Твердая фракция продукта окислительного крекинга отходов растительного сырья в качестве влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы

Авторы патента:

Касаикина Ольга Тарасовна (RU)

Рубцова Наталья Анатольевна (RU)

Писаренко Леонид Михайлович (RU)

Карташева Зоя Сергеевна (RU)

Лобанов Антон Валерьевич (RU)

Апашева Людмила Магомедовна (RU)

C09K17/50 - с органическим соединением природного происхождения, например производными целлюлозы

C09K101/00 - Материалы для различного использования, не отнесенные к другим подклассам

Владельцы патента RU 2618274:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к веществам, улучшающим состояние почвы, и может быть использовано в растениеводстве как в условиях закрытых грунтов, так и на открытых территориях. Влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы представляет собой твердую фракцию продукта окислительного крекинга отходов растительного сырья, полученную обработкой отходов растительного сырья в воде при комнатной температуре пероксидом водорода в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа. Массовое соотношение пероксида водорода к отходам растительного сырья 0,5-1,0 : 1. Количество катализатора 0,1-0,3 мас.% по отношению к отходам растительного сырья в пересчете на Fe³⁺. Катализатор получают нагреванием при 60-70°C смеси FeCl₃⋅6H₂O, Na₂CO₃ и 0,5-1,0%-ного водного этанола при следующем соотношении компонентов, мас.%: FeCl₃⋅6H₂O - 0,1-0,2; Na₂CO₃ - 0,05-0,1; 0,5-1,0%-ный водный этанол остальное. Добавка для почвы характеризуется содержанием железа 0,03-0,04 мас.%. Обеспечивается добавка, обладающая высокими влагоаккумулирующими свойствами, являющаяся стерильной и экологически безопасной. 1 з.п. ф-лы, 7 табл., 11 пр.

В настоящее время наблюдаются серьезные противоречия между нарастанием достижений технической цивилизации и стремительным истощением почв. Человечество находится в абсолютной зависимости от состояния почв (Жирмунская Н.М. Секреты плодородной почвы. М., Диля, 2010 г.). Проблема улучшения состояния почвы и обогащения ее полезными для успешного выращивания растений добавками существует давно, ее пытаются решить разными методами. Древнейший способ - это внесение в почву навоза и древесной золы. В современных условиях из-за дефицита этих компонентов для больших площадей способ недоступен.

Известно большое количество различных модифицирующих добавок, как природного происхождения, так и синтетических, применяемых для улучшения структурных и питательных свойств почвы.

Известен способ повышения плодородия песчаных почв, описанный в патенте RU 2265980, A01B 79/02, A01C 21/00, 20.12.2005 г., заключающийся в запашке в почву глины в дозе 25-50 т/га. Этот способ отличается простотой и низкой стоимостью, позволяет повысить содержание глины в почве, но малоэффективен для улучшения питательного режима почвы.

Предложен способ рекультивации песчаных почв в зоне полупустынь путем внесения в почву на глубину посевного слоя питательной влагоаккумулирующей добавки в виде водной смеси, содержащей влагоаккумулирующие растительные остатки (солома, древесные отходы, торф) и питательный наполнитель (перегной, биокомпост, сапропель, глина и минеральные удобрения и/или микроэлементы) (RU 2557618, C09K 17/00, 27.07.2015). Способ обеспечивает повышение влагообеспеченности и плодородия почвы, но требует приготовления многокомпонентной смеси, поэтому довольно сложен и дорог.

Современное сельское хозяйство расходует почти 2/3 мирового водопотребления, поэтому большое внимание исследователей уделяется разработке добавок, обладающих влагоаккумулирующими свойствами.

Известны способы повышения водопрочности структуры почвы путем внесения модификатора - полиоксиэтилен (20) сорбитан моностеарата (RU 2430953, C09K 17/14, 10.10.2011; RU 2527784, C09K 17/42, 10.09.2014). Данные способы недостаточно эффективны.

Известны полимеры, которые способны к сохранению больших количеств воды и ее последующему постепенному высвобождению. К таким полимерам относятся ультраабсорбирующие полимеры, так называемые SAP, являющиеся, например, сшитыми сополимерами на базе акриловой кислоты/акриламида с солеобразующими группами. Размер полимерных частиц должен быть меньше 1-3 мм, так как абсорбция ими воды пропорционально возрастает с уменьшением размера частиц, но применение такого тонкого порошка чрезвычайно затруднительно, как в оранжереях, так и на открытом воздухе.

