Способ стабилизации водных растворов биополимеров и полимеров акриламида

 

Изобретение относится к водным растворам биополимеров и полимеров акриламида и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пластов. Изобретение позволяет повысить эффективность стабилизации полимеров Против механической деструкции (относительное изменение времени релаксации при механической деструкции до 75%). Эффект достигается предварительной обработкой полимеров акриламида и биополимеров этанолом при массовом соотношении полимера акриламида ,биополимера и этанола (0.01- 0,10:0,001-0,02.0,20-1,70) соответственно с последующим растворением образующейся дисперсии в воде. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ссю;ц» (Л j фь

«4 фь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 (21) 4721456/05 (22) 20.07.89 (46) 15.08.92. Бюл. М 30 (71) Научно-производственное объединение по геолого-геофизическим методам увеличения нефтеотдачи пластов "Союзнефтеотдача" (72) Ю. M. Симаев, А. Н, Аскаров, Е. С. Кареаа и Г, М. Биккужинв

{56) Авторское свидетельство СССР

N 1533299, кл. С 08 L 33/26, 1987, -Патент Франции N 2596407, кл. С 09.К

7/02, опублик. 1987. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДНЬ!Х

РАСТВОРОВ БИОПОЛИМЕРОВ И ПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА

Изобретение относится к способам стабилизации водных растворов полимеров, а именно биополимеров и полимеров акриламида (ПАА), и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пластов.

Известны различные способы стабилизации растворов полимеров, например обработка "сшивающими" или комплексообразующими соединениями. В частности в отечественной практике широкое применение нашли хромокалиевые квасцы. Однако известные способы недостаточно эффективны.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации водных растворов биоополимеров и полимеров . акриламида путем обработки этанолом. Однако, хотя этим способом удается существенно повысить стойкость композиционных полимерных растворов к термодеструкции, „, Ы,, 1754741А1 (sl)s С 08 L ЗЗ/26, С 09 К 7/02 // Е 21

В 43/22

2 (57) Изобретение относится к воднйм растворам биополимеров и полимеров акриламида и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пластов. Изобретение позволяет повысить эффективность стабилизации полимеров йротив механической деструкции (относительное изменение времени релаксации при механической деструкции до 75%). Эффект доститается и редварительной обработкой полимеров акриламида и биополимеров этанолом при массовом соотношении полимера акриламида,биополимера и этанола (0,01—

0,10;0,001-0,02:0,20-1,70) соответственно с последующим растворением образующейся дисперсии в воде. 1 табл. но для защиты от мехаййческой деструкции способ малоэффективен.

Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации полимеров против механической деструкции.

Поставленная цель достигается тем, что обработку полимеров ведут при массовом соотношении полимер акриламида: биополимер: зтанол (0,01-0,10):(0,001-0,02): (0,20-1,70) при перемешивании с последующим растворением образующейся диспер-. сии в воде.

Предварительная обработка спиртом биополимера и ПАА приводит к образованию дисперсии, после растворения которой в воде образуются растворы с высокой стойкостью к механической деструкции. Если по способу-прототипу добавление спирта к раствору биополимера и ПАА влияет на уже сформированную в процессе приготовле1754741

15

Температура 20 С

2000 об/мин.

40

45 о о1 y100% о 1 о ния водного раствора сетку фибрилл, то по предлагаемому способу сетка фибрилл образуется в водном растворе только после обработки биополимера и ПАА спиртом, Видимо различная молекулярная структура растворов в том и в другом случае обуславливает и различную стойкость растворов к механической деструкции.

В эксперименте использовался ПАА гидролизованный ОК — ORPF-40 NT (про изводство Японии) с мол. м, 16 млн, В качестве биополимера — образованный деятельностью бактерий рода Xanthomonas

"Ксантан" в виде порошка (производство

Ф ран ции) и образован н ый деятельностью бактерий Aclnetobacter sp, "Симусан" в виде геля с содержанием полимера 1% (отечествейного производства). Этиловый спирт — синтетический, Вода — пресная.

Механическое деструктирование растворов, стабилизированных по способупрототипу и по предлагаемому способу, проводилось в стандартныхусловиях в течение 5 мин при угловой скорости вращения

Вязкоупругие свойства растворов контролировались до и после деструктирова ния по величинам двух параметров— кинематической вязкости и (см /с) и времени релаксации упругих напряжений

0(с), Время релаксации упругих напряжений О является основной дополнительной характеристикой вязкоупругих жидкостей, отличающей их от обычных вязких, поскольку. обратимые деформации пропорциональны величине О. Время релаксации измерялось при течении раствора по каналу переменного сечения, состоящему из укладки шариков одинакового диаметра. Величина вязкости измерялась стандартным вискозиметром, Относительное изменение параметров при механической деструкции K(%) определялось для каждой группы массовых соотношений компонентов относительно

ВЕЛИЧИНЫ 1 о И Оо дЕСтруКтИрОВаННЫХ раСтворов ; приготовленных прямым смешением полимеров по формуле: где К вЂ” относительное изменение времени релаксации (вязкости);

Оо (о ) — время релаксации (вязкость) деструктированного раствора, приготовленного прямым смешением полимеров;

0(и) — время релаксации (вязкость) деструктирован ного стабилизированного раствора.

Пример. Для получения 1 л стабилизированного водного раствора полимеров с массовым соотношением компонентов ПАА: биополимер:спирт 0,06:0,015:1,3 перемешивают в течение 15 мин рассчитанные количества порошкообразного ПАА, геля

"Симусан" и этилового спирта до образования однородной дисперсии, которую затем растворяют в воде, доводя объем до 1 л.

