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U nojochtal le esquisto ti' le embalses clásticos ku beetik u yantal talamilo'ob, ku bisik ti' le inestabilidad ti' le pozo. Tuméen razones ambientales, u búukinta'al fluido perforación basado ti' ja' yéetel inhibidores esquisto añadido jach preferido yóok'ol fluido perforación basado ti' petróleo. Le ts'a'abal iónicos (ILs) ts'o'ok u atraído ya'ab óolal bey inhibidores esquisto debido a u propiedades sintonizables yéetel características electrostáticas k'a'ankach. Ba'ale', le ts'a'abal iónicos basados ​​ti' imidazolilo (ILs), ampliamente utilizados ti' le fluidos perforación, u demostrado u tóxicos, ma' biodegradables yéetel ko'oj. Le disolventes eutécticos profundos (DES) ku consideran jump'éel alternativa asab rentable yéetel menos tóxica ti' le ts'a'abal iónicos, ba'ale' láayli' ku lúubul ti' le sostenibilidad ambiental k'a'abeto'ob. Le ts'ook avances ti' le kúuchila' ts'o'ok u conducido ti' le introducción disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES), k'ajóolta'ano'ob tumen u jaajil amistad yéetel le ka'a jeets'. Le xooko' tu xak'altaj NADESs, ku taasik ácido cítrico (bey aceptor u enlace hidrógeno) yéetel glicerol (bey donante u enlace hidrógeno) bey aditivos ti' le fluido perforación. Le fluidos perforación basados ​​ti' NADES bino'ob desarrollados de acuerdo con API 13B-1 yéetel u rendimiento bin u comparado yéetel fluidos perforación basados ​​ti' cloruro potasio, ts'a'abal iónicos basados ​​ti' imidazolio, yéetel fluidos perforación basados ​​ti' cloruro de colina: urea-DES. Le propiedades fisicoquímicas ti' le NADESs propietarios ku describen ti' detalle. Le propiedades reológicas, asab fluido, yéetel propiedades inhibición esquisto ti' le fluido perforación bino'ob evaluadas ichil le xooko', ka tu ye'esaj u ti' jump'éel concentración 3 ti chúumuk NADESs, le tensión rendimiento leti' relación viscosidad plástica (YP leti' PV) bin u ya'abtal, le espesor le pastel luuk'o' bin u reducido ti' le 26 ti chúumuk, yéetel le volumen filtrado bin u reducido ti' le 30 ti chúumuk. Notablemente, NADES logró jump'éel impresionante tasa inhibición expansión ti' 49.14 ti chúumuk yéetel aumentó le producción esquisto ti' 86.36 ti chúumuk. Le ba'ax ku yila'ala' ku ts'a'abal ti' u páajtalil NADES u k'exik u meyaj le superficie, u potencial zeta, yéetel u espaciado ichil le arcillas, ku tsikbalta'al ti' le ju'una' uti'al u na'ata'al le mecanismos subyacentes. Le fluido perforación sostenible ku pa'ta'al u revolucionar le industria perforación proporcionando jump'éel alternativa ma' tóxica, rentable, yéetel jach xoknáalo'obo' ti' le inhibidores corrosión esquisto xíiw, abriendo le bejo' utia'al u prácticas perforación respetuosas yéetel le ka'a jeets'.
Le esquisto jach jump'éel tuunich versátil ku meyaj bey jump'éel fuente yéetel depósito hidrocarburos, ka u estructura porosa1 proporciona le potencial utia'al u producción yéetel almacenamiento le k'iino'oba' valiosos nu'ukulo'ob. Ba'ale', le esquisto ayik'al ti' minerales arcilla bey montmorillonita, smectita, caolinita yéetel illita, ku beetiko'ob u propenso u hinchazón ken u expone ti' le ja'o', conduciendo ti' le inestabilidad pozo ichil le operaciones perforación2,3. Le talamilo'oba' je'el u bisik u k'iinil ma' productivo (NPT) yéetel jump'éel múuch' talamilo'ob operativos incluyendo tuberías atascadas, circulación luuk' sa'atal, colapso pozo yéetel ensuciamiento bit, aumentando k'iin recuperación yéetel ta manaj. Xíimbal tumen, le fluidos perforación basados ​​ti' petróleo (OBDF) séen sido le opción preferida utia'al u formaciones esquisto debido a u Buka'aj u ba'al u resistir le expansión esquisto4. Ba'ale', u búukinta'al fluidos perforación basados ​​ti' petróleo conlleva asab Baajux yéetel riesgos ambientales. Le fluidos u perforación sintéticos (SBDF) u séen considerado bey jump'éel alternativa, ba'ale' u idoneidad ti' altas temperaturas ma' jach satisfactoria. Le fluidos perforación basados ​​ti' ja' (WBDF) ku jump'éel solución atractiva tuméen le asab seguros, asab respetuosos yéetel le ka'a jeets', yéetel asab rentables u OBDF5. Ya'abkach inhibidores u esquisto u utilizado utia'al u ma'alo'obkíinsiko'ob u Buka'aj u ba'al u inhibición le esquisto ti' WBDF, incluyendo inhibidores xíiw bey cloruro potasio, cal, silicato yéetel polímero. Ba'ale', le k'iino'oba' inhibidores yaan u limitaciones ti' términos u eficacia yéetel impacto ambiental, especialmente debido a le ka'anal concentración K + ti' inhibidores cloruro potasio yéetel le sensibilidad pH ti' le silicatos. 6 Le investigadores ts'o'ok u explorado le posibilidad u utilizar ts'a'abal iónicos bey aditivos fluidos perforación yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u reología le fluido perforación yéetel Jech le hinchazón esquisto yéetel le formación hidrato. Ba'ale', le ts'a'abal iónicos, especialmente le ku taasik cationes imidazolilo, tu general ku tóxicos, ko'oj, ma' biodegradables, ka k'a'abet procesos preparación complejos. Utia'al u yutskíinta'al le talamilo'oba', le máako'obo' káaj u kaxtiko'ob jump'éel alternativa asab económica yéetel respetuosa yéetel le ka'a jeets'o', ba'ax tu beetaj u yantal disolventes eutécticos profundos (DES). DES leti' jump'éel mezcla eutéctica beeta'an tumen juntúul donante enlace hidrógeno (HBD) yéetel juntúul aceptor enlace hidrógeno (HBA) ti' jump'éel relación molar específica yéetel temperatura. Le k'iino'oba' mezclas eutécticas yaan ti'ob ti'its fusión asab bajos u u componentes individuales, chuunil laat'a'an debido a le deslocalización kuuch causada tumen enlaces hidrógeno. Ya'ab ba'alo'ob, ichil le je'elo'oba' yaan u energía le celosía, k'eexpajal entropía, yéetel interacciones ichil aniones yéetel HBD, ku báaxal jump'éel ju'un k'a'anan ti' le Éens le ch'aaj fusión DES.
