Yuqori karbonatli terrigen qatlamlarda kislotali ishlov berish uchun yaratilgan kislota kompozisiyasini tarkibini sinash usullari

Kirish. Ishlab chiqilgan kislota kompozitsiyalarining sifatini baholash uchun bir qator tajribalar oʻtkazish kerak, ularning ba’zilari kislota tarkibining ishlashini tavsiflaydi, boshqa qismi esa texnologik suyuqlikning asosiy parametrlarini baholaydi, bu esa uning ishlatish sharoitida imkoniyatini aniqlaydi [1]. Oʻrganilayotgan kislota birikmalarining tarkiblarini tasniflash va ularning ish faoliyatini tavsiflash uchun bir qator laboratoriya usullari tanlandi. Tajriba-sinov ishining birinchi bosqichi oʻrganilayotgan kislota kompozitsiyalarining reaksiyalarini tavsiflashi kerak. Ushbu bosqichga quyidagi tajribalar toʻg‘ri keladi: karbonat, silikat va gilning kislota kompozitsiyalariga erish qobiliyatini aniqlash, shuningdek, ushbu materiallarning vaqt oʻtishi bilan kislotaga erishi tezligining oʻzgarishini aniqlash kabi tajribalar toʻg‘ri keladi. Yuqoridagilardan tashqari, birinchi bosqich, shuningdek, kalsiy ftoridining choʻkindilar hosil boʻlishiga oid ftorni oʻz ichiga olgan kislota birikmalarining qatlam jinsining karbonat elementlari bilan oʻzaro ta’sirida oʻzgarib turadigan choʻkindi birikmalarining choʻkindi saqlash qobiliyatini baholaydigan tajribalarni oʻz ichiga oladi [2]. Tajriba-sinov ishining ikkinchi bosqichi quyidagilarni aniqlaydigan tajribalarni oʻz ichiga oladi: kislota birikmalarini gilning shishishiga ta’siri; ikkilamchi choʻkindi hosil boʻlish jadalligi; kislota birikmalarining korroziyaga faolligi; kislota tarkibi-uglevodorod chegarasidagi fazalararo taranglik; vodorod ionlarini konsentratsiyalash; zichlik; ishchi kislota kompozitsiyalarining issiqlik barqarorligi va qatlam suyuqliklari bilan mosligi kabi tajribalarni oʻz ichiga oladi. Laboratoriya ishining yakuniy bosqichi filtrlash-sig‘imlari tadqiqotlar (filtrlash tajribalari) hisoblanadi. Ularning maqsadi kislotali birikmalarning qatlamlarga yaqin sharoitlarda oʻrganilayotgan tog‘ jinsiga ta‘sir qilish darajasini tavsiflashdir [3]. Tadqiqot natijalari va muhokamasi. Kalsiy ftoridiga nisbatan kislota tarkibining choʻkma saqlash xususiyatini aniqlash. Ma’lumki, kislota bilan ishlov berish jarayonida karbonat tarkibli qismining tog‘ jinsining vodorod ftorid kislota bilan oʻzaro ta’siri g‘ovak kanallarini toʻsib qoʻyadigan choʻkmalarning muqarrar shakllanishiga olib keladi va natijada tog‘ jinsining oʻtkazuvchanligini pasaytiradi. Tog‘ “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 90 Кимё ва кимёвий технологиялар jinsining oʻtkazuvchanligi pasayishi tufayli neftning quduqqa kelishi yomonlashadi va shuning uchun quduq debiti pasayadi [4]. Oʻrganilayotgan kislota birikmalaridan foydalanish natijasida qatlamning tiqilib qolishi mumkin boʻlgan xavfini aniqlash uchun kislotali ishlanishi kerak boʻlgan tog‘ jinsini tahlil qilish kerak, xususan, kalsiy va magniy karbonatlari ushbu tog‘ jinsida qancha miqdorda ekanligini aniqlash kerak, shuningdek, sinovdan oʻtgan kompozitsiyalar ushbu tog‘ jinsiga qancha choʻkindi jinslarni saqlashini aniqlash kerak boʻladi [5]. Kalsiy va magniy ftoridlari choʻkmalarini saqlab turish uchun kislotani oʻz ichiga olgan kompozitsiyalar laboratoriya sinovlari har doim ushbu tarkibda qoʻllanilishidan oldin kon sharoitidagi kabi sinovdan oʻtkazilishi kerak. Kislota tarkibining kalsiy va magniy ftoridlarini saqlash qobiliyatini aniqlashning ushbu usuli quyida