mitsoulis E. Fountain flow of pseudoplastic and viscoplastic fluids // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. – 2010. – Vol. 165, Iss. 1–2. – pp. 45 – 55. DOI: 10.1016/j.jnnfm.2009.09.001
23. Misbah B., Elgaddafi R., Malhas R. N. et al. Exploring the rheology characteristics of Flowzan and Xanthan polymers in drilling water based fluids at high-temperature and high-shear rates // Geoenergy Science and Engineering. – 2024. – Vol. 243. DOI: 10.1016/j.geoen.2024.213309
24. Shah S.N., Dosunmu I.T. Annular Flow Characteristics of Pseudoplastic Fluids // Journal of Energy Resources Technology, Transactions of the ASME. – 2015. – Vol. 137, Iss. 4. DOI: 10.1115/1.4030106
25. Edo G.I., Ndudi W., Yousif E., et al. Biopolymers: An inclusive review // Hybrid Advances. – 2025. – Vol. 9. DOI: 10.1016/j.hybadv.2025.100418
26. Рябинин М.В., Труханов К.А. Методика определения потерь на трение в гидравлически гладкой круглой трубе для псевдопластичных жидкостей // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – Том.1, №.1. EDN: VIDZLB
27. Yunxing D., Xianshu D., Hao Y., et al. Study of solid-liquid two-phase flow model of drilling fluids for analyzing mud cake formation // Geoenergy Science and Engineering. – 2024. – Vol. 236. DOI: 10.1016/j.geoen.2024.212761
28. Yu W., Fuchang Y., Shanshan H. Application of natural materials containing carbohydrate polymers in rheological modification and fluid loss control of water-based drilling fluids: A review // Carbohydrate Polymers. – 2025. – Vol. 348, Part. B. DOI: 10.1016/j.petsci.2023.08.015
29. Матвиенко О.В., Базуев В.П., Черкасов И.C., Литвинова А.Е. Исследование течения битумного вяжущего, описываемого моделью Оствальда – де Вейля, в цилиндрической трубе // Вестник Томского государственного университета. Строительство и архитектура. – 2020. – Т. 22, №1. – С. 171 – 192. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-1-171-192
30. Gucuyener H.I., Mehmetoglu T. Flow of yield-pseudo-plastic fluids through a concentric annulus // AIChE Journal. – 1992. – Vol. 38, Iss. 7. – pp. 1139 – 1143. DOI: 10.1002/aic.690380717
31. Sorgun M., Ozbayoglu M.E. Predicting Frictional Pressure Loss During Horizontal Drilling for Non-Newtonian Fluids // Energy Sources. – 2010. – Vol. 33. – pp. 631 – 640. DOI: 10.1080/15567030903226264
32. Roch R.R., Oechsler B.F., Meleiro L. A.C., Fagundes F.M., Arouca F.O., Damasceno J.J.R., Scheid C.M., Calçada L.A. Settling of weighting agents in non-Newtonian fluids to off-shore drilling wells: Modeling, parameter estimation and analysis of constitutive equations // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2020. – Vol. 184. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106535
33. Tie Y., Jing-Yu Q., Xiao-Feng S., et al. A novel predictive model of drag coefficient and settling velocity of drill cuttings in non-Newtonian drilling fluids // Petroleum Science. – 2021. – Vol. 18, Iss. 6. – pp. 1729 – 1738. DOI: 10.1016/j.petsci.2021.09.003
34. Nascentes C.L., Murata V.V., Oliveira-Lopes L.C. Mathematical modeling of solids-drilling fluid separation in shale shakers in oil fields: A state of art review // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2022. – Vol. 208, Iss. 1. DOI:10.1016/j.petrol.2021.109270
35. Ghazal А., Karimfazli I. Defying gravity: Injection of viscoplastic fluids in vertical channels // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. – 2025. – Vol. 336. DOI: 10.1016/j.jnnfm.2024.105350
36. Negrão C.O.R., Franco A.T., Rocha L.L.V. A weakly compressible flow model for the restart of thixotropic drilling fluids // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. – 2011. – Vol. 166, Iss. 23 – 24. – pp. 1369 – 1381. DOI: 10.1016/j.jnnfm.2011.09.001
37. Livescu S. Mathematical modeling of thixotropic drilling mud and crude oil flow in wells and pipelines – A review // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2012. – Vol. 98 – 99. – pp. 174 – 184. DOI: 10.1016/j.petrol.2012.04.026
38. Двойников М.В., Cидоркин Д.И., Юртаев С.Л., Грохотов Е.И., Ульянов Д.С. Бурение глубоких и сверхглубоких скважин с целью поиска и разведки новых месторождений полезных ископаемых // Записки Горного института. – 2022. – Т. 258. – С. 945 – 955. DOI: 10.31897/PMI.2022.55
39. Патент RU 2 798 347 C1, МПК C09K8/24, C09K 8/12, E21B7/00. Псевдопластичный буровой раствор для улучшения очистки ствола скважины и способ бурения с его применением (варианты): № 2022108143: заявл. 28.03.2022. : опубл. 21.06.2023 / Гайдаров А. М., Хуббатов А. А., Гайдаров М. М., Кадыров Н. Т., Храбров Д. В.; заявитель ООО "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Газпром ВНИИГАЗ". – 22 с.
40. Страупник И.А., Морозов Д.О. Разработка шпиндельной секции высокооборотного турбобура для бурения глубоких скважин в условиях в высшей степени крепких пород // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2024. – Т. 383, №11. – С. 20 – 29.
41. Yogesh D., Reema J. Study of Non-Newtonian Fluid Models &their Applications-A Review // JETIR. – 2019. – Vol. 6, Iss. 6.
42. Gyanchandani Y., Patni H., et al. Investigation on the effect of coconut husk biofiber powder on the rheological and filtration properties of water-based drilling fluid // Geoenergy Science and Engineering. – 2025. – Vol. 244. DOI: 10.1016/j.geoen.2024.213411
43. Khan M.A., Mei-Chun L., Kaihe L., et al. Cellulose derivatives as environmentally-friendly additives in water-based drilling fluids: A review // Carbohydrate Polymers. – 2024. – Vol. 342. DOI: 10.1016/j.carbpol.2024.122355
Сведения об авторах
Санкт-Петербургский Горный университет императрицы Екатерины II
Россия, 199106, г. Санкт-Петербург, 21-я линия Васильевского острова, 2-4/45
E-mail: Leusheva_EL@pers.spmi.ru
SCOPUS ID: 56609312400
ORCID ID: 0000-0002-0510-7769
Руссков Дмитрий Андреевич, студент, Санкт-Петербургский Горный университет императрицы Екатерины II
Россия, 199106, г. Санкт-Петербург, 21-я линия Васильевского острова, 2-4/45
E-mail: Russkovdmitriy123@gmail.com
Морозов Александр Олегович, студент, Санкт-Петербургский Горный университет императрицы Екатерины II
Россия, 199106, г. Санкт-Петербург, 21-я линия Васильевского острова, 2-4/45
E-mail: alexandr.05_07@mail.ru
Для цитирования:
Леушева Е.Л., Руссков Д.А., Морозов А.О. Исследование влияния на реологические свойства бурового раствора различных реагентов // Нефтяная провинция.-2026.-№2(46).-С. 253-298. - DOI https://doi.org/10.25689/NP.2026.2.253-298. - EDN UOPBWV
© Общественная организация «Волго-Камское региональное отделение Российской Академии естественных наук», 2015-2026 Материалы журнала доступны под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/