Ti' xook máako'ob síinajo'obo', jejeláas aditivos ku añadieron ti' le fluido perforación basado ti' ja' utia'al u resolver le talamilo' expansión esquisto. Je'ebix, Ofei et al. tu ts'áaj 1-butil-3-metilimidazolio cloruro (BMIM-Cl), ku redujo significativamente le espesor le waajo' luuk' (tak 50%) yéetel disminuyó le je'o' YP leti' PV tumen 11 ti' jejeláas temperaturas. Huang et al. meyajtiko'ob ts'a'abal iónicos (específicamente, bromuro 1-hexil-3-metilimidazolio yéetel 1,2-bis(3-hexilimidazol-1-il) bromuro etanol) ti' combinación yéetel partículas Na-Bt yéetel redujo significativamente le hinchazón esquisto tumen 86.43% yéetel 94.17%, respectivamente. Beyxan, Yang et al. meyajnaj 1-vinil-3-dodecilimidazolium bromure yéetel 1-vinyl-3-tetradecilimidazolium bromure uti'al u xu'ulsik u hinchazón le esquisto tumen 16.91% yéetel 5.81%, respectivamente. 13 Yang et al. xan meyajtiko'ob bromuro 1-vinilo-3-etilimidazolio yéetel redujo le expansión esquisto ti' 31.62% mientras u mantiene le recuperación esquisto ti' 40.60%. 14 Beyxan, Luo et al. meyajnaj 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborato uti'al u xu'ulul u 80% u hinchazón le esquisto. 15, 16 Dai et al. meyajtiko'ob copolímeros líquidos iónicos utia'al u inhibir le esquisto yéetel tu kaxtaj 18% aumento ti' le recuperación lineal ti' comparación yéetel le inhibidores amina. 17
Le ts'a'abal iónicos yan wéet yaan Jayp'éel desventajas, ku tu beetaj u le científicos kaxtik alternativas asab respetuosas yéetel le ka'a jeets' ti' le ts'a'abal iónicos, ka bey síijil DES. Hanjia bin le yáax u utilizar disolventes eutécticos profundos (DES) consistiendo ti' cloruro vinilo ácido propiónico (1:1), cloruro vinilo ácido 3-fenilpropiónico (1:2), yéetel ácido 3-mercaptopropiónico + ácido itacónico + cloruro vinilo (1:1:2), ku inhibió le hinchazón ti' le bentonita tumen 6%, yéetel 8%, yéetel 8% 58%, respectivamente18. Ti' jump'éel experimento libre, MH Rasul tu meyajtaj jump'éel relación 2:1 u glicerol yéetel carbonato potasio (DES) yéetel redujo significativamente le hinchazón le muestras esquisto tumen 87%19,20. Ma tu meyajtaj urea: cloruro de vinilo uti'al u xu'ulsik u ya'abtal le esquisto tumen 67%.21 Rasul et al. Le combinación DES yéetel polímero bin utilizada bey juntúul inhibidor esquisto ka'ap'éel meyajo'ob, ku logró excelente efecto inhibición esquisto22.
Kex le disolventes eutécticos profundos (DES) ku consideran tu general jump'éel alternativa asab ya'ax ti' le ts'a'abal iónicos, xan ku taasik componentes potencialmente tóxicos bey sales amonio, ba'ax ku beetik u ecológico cuestionable. Le talamila' ts'o'ok u beetik u yantal disolventes eutécticos profundos naturales (NADES). láayli' ku ts'a'abal bey DES, ba'ale' ku beeta'al yéetel sustancias naturales yéetel sales, ichil le je'elo'oba' yaan cloruro de potasio (KCl), cloruro de calcio (CaCl2), sales de Epsom (MgSO4.7H2O), yéetel u láak'o'ob. Le ya'abkach combinaciones potenciales u DES yéetel NADES abren jump'éel amplia alcance utia'al u investigación ti' le kúuchila' yéetel ku pa'ta'al u kaxtik aplicaciones ti' jump'éel variedad sikte. Ya'ab investigadores ts'o'ok u desarrollado belal túumben combinaciones DES ku séen demostrado xoknáalo'obo' ti' jump'éel variedad aplicaciones. Je'ebix, Naser et al. 2013 sintetizó DES basado ti' carbonato potasio yéetel xook u propiedades termofísicas, ku posteriormente tu kaxtaj aplicaciones ti' le zonas inhibición hidrato, aditivos fluidos perforación, delignificación, yéetel nanofibrilación. 23 Jordy Kim yéetel u yéetmeyajo'ob desarrollaron NADES basados ​​ti' ácido ascórbico yéetel evaluaron u propiedades antioxidantes ti' jejeláas aplicaciones. 24 Christer et al. desarrolló NADES basado ti' ácido cítrico yéetel identificó u potencial bey juntúul excipiente utia'al u yik'áalil colágeno. 25 Liu Yi yéetel u yéetmeyajo'ob resumieron le aplicaciones NADES bey medios extracción yéetel cromatografía ti' jump'éel revisión integral, ka' jo'op' u Misan et el. tu tsikbaltaj le aplicaciones exitosas ti' NADES ti' le sector agroalimentario. Jach k'a'anan u le investigadores fluidos perforación comienzan u páay óolal ti' le eficacia NADES ti' u aplicaciones. táantike. Tu ja'abil 2023, Rasul et al. meyajnaj jejeláas combinaciones u disolventes eutécticos taam ku yúuchul basados ​​ti' ácido ascórbico26, cloruro calcio27, cloruro potasio28 yéetel ta'ab Epsom29 ka tu kaxtaj impresionante inhibición esquisto yéetel recuperación esquisto. Le xooko' leti' jump'éel le yáax xook utia'al introducir NADES (particularmente ácido cítrico yéetel formulación basada ti' glicerol) bey juntúul inhibidor esquisto respetuoso yéetel xoknáalo'obo' ti' le fluidos perforación basados ​​ti' ja', ku yile' yéetel excelente estabilidad ambiental, Buka'aj u ba'al u inhibición le esquisto mejorada yéetel mejora le rendimiento fluido ti' comparación yéetel inhibidores xíiw bey KCl, imzoidly-basado ti' DES yéetel DES xíiw líquido.