keltirilgan. Tadqiqot usuli. Sinovni oʻtkazish uchun marmar kublar ishlatiladi, ularning sirt maydoni 1 formulasi bilan aniqlanadi: S =2∙[(A∙B)+(B∙C)+(C∙A)] (1) Bu yerda, S-kubning sirt maydoni, sm2; A, B, C – kubning yon tomonlarining uzunligi, sm. Oʻlchangan kublar yaxshilab yuviladi,distillangan suv bilan chayiladi, soʻngra quritgichda quritiladi, soʻngra 1 soat davomida quritgichda sovutiladi. Kublar bilan parallel ravishda filtrlovchi qog‘ozdan boʻlgan filtrlar tayyorlanadi. Ular, shuningdek, doimiy massaga qadar quritgichda quritiladi, soʻngra 2 soat davomida quritgich(eksikator)da sovutiladi. Eksikatorda sovutilgandan soʻng, kublar va filtrlar 0,0001 g gacha aniqlik bilan oʻlchanadi. Tarozidan soʻng tayyorlangan kublar navbat bilan oldindan belgilangan haroratgacha qizdirilgan va tadqiqot qilinayotgan kislota kompozitsiyasining keyingi eritmasi bilan plastik stakanga joylashtiriladi. Eritma hajmi tajriba uchun ishlatiladigan kubning sirt maydonidan 2,5 baravar koʻp olinadi. Tajriba belgilangan haroratda 60, 120 va 180 daqiqa davomida amalga oshiriladi. Kislota kompozitsiyasidagi ishchi eritmada belgilangan vaqt davomida saqlanadigan kub stakandan chiqariladi, 0,5 N ishqorli eritmasi va distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi, doimiy massaga qadar quritgichda quritiladi, soʻngra 1 soat davomida eksikatorda sovutiladi, soʻngra tortiladi va kub massasining yoʻqotilishi 2 tenglama bilan aniqlanadi: Δm = m1 – m2 (2) Bu yerda, Δm-kub massasining yoʻqolishi, g; m1-kubning boshlang‘ich massasi, g; m2-kubning yakuniy massasi, g. Ishlatilgan kislota tarkibi filtr orqali filtrlanadi, soʻngra quritgichda doimiy massaga qadar quritiladi va eksikatorda 2 soat davomida sovutiladi. Keyin filtr tortiladi va filtrlangan choʻkma massasi 3 formula boʻyicha aniqlanadi: mchoʻkma = m1 – m2 (3) Vu yerda, m -choʻkindi massasi, g; m1-tajribaga qadar filtrning massasi, g; m2-tajribadan keyin choʻkindi bilan filtrning massasi, g. Keyin, 4 formulaga binoan, eritmaning kalsiy ftorid choʻkmalarini ushlab turish qobiliyati aniqlanadi va kislota tarkibining choʻkindini ushlab turish qobiliyatining vaqtga bog‘liqligi grafigi tuziladi. 𝑄= 𝛥𝑚−𝑚cho'kma 𝛥𝑚 100%; (4) Bu yerda, Q-eritmaning choʻkma saqlash qobiliyati, % Δm-erigan tog‘ jinsi miqdori. g; m choʻkma-filtrlashdan keyin hosil boʻlgan choʻkma miqdori, g. Terrigen kollektorining sementlash materiallaridan biri kalsiy va magniyning karbonat birikmalari boʻlishi mumkin. Ushbu moddalar tabiiy kollektorning uglerod birikmasining asosiy tarkibiy qismi - kvars oksidi bilan taqqoslaganda reaksiyaga faoldir. Ularning reaksiya faolligi ishlatiladigan kislota kompozisiyasining tarkibiga va ushbu kislota tarkibi bilan reaksiyaga kirishadigan tog‘ jinslarning turiga bog‘liqdir. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 91 Химия и химические технологии Kislota bilan ishlov berish jarayonini toʻliq nazorat qilish uchun tanlangan kislota ta’siri ostida qatlam sharoitida karbonatlarning erishi tezligini bilish kerak, chunki qatlamga nazoratsiz ishlov berish mustahkamlovchi quvur yaqinidagi qatlam ona jinsini parchalanishi bilan bog‘liq bir qator muammolarga olib kelishi mumkin, bu esa quduqni mukammal ta’mirlashga olib keladi [3]. Sinovni oʻtkazish uchun marmar kublar ishlatiladi, ularning sirt maydoni 1 formulasi bilan aniqlanadi. Oʻlchangan kublar yaxshilab yuviladi, distillangan suv bilan chayiladi, soʻngra quritgichda quritiladi, soʻngra 1 soat