Параллельно готовят 1 л нестабилизированного водного раствора с тем же соотношением ПАА и биополимера прямым смешением компонентов (без предварительного диспергирования), Время релаксации после деструкции составляет для стабилизированного раствора

0,5 с, для нестабилизированного 0,39 с. Вязкость деструктированных растворов в том и в другом случае — одинаковая, Таким образом, относительное изменение времени релаксации и вязкости для стабилизированного раствора составляет соответственно 28,2 и 0% (опыты 2 и 1 в таблице), Результаты остальных опытов приведены в таблице, Анализ экспериментальных данных показывает, что способ стабилизации водных растворов биополимеров и полимеров акриламида по прототипу, хотя и приводит к увеличению вязкости раствора (опыт 3), не защищает водный раствор полимеров от механической деструкции.

Предлагаемый способ позволяет значительно улучшить вязкоупругие свойства исходных растворов полимеров и эффективность их стабилизации против механической деструкции.: .

Предлагаемый способ прост и быстро осуществим, т;к. спиртовые дисперсйи полимеров в отличие от самих полимеров растворяются в воде без образования студнеобразных комков, которые существенно замедляют процесс растворения, Стабилизированный предлагаемым способом полимерный состав пригоден к хранению, транспортировке и закачке в нефтяной пласт в зимних условиях.

Формула изобретения

Способ стабилизации водных растворов биополимеров и полимеров акриламида путем обработки этанолом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации полимеров против механической деструкции, обработ1754741

6 ку полимеров ведут при массовом со- 0,10) (0 001-0!02):(0,20-1,70) при перемеотношении и о л и м е р а.к р ил а м и да: шивании с последующим растворением биополимер:этанол,равном (0,01- образующейся дисперсии в воде.

° ь»» ь»! и< >. ° с

6 °, ° с

Состав нас< 8

И.„с . смт /с

Способ ланге!велении

I!.«с ° сит/с

»а

0,92

0,18

INA+HÑèèóeeHH О ° 06> 0,015

ПААьиСинусанн+спирт

0,06>0,015>1,3

0 39

0,1 О

0<5

282 О

0. 3

0,1

1,38

0,26 о,37

0,09 -33 3

0,09 О

Спирт ° начсства добавим (прот. )

Прхиое смене мне

0,7

1,25

0 52

0,25

10,0

Предаарителбное диглергирование нонмсментов

Орхиса смеаение

О;3

0>1 62,2

1,61

0,6

fNA+ >0eeHòe>/< 0,06>0,015

ПАД+«йсантаим+спирт

0,06!0,015!0,5

0,33 О 18 0,04

0>59

0,34 0,2 0,06 3,0

50>0

0,68

Предварительное дмспвргмроаание ноипоненто. °

-25,0

0,16 0,03

0,18 0,038

Спирт ° иачестае лобов<си (npop )

Прлиое сиенемме

0,05

0,25

-84,8

0>13

0 51

0,65

0,2 0,05 24,0

3!>б

0,31

Предварительное Ancneprepoe eoHnoHeH top

0 05 0,022 O,OI

0,13

Предварительное дмспергироеание иоипонеитов в спирте

0 19 . О ° 08 0,033 0,015 60,0 50,0 fNA+ИСимусанм+слирт

0 01>0 001>0 2

0,07

0,2

0,03 75

0>1

Предварительное днспергировамие номпоиентов

0 I4 О ° 04 016

0,02 0

Предварительное днспергирование моипоиеитоа .

0,58 . 0,5 0,2 45

1,7

0,3

0,15

0 4

Примое смемеиие

1 ° О!

4>едварительное днспергироеаиме иунпснантов

0,58

О !8 . 45 20

0,48

1 59

14 25

О 0

0,6

0,33

1,6

1 ° 3

0<57.

0,5

«и»

0,2

0,16

Пр>в<ее снеиение. l

Предварительное диспергнрование

HOHnOHeHCOi

O 1

0 15 0,04

0,02 33

0,07 0,01 6 0 О

0,1 О ° 03

ПАА+исмиусанм

0,005+0 0005

""Прахов смавенме

»»»»»»»*»»»Й»»»»»Ъ»»

Составитель Р, Порфирьева

Редактор М, Самерханова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 2867 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, /К-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101

ПАД+ Симусаи бспирт прототип О>06>0>01531>3

ПАД+ИCHyCH" 0,06!0,0075

ПьдьмСммусан«ьспнрт

0,06!0,0075>0,7

lNA+< ÊñeHòeí"+enHpò (прототип) 0,06>0,015!0>5.

INA+4IeeHòeHH 0,06!8,0075

ПАА+мбсаитани+спирт

0,06!0,0075!0,4

INAI <Асан!си" ° рави. долах 0,005

fNA+ <хсантам <+спирт в равннх долах 0,005>0,2

fNAIHСммусан"

0,01>0,001

fNA+ Синусом><ьспнрт

О,1 !0,02!1,7 ПААьи Синуса н"

О ° ll0,02 ! т!А+ИСниусан"+спирт

О ° Ilo>02!2!

У!Аь<>Синуса>/>+спирт

0>15>0,025!3 ..ПАА+ИСииусани

0 15!0 025

fNAe С<а>усами+спирт

О, 005 I О, 0005+ 0; 15

Относи. тельное иаи. г<

neH Нехластрун цни, \

Относ. иам. II прН иех деструнHHH \

Прлиое смевеине

ПрадваРмтальиое днслврлнроеа» евмна ионпонентоа