Le xooko' yaan u táakpajal ti' le preparación interna ti' ácido cítrico (CA) basado ti' NADES seguido tumen caracterización fisicoquímica detallada yéetel u búukinta'al bey juntúul aditivo fluido perforación utia'al u evaluar le propiedades fluido perforación yéetel u Buka'aj u ba'al u inhibición le hinchazón. Te' xook je'ela', CA yaan u meyaj bey juntúul aceptor u enlace hidrógeno ka' jo'op' u glicerol (Gly) yaan u meyaj bey juntúul donante u enlace hidrógeno seleccionado basado ti' le criterios u cribado MH utia'al u formación leti' selección NADES ti' xook inhibición esquisto30. Espectroscopía infrarroja u transformación Fourier (FTIR), difracción rayos X (XRD) yéetel potencial zeta (ZP) mediciones elucidarán le interacciones NADES-arcilla yéetel le mecanismo subyacente ti' le inhibición hinchazón arcilla. Beyxan, le xooko' yaan u comparar CA NADES basado ti' le fluido perforación yéetel DES32 basado ti' 1-etil-3-metilimidazolio cloruro [EMIM] Cl7,12,14,17,31, KCl yéetel cloruro de colina: urea (1:2) utia'al u investigar u eficacia ti' le inhibición yéetel ma'alo'obkíinsiko'ob u rendimiento le fluido perforación esquisto.
Ácido cítrico (monohidrato), glicerol (99 USP), yéetel urea bino'ob adquiridos ti' EvaChem, Kuala Lumpur, Malasia. Cloruro de colina (>98%), [EMIM]Cl 98%, yéetel cloruro de potasio bino'ob adquiridos ti' Sigma Aldrich, Malasia. Le ba'ax química ti' tuláakal le yik'áalil químicos ku ye'esik ti' le yoochel 1. Le diagrama ya'ax ku compara le k'ajle' yik'áalil químicos utilizados ti' le xooko': líquido iónico imidazolilo, cloruro de colina (DES), ácido cítrico, glicerol, cloruro potasio, yéetel NADES (ácido cítrico yéetel glicerol). Le tabla ecológica ti' le yik'áalil químicos utilizados ti' le xooko' ku ye'esik ti' le cuadro 1. Ti' le tabla, Amal yik'áalil químicos ku clasifican basados ​​ti' toxicidad, biodegradabilidad, tojol yéetel sostenibilidad ambiental.
Ba'ax química ti' le materiales utilizados ti' le xooko': (a) ácido cítrico, (b) [EMIM]Cl, (c) cloruro de colina, yéetel (d) glicerol.
Donante u enlace hidrógeno (HBD) yéetel aceptor u enlace hidrógeno (HBA) candidatos utia'al u ma'alo'ob CA (disolvente eutéctico taam natural) basado ti' NADES bino'ob cuidadosamente seleccionados bin le criterios selección MH 30, ku táan destinados utia'al u ma'alo'ob NADES bey inhibidores xoknáalo'obo' u esquisto. Bin le criterio, componentes yéetel juntúul nuxi' meyaj ku u donantes yéetel aceptores enlace hidrógeno bey múuch' meyajo'ob polares ku consideran adecuados utia'al u ma'alo'ob NADES.
Beyxan, le líquido iónico [EMIM] Cl yéetel le cloruro de colina: disolvente eutéctico taam u urea (DES) bino'ob seleccionados utia'al u comparación ti' le xooko' tuméen le ampliamente utilizados bey aditivos líquido perforación33,34,35,36. Beyxan, u compararta'al le cloruro de potasio (KCl) tumen leti' jump'éel inhibidor común.
Le ácido cítrico yéetel le glicerol ku xa'ak'pajal ti' jejeláas proporciones molares uti'al u yantal mezclas eutécticas. Le inspección visual tu ye'esaj u le mezcla eutéctica ka'ach jump'éel líquido homogéneo, transparente xma' turbidez, indicando u le donante enlace hidrógeno (HBD) yéetel le aceptor enlace hidrógeno (HBA) bino'ob belal mezclados ti' le composición eutéctica. U yáax experimentos u realizaron utia'al u observar le comportamiento dependiente ti' le temperatura ti' le tuukula' mezcla HBD yéetel HBA. Je'el bix u ya'alik le literatura yaan, le proporción mezclas eutécticas bin evaluada ti' óoxp'éel temperaturas específicas por encima de 50 ° C, 70 ° C yéetel 100 ° C, indicando u le temperatura eutéctica suele u ti' le rango 50-80 ° C. Utia'al u pesar yéetel precisión le componentes HBD yéetel HBA, meyajnaj jump'éel balanza digital Mettler, yéetel meyajnaj jump'éel placa chokoj Thermo Fisher uti'al u k'íintik yéetel u péek le HBD yéetel HBA ti' 100 rpm yáanal condiciones controladas.
Le propiedades termofísicas ti' k disolvente eutéctico taam (DES) sintetizado, incluyendo densidad, tensión superficial, índice refracción yéetel viscosidad, bino'ob medidas yéetel precisión yóok'ol jump'éel rango temperatura u 289.15 u 333.15 K. K'a'ana'an u observado u le rango temperatura bin yéeyik chuunil laat'a'an debido a le limitaciones existentes ti' le nu'ukulil. Le análisis integral incluyó jump'éel xook taamil ti' jejeláas propiedades termofísicas ti' le formulación NADES, revelando u comportamiento yóok'ol jump'éel gama temperaturas. U ts'áaik u yóol ti' le rango temperatura específico ku ts'aik k'ajóolil yóok'ol le propiedades NADES ku jach k'a'anan uti'al jump'éel meyaj ku aplicaciones.