davomida quritgichda sovutiladi. Kublar bilan parallel ravishda filtrlovchi qog‘ozdan boʻlgan filtrlar tayyorlanadi. Ular, shuningdek, doimiy massaga qadar quritgichda quritiladi, soʻngra 2 soat davomida quritgich(eksikator)da sovutiladi. Eksikatorda sovutilgandan soʻng, kublar va filtrlar 0,0001 g gacha aniqlik bilan oʻlchanadi. Tarozidan soʻng, tayyorlangan kublar navbat bilan oldindan belgilangan haroratgacha qizdirilgan va tadqiqot qilinayotgan kislota kompozisiyasining keyingi eritmasi bilan plastik stakanga joylashtiriladi. Eritma hajmi tajriba uchun ishlatiladigan kubning sirt maydonidan 2,5 baravar koʻp olinadi. Tajribalar 5, 15, 30, 60, 120 va 180 daqiqa davomida qatlam haroratida oʻtkaziladi. Kislota kompozitsiyasidagi ishchi eritmada belgilangan vaqt davomida saqlanadigan kub stakandan chiqariladi, 0,5 N ishqorli eritmasi va distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi, doimiy massaga qadar quritgichda quritiladi, soʻngra 1 soat davomida eksikatorda sovutiladi, soʻngra tortiladi va kub massasining yoʻqotilishi 2 tenglama bilan aniqlanadi. Keyin 5 va 6 formulalari boʻyicha erigan tog‘ jinsi miqdorini va mos ravishda kislota tarkibi bilan jinslarning erishi tezligini hisoblab chiqadi va erigan jins miqdorining vaqtga va jinslarning erishi tezligiga bog‘liqligi grafigini tuziladi. 2 1 m m m Q − = %; 100 (5) Bu yerda, Q-erigan tog‘ jinsi miqdori, %; m1-namunaning tajribadan oldingi massasi, g; m2-tajriba natijasida namunaning massasi, g. t s m m V  − = 2 1 (6) Bu yerda, m1-namunaning tajribadan oldingi massasi, g; W2-tajribadan keyin namunaning massasi, g; S-namunaning sirt maydoni, m2; t-tajriba vaqti, soat; V-eritish tezligi, g / (m2 ∙h). Terrigen kollektorining asosiy komponenti kvarslar hisoblanadi. Kremniy oksidi, vodorod ftorid kislota va uning hosilalari bilan karbonat yoki gildan ancha past tezlikda reaksiyaga kirishadi. Buning sababi shundaki, kvarsning oʻziga xos sirt maydoni gil va karbonatlarga qaraganda ancha kichik, shuningdek, kremniy oksidining ma'lum kislotalarga nisbatan inertligidan ancha yuqori hisoblanadi. Shuning uchun, terrigen kollektorining kvars toshlari bilan oʻrganilayotgan kislota kompozitsiyalari bilan ishlov berish samaradorligini aniqlash uchun kremniy oksidi uchun kislota kompozitsiyalarining ta‘sir darajasini aniqlash kerak. Bunday ta‘sirning kuchini laboratoriyada quyidagi usul yordamida tekshirish mumkin. Sinovlarni oʻtkazish uchun ichi boʻsh kvars silindrlari ishlatiladi, ularning sirt maydoni (S, m2) 7 formulasi bilan aniqlanadi: ВН Н ВН H D D H D D S +  + − =  2 2 ) ( 2 (7) Bu yerda, DВН— kvars silindrining ichki diametri, mm; DН — kvars silindrining tashqi diametri, mm; H—kvars silindrining balandligi, mm. Sinovdan oldin silindrlar yaxshilab yuviladi, distillangan suv bilan chayiladi va aseton bilan artiladi, shundan soʻng quritgichda doimiy massaga (m1) 1 soat davomida quritiladi. Keyin silindrlar 0,0001 g gacha aniqlik bilan oʻlchanadi. