ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛИНИСТЫХ ГИДРОДИСПЕРСИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЗАХСТАНА

Аннотация

В работе для более глубокого понимания реологических свойств глинистых гидродисперсий применены методы численного моделирования и статистического анализа, направленные на их количественное описание, комплексную оценку степени структурной организации, а также выявление влияния концентрации и полимерной модификации. Результаты исследования показали, что модель Гершеля–Балкли обеспечивает высокую точность описания кривых течения дисперсных систем (R² > 0,9), подтверждая её эффективность для сложноструктурированных систем.

На примере глин Таганского месторождения установлено, что увеличение концентрации оказывает решающее влияние на формирование пространственной структурной сетки. В частности, зависимость предела текучести вида τ₀ ∝ C²·²⁶ свидетельствует о формировании перколяционной структуры вследствие кооперативных взаимодействий между частицами. В то же время для образцов Келесского, Кызылординского и Урангайского месторождений выявлен неоднозначный характер зависимости реологических свойств от концентрации, что указывает на их многофакторную природу, обусловленную минеральным составом и внутренней структурой дисперсной системы.

Кроме того, установлено, что введение полимерной модификации существенно изменяет реологическое поведение систем. При добавлении натрий карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) наблюдается формирование псевдопластического режима течения и снижение структурной прочности, тогда как применение гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ) приводит к стабилизации системы и приближению значения показателя течения к единице, что свидетельствует о замедлении процессов структурной реорганизации.

Таким образом, полученные результаты формируют научную основу для направленного регулирования структурных и реологических свойств глинистых гидродисперсий и открывают возможности их эффективного применения в буровых растворах, сорбентах и строительных материалах.