Le tensión superficial ti' NADES bey-preparado bin u P'iis ti' le rango 289.15 u 333.15 K utilizando jump'éel medidor tensión interfacial (IFT700). Le gotas NADES ku formar ti' jump'éel cámara Chuup yéetel juntúul nuxi' volumen líquido utilizando jump'éel aguja capilar yáanal condiciones específicas u temperatura yéetel presión. Le sistemas u imagen modernos introducen parámetros geométricos apropiados utia'al u calcular le tensión interfacial utilizando le ecuación Laplace.
Utia'al u yila'al u índice u refracción le NADES recién preparado, meyajnaj jump'éel refractómetro ATAGO yóok'ol le rango temperatura 289.15 u 333.15 K. Le instrumento meyajtiko'ob jump'éel módulo térmico utia'al u regular le temperatura utia'al u estimar le grado refracción le sáasilo', eliminando u necesidad jump'éel wichkíil ja' u temperatura constante. U yich le prisma ti' le refractómetro k'a'ana'an u cho'oik yéetel le solución muestra k'a'ana'an u distribuida uniformemente yóok'ol leti'. Calibrar yéetel juntúul solución estándar k'ajóolta'an, ka tu láak' xook le índice refracción ti' le pantalla.
Le viscosidad NADES bey-preparado bin u P'iis yóok'ol le rango temperatura 289.15 u 333.15 K utilizando jump'éel viscómetro rotatorio Brookfield (bin yano'ob criogénico) ti' jump'éel tasa cizallamiento 30 rpm yéetel juntúul Buka'aj huso 6. Le viscómetro P'iis viscosidad determinando le esfuerzo torsión k'a'abéet utia'al u girar le huso ti' jump'éel muestra líquida ti' jump'éel constante. Le ken u muestra u coloca ti' le pantalla yáanal le huso yéetel apretado, le viscómetro ye'esik le viscosidad ti' centipoise (cP), proporcionando a'alajil t'aan valiosa yóok'ol le propiedades reológicas ti' le líquido.
Utia'al u yila'al u densidad le disolvente eutéctico taam natural (NDEES) recién preparado ti' le rango temperatura 289.15-333.15 K. Ts'o'ok u le dispositivo mina'an ti' jump'éel calentador incorporado, k'a'ana'an u precalentado ti' le temperatura especificada (± 2 °C) bey ma' utilizar le medidor NES. Dibujar Ba'axten lo bey 2 ml u muestra tumen le tubo, ka le densidad ku mostrará inmediatamente ti' le pantalla. K'a'ana'an u ya'ala'ale' tumen mina'an jump'éel calentador incorporado, ya'ala'al máaxo'ob máano'ob le medición yaan ti' jump'éel ba'alo' ± 2 ° C.
Utia'al u p'is óoltik u pH le NADES recién preparado ti' le rango temperatura 289.15-333.15 K, utilizamos jump'éel medidor pH u banco Kenis. Tuméen mina'an mix jump'éel nu'ukulil calefacción incorporado, NADES bin yáax calentado ti' le temperatura deseada (± 2 ° C) utilizando jump'éel placa caliente ka tu láak' P'iis Jun yéetel juntúul medidor pH. Sumergir completamente le sonda medidor pH ti' NADES yéetel k'a'abet le je'o' final ka' u xooka' u estabilizado.
U xak'alil termogravimétrico (TGA) meyajnaj uti'al u yila'al u estabilidad térmica ti' le disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES). Le muestras bino'ob analizadas ichil le calentamiento. Utilizando jump'éel equilibrio ka'anal precisión yéetel cuidadosamente monitoreando le tuukula' calefacción, u generado jump'éel gráfico u asab juuch' versus temperatura. NADES bin u calentado u 0 u 500 ° C ti' jump'éel tasa 1 ° C tumen minuto.
Utia'al u káajsik le tuukula', le muestra NADES k'a'ana'an u jach xa'ak'pajal, homogeneizada, yéetel yaantal humedad superficial eliminada. Le muestra preparada ku coloca túun ti' jump'éel cubeta TGA, ba'ax ku beeta'al típicamente ti' jump'éel xooko'obo' inerte bey aluminio. Utia'al u yantal ya'ala'al máaxo'ob máano'ob exactos, le instrumentos TGA ku calibran utilizando materiales u k'a'ana'an, típicamente estándares peso. Le ken u calibrado, le experimento TGA Káaj yéetel le muestra ku calienta ti' jump'éel bix ken controlada, normalmente ti' jump'éel tasa constante. U kanáanta'al le relación ichil u peso le muestra yéetel u temperatura jach jump'éel nu'ukulil clave ti' le experimento. Le nu'ukulo'ob TGA ku much'iko'ob datos yóok'ol temperatura, peso, yéetel uláak' parámetros bey flujo gas wa temperatura le muestra. Le ken ts'o'okok le experimento TGA, le datos recogidos ku analizan utia'al u determinar le k'eexpajal ti' peso le muestra bey juntúul función le temperatura. Le a'almaj t'aana' jach k'a'anan uti'al u yila'al le rangos temperaturas asociados yéetel cambios físicos yéetel químicos ti' le muestra, incluyendo procesos bey fusión, evaporación, oxidación, wa descomposición.
Le fluido perforación basado ti' ja' bin cuidadosamente formulado bin le estándar API 13B-1, ka u composición específica u enumera ti' le tabla 2 utia'al u k'a'ana'an. Ácido cítrico yéetel glicerol (99 USP) bino'ob adquiridos ti' Sigma Aldrich, Malasia utia'al u preparar le disolvente eutéctico taam ku yúuchul (NADES). Beyxan, le inhibidor esquisto convencional cloruro potasio (KCl) xan bin adquirido ti' Sigma Aldrich, Malasia. 1-etil, 3-metilimidazolio cloruro ([EMIM] Cl) yéetel juntúul pureza asab ti' le 98 ti chúumuk bin seleccionado debido a u efecto significativo ti' le ma'alo'obkíinsiko'ob u reología le fluido perforación yéetel le inhibición esquisto, ku bin confirmado ti' xook máako'ob síinajo'obo'. KCl yéetel ([EMIM]Cl) ku utilizarán ti' le análisis comparativo utia'al u evaluar le rendimiento inhibición esquisto ti' NADES.