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 92 Кимё ва кимёвий технологиялар Tarozidan soʻng, tayyorlangan silindrlar oʻz navbatida oldindan belgilangan haroratgacha qizdirilgan va kislota tarkibining keyingi eritmasi bilan plastik stakanga joylashtiriladi. Eritma hajmi tajriba uchun ishlatiladigan silindrning oʻlchangan sirt maydonidan 2,5 baravar koʻp olinadi. Tajribalar belgilangan haroratda 5, 15, 30, 60, 120 va 180 daqiqa davomida oʻtkazildi. Belgilangan vaqt davomida ishlaydigan eritmada saqlanadigan silindr stakandan chiqariladi, 0,5 N ishqor eritmasi va distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi, doimiy massa (m2) gacha quritish shkafida quritiladi, soʻngra tortiladi. Kvars shishasining erish tezligi (v, g/ m2∙soat) 6 formula boʻyicha hisoblanadi, erigan tog‘ jinslari miqdori esa 5 formula boʻyicha hisoblanadi. Keyin erigan tog‘ jinsi miqdori va reaksiya vaqtidan oʻrganilayotgan kislota tarkibi bilan tog‘ jinsining erishi tezligiga bog‘liqlik grafiklari tuziladi. Erish tezligini aniqlash. Ma’lumki, terrigen kollektorlar asosan tabiati turli xil boʻlgan sementlashgan kvarsdan iborat. Gil komponenti terrigen kollektorining asosiy sementlash komponentidir. Gilning kislotalar va kislota kompozitsiyalari bilan oʻzaro ta’sir qilish tezligi gil turiga va kislota turiga juda bog‘liq. Gilning kislota bilan erish tezligi kislotali ishlov berish uchun suyuqlikning samaradorligini, shuningdek shakllanish ramkasini parchalash xavfini tavsiflaydi. Kislota bilan ishlov berish uchun samarali suyuqlik, quduq tubi yaqinida yig‘ilmasdan, balki qatlamga iloji boricha chuqurroq kirib, ifloslanishni teng ravishda yuvib tashlashi va qatlam tog‘ jinsini eritishi kerak. Tadqiqot usuli. Bentonit gillarini erish tezligini aniqlash boʻyicha tadqiqotlar 5, 10, 15, 30, 60 daqiqa davomida berilgan ishchi haroratda amalga oshiriladi. Tajribaning birinchi bosqichi gilni tayyorlashdir. Gil quritgichda doimiy massagacha quritiladi va 0,0001 g aniqlik bilan analtik tarozida tortiladi. Tajriba uchun zarur boʻlgan bentonit gilining massasi (m1) taxminan 2 g ni tashkil qiladi, kislota tarkibining hajmi 10 ml ga teng. Tayyorlangandan soʻng, gilning bir qismi va oʻrganilayotgan kislota tarkibi, berilgan haroratgacha isitish uchun termoshkafda 30 daqiqa ushlab turiladi. Isitish oxirida gil kislotali tarkibga quyiladi va kerakli haroratda belgilangan vaqt davomida ushlab turiladi. Belgilangan vaqtga yetganda, gil bilan kislota eritmasi oldindan tayyorlangan qog‘oz filtri orqali filtrlana boshlaydi va distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi va doimiy (m2) massagacha quritgichda quritiladi, soʻngra 2 soat davomida quritgichda sovutiladi. Dastlab, qog‘oz filtrlari filtr qog‘ozidan kesiladi va doimiy massaga qadar quritgichda quritiladi, soʻngra 2 soat davomida eksikatorda sovutiladi. Eksikatorda sovutilgandan soʻng, filtrlar grammning oʻn mingdan bir qismigacha tortiladi. Bentonit gilining erish tezligi 6 formula boʻyicha, gilning eruvchanligi esa 5 formula boʻyicha hisoblab chiqilgan. Bir gramm bentonit giliining maydoni 800 sm2 ga teng. Keyin, tajriba ma’lumotlariga koʻra, bentonit gilining erish tezligining vaqtga va erigan gil miqdorining kislota tarkibi bilan vaqtga bog‘liqligi grafiklari tuziladi. Xulosalar. Ushbu tadqiqotda keltirilgan barcha usullar oʻrganilayotgan kislota tarkibining texnologik parametrlarini, uning ishlashini toʻliq tavsiflashga imkon beradi va uni haqiqiy ish sharoitida qoʻllash imkoniyatini aniqlaydi.Tadqiqot usullarni ikki sinfga boʻlish, kislota tarkibini oʻrganishda ishchi va texnologik xususiyatlarni aniq ajratish va oʻrganishga yordam beradi. Ishlaydigan kislota tarkibini filtrlash sinovi barcha dastlabki tajribalarni umumlashtiradi. Filtrlash xususiyatlarini bunday tadqiqotlash tabiiy tog‘ jinslari namunalarida amalga oshirilganligi sababli, qatlam sharoitiga yaqin sharoitlarda kislota tarkibining ishlashini yuqori aniqlik bilan baholash mumkin