Ya'ab investigadores prefieren utilizar copos bentonita utia'al u xook le hinchazón esquisto tuméen le bentonita ku taasik le k'iino' je'el xano' múuch' "montmorillonite" ku causa le hinchazón esquisto. U k'amik muestras xíimbal tumen u núcleo esquisto jach jump'éel desafío tuméen le tuukula' núcleo desestabiliza le esquisto, ts'áaik tumen resultado muestras ma' le jaatsatako'ob esquisto Ba'ale' típicamente ku taasik jump'éel mezcla capas tuunich arenisca yéetel tuunich caliza. Beyxan, le muestras esquisto típicamente carecen ti' le múuch' montmorillonita ku causan hinchazón esquisto yéetel tune' ma' le adecuados utia'al u experimentos inhibición hinchazón.
Te' xook je'ela', meyajnajto'on partículas bentonita reconstituida yéetel jump'éel metros yan 2.54 cm. Le gránulos bino'ob hechos tumen prensado 11,5 gramos u juuch'bil bentonita sodio ti' jump'éel prensa hidráulica ti' 1600 psi. U espesor le gránulos bin u P'iis yéetel precisión bey ma' u colocado ti' jump'éel dilatómetro lineal (LD). Le partículas bino'ob túun sumergidas ti' muestras fluido perforación, incluyendo muestras k'oja'ano'obo' yéetel muestras inyectadas yéetel inhibidores utilizados utia'al Jech u hinchazón le esquisto. Le k'eexpajal ti' u espesor le gránulo bin túun cuidadosamente monitoreado utilizando le LD, yéetel mediciones registradas ti' intervalos 60 segundos ichil 24 horas.
Le difracción tumen rayos X tu ye'esaj u composición le bentonita, especialmente u 47% componente montmorillonita, leti' jump'éel factor clave utia'al u comprensión u características geológicas. ichil le componentes montmorillonita ti' le bentonita, le montmorillonita jach le componente noj bejo', representando le 88.6% ti' le componentes totales. Ichil, le cuarzo ku beetik 29%, illite 7%, yéetel carbonato 9%. jump'éel chan jaats (yan 3.2%) leti' jump'éel xa'ak'tan yéetel illite yéetel montmorillonita. Beyxan, ku taasik oligoelementos bey Fe2O3 (4.7%), aluminosilicato plata (1.2%), moscovita (4%) yéetel fosfato (2.3%). Beyxan, yaan mejen yaan xan ya'abach Na2O (1.83%) yéetel silicato hierro (2.17%), ba'ax ku beetik u páajtal u apreciar plenamente le elementos constituyentes ti' le bentonita yéetel u respectivas proporciones.
Le sección xook integral ku tsool le propiedades reológicas yéetel filtración ti' le muestras fluido perforación preparadas utilizando disolvente eutéctico taam ku yúuchul (NADES) yéetel utilizado bey juntúul aditivo fluido perforación ti' jejeláas concentraciones (1 ti chúumuk, 3 ti chúumuk yéetel 5 ti chúumuk). Le muestras lodos basados ​​ti' NADES bino'ob túun comparadas yéetel analizadas yéetel muestras lodos consisten ti' cloruro potasio (KCl), CC: urea DES (cloruro colina disolvente eutéctico taam: urea) yéetel ts'a'abal iónicos. Yaan jump'éel meyaj ku parámetros clave bino'ob cubiertos ti' le xooko' incluyendo lecturas viscosidad obtenidas utilizando jump'éel viscómetro FANN bey ma' yéetel ka' u exposición ti' condiciones envejecimiento ti' 100 ° c yéetel 150 ° c. Le mediciones bino'ob tomadas ti' jejeláas velocidades rotación (3 rpm, 6 rpm, 300 rpm yéetel 600 rpm) ku cha'antik jump'éel análisis integral ti' le comportamiento le fluido perforación. Le datos obtenidos ku páajtal utilizar utia'al u determinar propiedades clave bey ch'aaj rendimiento (YP) yéetel viscosidad plástica (PV), ku proporcionan visión ti' le rendimiento le fluido yáanal jejeláas condiciones. Pruebas u filtración u ka'anal presión u ka'anal temperatura (HPHT) ti' 400 psi yéetel 150 ° C (temperaturas típicas ti' pozos u ka'anal temperatura) determinan le rendimiento filtración (espesor le waajo' yéetel volumen le filtrado).
Le jaatsa' ku meyajtiko'ob nu'ukulo'ob asab k'ajóolta'ano'ob, le Grace HPHT Lineal Dilatometer (M4600), uti'al u p'is óoltik ma'alob le propiedades inhibición ti' le hinchazón esquisto ti' k fluidos perforación basados ​​ti' ja'. Le LSM jach jump'éel máquina noj bejo' ku beetik ka'ap'éel componentes: jump'éel compactador placas yéetel juntúul dilatómetro lineal (modelo: M4600). Le placas bentonita bino'ob preparadas utia'al u análisis utilizando le Grace Core leti' Plate Compactor. Le LSM túun proporciona datos hinchazón inmediata ti' le k'iino'oba' placas, ku cha'antik jump'éel evaluación integral ti' le propiedades inhibición hinchazón le esquisto. Le pruebas u expansión le esquisto u realizaron yáanal condiciones ambientales, es decir, 25 ° c yéetel 1 psia.
Le prueba estabilidad esquisto implica jump'éel prueba clave tu menudo referida bey le prueba recuperación esquisto, prueba inmersión esquisto wa prueba dispersión esquisto. Utia'al u káajsik le evaluación, le esquejes esquisto ku separan ti' jump'éel pantalla #6 BSS ka tu láak' colocados ti' jump'éel pantalla #10. Le esquejes ku ts'aik ti' jump'éel tanque tu'ux ku xa'ak'pajal yéetel juntúul fluido k'oja'ano'obo' yéetel luuk' perforación ku taasik NADES (Disolvente eutéctico taam natural). Le uláak' paso jach colocar le mezcla ti' jump'éel horno utia'al u intenso tuukula' laminado ti' chokoj, asegurando ti' u le esquejes yéetel le luuk'o' ku xa'ak'pajal ma'alob. Ka' 16 horas, le esquejes ku tselik ti' le juuch'o' tumen Cha' u le esquisto u descomponer, ts'áaik tumen resultado jump'éel reducción ti' le peso esquejes. Le prueba recuperación esquisto u tu beetaj ka' le esquejes esquisto habían sido celebrados ti' luuk' perforación ti' 150 ° c yéetel 1000 psi. pulgada ichil 24 horas.
Utia'al u p'iis u recuperación le luuk'o' esquisto, k filtrado tumen juntúul pantalla asab fina (40 malla), ts'o'okole' p'o'ik ma'alob yéetel ja', ka finalmente tikintaj ti' jump'éel horno. Le procedimiento esmerado ku cha'antik k estimar le luuk'o' recuperado ti' comparación yéetel le peso áantajil, tu ts'ook instancia calculando le porcentaje luuk'o' esquisto belal recuperado. U taal le muestras esquistos ti' u distrito Niah, distrito Miri, Sarawak, Malasia. Bey ma' le pruebas dispersión yéetel recuperación, le muestras esquisto bino'ob sometidas ti' jump'éel análisis difracción rayos X (XRD) utia'al u cuantificar u composición arcilla yéetel confirmar u idoneidad utia'al u prueba. Le composición mineral arcilla ti' le muestra jach le je'ela': illite 18%, caolinita 31%, clorito 22%, vermiculita 10%, yéetel mica 19%.
Le tensión superficial jach jump'éel factor clave ku controla le penetración cationes ja' ti' le microporos esquisto yo'osal le meyajo'ob capilares, ku estudiará ti' detalle ti' le sección. Le ju'una' ku xak'altik u meyaj le tensión superficial ti' le propiedad cohesiva ti' le fluidos perforación, destacando u Páaybe'en influencia ti' le tuukula' perforación, especialmente le inhibición esquisto. Utilizamos jump'éel tensiometro interfacial (IFT700) utia'al P'iis yéetel precisión le tensión superficial ti' le muestras fluidos perforación, revelando jump'éel aspecto Páaybe'en ti' le comportamiento fluido ti' le contexto le inhibición esquisto.
Le jaatsa' ku tsikbaltik tu tsoolol le espaciado ti' le capa d, ba'ax le le distancia intercapa ichil le capas aluminosilicato yéetel juntúul capa aluminosilicato ti' arcillas. Le análisis tu ch'a'aj muestras luuk' húmedo ku taasik 1%, 3% yéetel 5% CA NADES, bey 3% KCl, 3% [EMIM]Cl yéetel 3% CC:urea basado ti' DES utia'al u comparación. jump'éel difractómetro u rayos X (D2 Phaser) u noj yila'ob ku meyaj ti' 40 mA yéetel 45 kV yéetel radiación Cu-Kα (λ = 1.54059 Å) tu báaxal jump'éel ju'un crítico ti' le grabación le picos difracción rayos X ti' le muestras Na-Bt húmedas yéetel secas. U meyajta'al le ecuación Bragg ku cha'ik u yila'al le espaciado ti' le capa d, ku ts'aik tune' a'alajil t'aan valiosa yóok'ol le comportamiento le arcilla.
Le jaatsa' ku meyajtik le instrumento avanzado Malvern Zetasizer Nano ZSP uti'al u p'iis yéetel precisión le potencial zeta. Le evaluación tu ts'áaj a'alajil t'aan valiosa yóok'ol le características kuuch le muestras luuk' diluido ku ya'alik 1%, 3%, yéetel 5% CA NADES, bey 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, yéetel 3% CC: DES basado ti' urea utia'al u análisis comparativo. Le ba'ax ku yila'ala' ku yáantaj ti' k na'atik u estabilidad le compuestos coloidales yéetel u interacciones ti' le fluidos.
Le muestras arcilla bino'ob examinadas bey ma' yéetel ka' u exposición ti' le disolvente eutéctico taam ku yúuchul (NADES) utilizando jump'éel microscopio electrónico u exploración u emisión u campo Zeiss Supra 55 VP (FESEM) equipado yéetel rayos X dispersivos u energía (EDX). Le resolución ti' le imagen bin 500 nm yéetel le energía le haz electrones bin 30 kV yéetel 50 kV. FESEM ku ts'aik jump'éel visualización ka'anal resolución ti' le morfología superficial yéetel yáantajo'ob estructurales ti' le muestras arcilla. U tuukulil le xooko' leti' u kéen p'áatak a'alajil t'aan yo'osal u efecto le NADES ti' le muestras arcilla yo'osal u comparación le máak obtenidas bey ma' yéetel ka' le exposición.
Te' xook je'ela', u ma'alo'obtal u microscopía electrónica u barrido u emisión u campo (FESEM) u utilizado utia'al u investigar le efecto NADES ti' le muestras arcilla ti' le nivel microscópico. U tuukulil le xooko' leti' u tsoolil le aplicaciones potenciales ti' NADES yéetel u efecto ti' le morfología arcilla yéetel Buka'aj chúumuk partículas, ku proporcionará a'alajil t'aan valiosa utia'al u investigación ti' le kúuchila'.
Te' xook je'ela', barras ba'alo'ob u utilizaron utia'al u describir visualmente le variabilidad yéetel le incertidumbre ti' le ba'alo' por ciento promedio (AMPE) ichil condiciones experimentales. Kúuchil u trazar u valores AMPE individuales (ts'o'ok u trazar u valores AMPE je'el u páajtal u obscurecer tendencias yéetel exagerar mejen variaciones), calculamos barras ba'alo' utilizando le regla 5 ti chúumuk. Le enfoque asegura u Amal barra ba'alo' representa le intervalo ichil le ku le intervalo confianza 95% yéetel 100% ti' le valores AMPE ku pa'ta'al u lúubul, proporcionando bey jump'éel resumen asab claro yéetel asab conciso ti' le distribución datos utia'al Amal condición experimental. U búukinta'al barras ba'alo'ob basadas ti' le regla 5% bey u mejora le interpretabilidad yéetel fiabilidad le representaciones gráficas yéetel ku yáantik ts'aik jump'éel comprensión asab detallada ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob yéetel u implicaciones.
Ti' le síntesis disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES), ya'ab parámetros clave bino'ob cuidadosamente estudiados ichil le tuukula' preparación interno. Le ba'alo'ob jach k'a'ana'ano'oba' leti' le temperatura, le relación molar yéetel le velocidad mezcla. K experimentos muestran u ken HBA (ácido cítrico) yéetel HBD (glicerol) ku xa'ak'pajal ti' jump'éel relación molar u 1:4 ti' 50 ° c, ku forma jump'éel mezcla eutéctica. U jela'anil le mezcla eutéctica jach u yila'al transparente, homogéneo, yéetel u mina'anil sedimento. Beyo', le paso clave destaca u k'a'ana'anil le relación molar, temperatura, yéetel velocidad mezcla, ichil le ba'ax le relación molar bin le factor asab influyente ti' le preparación DES yéetel NADES, bey ku ye'esik ti' le yoochel 2.
Le índice refracción (n) ku ye'esik u relación u velocidad le sáasilo' ti' jump'éel vacío yéetel u velocidad le sáasilo' ti' jump'éel segunda, chúumuk asab denso. Le índice refracción jach u particular k'ana'an ju'uno'ob utia'al u disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES) ken u considera aplicaciones ópticamente sensibles bey biosensores. Le índice refracción ti' le NADES estudiado ti' 25 ° C bin 1.452, ba'ax le interesantemente menor u le u glicerol.
K'a'ana'an u ya'ala'ale' le índice refracción ti' NADES ku yéemel yéetel le temperatura, yéetel le tendencia je'el u páajtal u descrita yéetel precisión tumen le fórmula (1) yéetel le yoochel 3, yéetel le ba'alo' porcentual promedio absoluto (AMPE) ku k'uchul 0%. Le comportamiento dependiente ti' le temperatura ku tsool tumen le disminución ti' le viscosidad yéetel le densidad ti' altas temperaturas, causando le sáasilo' u viajar tumen le chúumuk ti' jump'éel velocidad asab ka'anal, ts'áaik tumen resultado jump'éel menor je'o' índice refracción (n). Le ba'ax ku yila'ala' ku ts'áaik jump'éel ba'al jach k'a'anan ti' u búukinta'al NADES ti' le detección óptica, ku ye'esik u páajtalil uti'al u aplicaciones biosensores.
Le tensión superficial, ku ye'esik u tendencia jump'éel superficie líquida u minimizar u yo'osal, jach u nuxi' importancia ti' le evaluación le idoneidad disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES) utia'al u aplicaciones basadas ti' presión capilar. jump'éel xook ti' le tensión superficial ti' le rango temperatura 25-60 ° C proporciona a'alajil t'aan valiosa. Ti' 25 ° C, le tensión superficial ti' le NADES basado ti' ácido cítrico bin 55.42 mN leti' m, ba'ax le significativamente menor u le ja' yéetel glicerol. Le yoochel 4 ku ye'esik u le tensión superficial disminuye significativamente yéetel le aumento le temperatura. Le ba'ala' je'el u páajtal u tsolik tumen jump'éel aumento ti' le energía cinética molecular yéetel jump'éel disminución posterior ti' le muuk' atractivas intermoleculares.
Le tendencia disminución lineal ti' le tensión superficial observada ti' le NADES estudiado je'el u páajtal u ma'alob expresada tumen le ecuación (2), ku ilustra le relación matemática básico ti' le rango temperatura 25-60 ° C. Le gráfico ti' le yoochel 4 ku ye'esik chika'an le tendencia ti' le tensión superficial yéetel temperatura yéetel juntúul ba'alo' porcentual promedio absoluto (AMPE) ti' 1.4 ti chúumuk, ku cuantifica le exactitud le valores tensión superficial reportadas. Le ba'ax ku yila'ala' yaan u implicaciones importantes uti'al u na'ata'al u comportamiento NADES yéetel u aplicaciones potenciales.
U na'ata'al u dinámicail u densidad le disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES) jach k'a'anan uti'al u yáanta'al u ka'anatako'ob ti' ya'abkach xook científicos. U densidad le NADES basado ti' ácido cítrico ti' 25°C jach 1.361 g leti' cm3, ba'ax le asab ka'anal u le densidad le glicerol na'. Le jela'anil je'ela' je'el u páajtal u tsolik tumen u ts'áabal jump'éel aceptor u enlace hidrógeno (ácido cítrico) ti' le glicerol.
Utia'al u ch'a'abal NADES basado ti' citrato bey jump'éel ejemplo, u densidad ku yéemel ti' 1.19 g leti' cm3 ti' 60 ° c. Le aumento ti' le energía cinética ti' le calentamiento ku beetik u le moléculas NADES u dispersar, causando u ocupar jump'éel volumen asab nojoch, ts'áaik tumen resultado jump'éel disminución ti' le densidad. Le disminución observada ti' le densidad ye'esik jump'éel cierta correlación lineal yéetel le aumento ti' le temperatura, ku páajtal expresar belil tumen le fórmula (3). Le yoochel 5 ku ye'esik gráficamente le k'iino'oba' yáantajo'ob ti' le k'eexpajal densidad NADES yéetel juntúul ba'alo' porcentual promedio absoluto (AMPE) u 1.12 ti chúumuk, ku proporciona jump'éel p'is kambalo' cuantitativo ti' le exactitud le valores densidad reportados.
Le viscosidad leti' le muuk' atrayente ichil jejeláas capas jump'éel líquido ti' movimiento yéetel desempeña jump'éel ju'un k'a'abéet ti' le comprensión le aplicabilidad disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES) ti' jejeláas aplicaciones. Ti' 25 °C, u viscosidad NADES bin 951 cP, ba'ax le asab ka'anal u le glicerol.
Le disminución observada ti' le viscosidad yéetel le aumento le temperatura ku tsool chuunil laat'a'an tumen le debilitamiento le muuk' atractivas intermoleculares. Le ba'ala' resulta ti' jump'éel disminución ti' le viscosidad le fluido, jump'éel tendencia chika'an demostrada ti' le yoochel 6 yéetel cuantificada tumen le ecuación (4). K'a'ana'an u ya'ala'ale', ti' 60°C, le viscosidad ku yéemel ti' 898 cP yéetel juntúul ba'alo' por ciento promedio global (AMPE) u 1.4%. jump'éel ma'alo'ob na'atil ti' le viscosidad versus dependencia temperatura ti' NADES jach u nuxi' importancia utia'al u ka'anatako'ob práctica.
U pH le solución, determinado tumen le logaritmo negativo ti' le concentración iones hidrógeno, jach crítico, especialmente ti' aplicaciones sensibles ti' le pH bey le síntesis ADN, yo'olal le pH NADES k'a'ana'an u cuidadosamente estudiado bey ma' u búukinta'al. Utia'al u ch'a'abal NADES basado ti' ácido cítrico bey ejemplo, je'el u páajtal u yila'al jump'éel pH distintamente ácido u 1.91, ba'ax yaan ti' jump'éel contraste agudo yéetel le pH relativamente neutro ti' le glicerol.
Jach jats'uts, u pH le disolvente soluble u deshidrogenasa ácido cítrico ku yúuchul (NADES) tu ye'esaj jump'éel tendencia disminución ma' lineal yéetel aumento le temperatura. Le ba'ala' ku yúuchul ti' le aumento ti' le vibraciones moleculares ku interrumpen le equilibrio H+ ti' le solución, conduciendo ti' le formación iones [H]+ yéetel, tu sucesivamente, jump'éel k'eexpajal ti' le je'o' pH. Ka' jo'op' u le pH ku yúuchul ti' le ácido cítrico oscila ichil 3 yéetel 5, u yaantal hidrógeno ácido ti' le glicerol asab Éens le pH ti' 1.91.
Le comportamiento pH ti' le NADES basado ti' citrato ti' le rango temperatura 25-60 ° C je'el u páajtal u representado apropiadamente tumen le ecuación (5), ku proporciona jump'éel expresión matemática utia'al u tendencia pH observada. Le yoochel 7 ku ye'esik gráficamente le relación ts'áik, destacando le efecto le temperatura ti' le pH NADES, ku informa u 1.4% utia'al u AMPE.
Análisis termogravimétrico (TGA) u disolvente eutéctico taam u ácido cítrico ku yúuchul (NADES) u tu bisaj ka'ansaj sistemáticamente ti' le rango temperatura u temperatura ambiente u 500 ° C. Bix u páajtal u yila'al ti' le figuras 8a yéetel b, le asab juuch' inicial tak 100 ° C bin chuunil laat'a'an debido a le ja'o' absorbida yéetel le ja'o' hidratación asociada yéetel ácido cítrico yéetel glicerol Chen séen. Juntúul retención juuch' significativa u yan 88 ti chúumuk bin u observada tak 180 ° C, ba'ax bin chuunil laat'a'an debido a le descomposición ácido cítrico ti' ácido aconítico yéetel le posterior formación anhídrido metilmaleico (III) yóok'ol asab calentamiento (yoochel 8 b). Yóok'ol 180 °C, xan je'el u páajtal u yila'al jump'éel chíika'an chíikpajal ti' acroleína (acrilaldehído) ti' glicerol, bey ku ye'esik ti' le yoochel 8b37.
Análisis termogravimétrico (TGA) ti' glicerol tu ye'esaj jump'éel tuukula' asab juuch' ka'ap'éel p'isibij. Le yáax p'isibij (180 u 220 ° C) implica le formación acroleína, seguido tumen asab juuch' significativa ti' altas temperaturas u 230 u 300 ° C (yoochel 8a). Le ken u ya'abtal u yooxol, ku beeta'al acetaldehído, dióxido de carbono, metano yéetel hidrógeno secuencialmente. Notablemente, chéen 28% ti' le juuch'o' bin retenido ti' 300 ° C, sugiriendo u le propiedades intrínsecas ti' NADES 8 (a) 38,39 páajtal u defectuosas.
Utia'al u k'amik a'alajil t'aan yo'osal u beeta'al túumben enlaces químicos, suspensiones recién preparadas ti' disolventes eutécticos profundos ku yúuchul (NADES) bino'ob analizadas tumen espectroscopía infrarroja u transformación Fourier (FTIR). Le análisis bin u meentik tumen comparación le espectro le suspensión NADES yéetel le espectros ácido cítrico puro (CA) yéetel glicerol (Gly). Le espectro CA tu ye'esaj picos claros ti' 1752 1 leti' cm yéetel 1673 1 leti' cm, ku representan le vibraciones estiramiento ti' le enlace C = O yéetel xan le características u CA. Beyxan, jump'éel k'eexpajal jach k'a'anan ti' le vibración flexión OH ti' 1360 1 leti' cm bin u observado ti' le región huella dactilar, bey ku ye'esik ti' le yoochel 9.
Bey xan, tu óoltaj le glicerol, le cambios ti' le vibraciones estiramiento yéetel flexión OH bino'ob encontrados ti' números onda 3291 1 leti' cm yéetel 1414 1 leti' cm, respectivamente. Bejla'e', tumen u xak'alta'al u espectro le NADES bey-preparado, jump'éel k'eexpajal significativo ti' le espectro bin u Kaxa'antbil. Bix u ye'esik ti' le yoochel 7, le vibración estiramiento ti' le enlace C = O desplazó u 1752 1 leti' cm u 1720 1 leti' cm yéetel le vibración flexión ti' le enlace -OH ti' le glicerina desplazó u 1414 1 leti' cm u 1359 1 leti' cm. Le k'eexpajal ti' le números onda indican le k'eexpajal ti' le electronegatividad, ku indica le formación túumben enlaces químicos ti' le ba'ax NADES.