В патенте RU 2531607, C05G 3/00, 27.10.2014 предложена агротехническая композиция в виде гранул в качестве влагоаккумулирующей добавки для почвы на основе ультраабсорбирующего полимера (SAP) (сшитый сополимер акриловой кислоты/акриламида) - прототип. Композиция содержит также гигроскопичный материал растительного происхождения (волокна злаковых растений, торф и/или рисовая шелуха, сердцевина кукурузного початка) и природный пластификатор минерального (бентонит, цеолит, каменная мука) или растительного (крахмал, мука, сердцевина кукурузного початка) происхождения. Композиция может содержать воду в количестве, не превышающем 20-30%.

Основным недостатком композиции-прототипа является сложный состав и сложность технологии получения добавки в виде гранул. Кроме того, использование полимеров при выращивании сельскохозяйственных растений на больших площадях нежелательно по экологическим соображениям.

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективной влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы на основе продукта растительного происхождения, более простой по составу и технологии получения и экологически безопасной как на стадии применения, так и при получении, благодаря экологически безопасной технологии.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемой влагоаккумулирующей питательной добавкой для почвы, представляющей собой твердую фракцию продукта окислительного крекинга отходов растительного сырья, полученную обработкой отходов растительного сырья в воде при комнатной температуре пероксидом водорода при массовом соотношении пероксида водорода к отходам растительного сырья 0,5-1,0:1 в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа в количестве 0,1-0,3 мас.% по отношению к отходам растительного сырья в пересчете на Fe³⁺, причем катализатор получен нагреванием при 60-70°С смеси FeCl₃⋅6H₂O, Na₂CO₃ и 0,5-1,0%-ного водного этанола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

FeCl₃⋅6H₂O	0,1-0,2
Na₂CO₃	0,05-0,1
0,1-1,0%-ный водный этанол	остальное

и выделенную центрифугированием, при этом влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы характеризуется содержанием железа 0,03-0,04 мас.%.

Обработку отходов растительного сырья в воде пероксидом водорода в присутствии катализатора можно проводить в 12-20-кратном массовом избытке воды по отношению к отходам растительного сырья.

Процесс окисления органического сырья в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа был предметом более ранних исследований авторов настоящего изобретения (RU 2425715, B01J 37/04, 10.08.2011; RU 2488445, B01J 37/04, 27.07.2013; RU 2515319, D21C 3/00, B01J 37/04, 10.05.2014). Было установлено (RU 2425715), что используемый катализатор представляет собой суспензию коллоидных твердых частиц окислов железа, содержащих органические примеси (в частности, этиловый спирт).

При создании предлагаемого изобретения были проведены подробные исследования влияния различных параметров процесса окислительного крекинга отходов растительного сырья (древесные опилки, солома, льняная костра, шелуха семян риса, гречихи и подсолнечника, жом и др.) на выход и свойства твердой фракции продукта реакции.

В результате было установлено, что для достижения максимального выхода твердой фракции не требуется глубокий крекинг растительного сырья (сопровождаемый повышением выхода жидкой фракции), что позволило значительно уменьшить количества используемых реагентов и разработать технологию получения предлагаемой влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы.

Предлагаемая влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы - твердая фракция продукта мягкого каталитического окисления отходов растительного сырья представляет собой целлюлозу, обогащенную железом, поли- и олигосахаридами, с примесью лигнина и органических веществ из жидкой фракции окислительного крекинга (смесь органических кислот, их эфиров, полифенолов и сахаров).

Высокие сорбционные свойства целлюлозы, составляющей основу предлагаемой влагоаккумулирующей питательной добавки (ЦД) для почвы, позволяют сохранять почвенную влагу и накапливать микроэлементы, что приводит к повышению плодородия почвогрунтов. Содержащиеся в предлагаемой ЦД к почвам перечисленные выше вещества также способствуют более эффективному развитию растений. Железо жизненно важно для развития всего живого, растениям железо необходимо для образования хлорофилла и фотосинтеза, оно усваивается растениями и содержится в тканях растений в наибольшем количестве по сравнению с другими металлами, в почве железо образует органоминеральные комплексы с гуминовыми кислотами, что способствует образованию водопрочных почвенных структур (Л.А. Красильникова, О.А. Авксентьева, В.В. Жмурко и др. Биохимия растений. Ростов н/Д, Феникс, 2004, 224 с.). Поли- и олигосахариды обладают ростстимулирующими свойствами (RU 2110177, A01N 65/00, С07Н 1/08, 10.05.1998).

В отличие от большинства природных добавок для почвы (навоз, перегной, сапропель) предлагаемая ЦД стерильна, так как процесс ее получения происходит в среде водного раствора пероксида водорода, обладающего дезинфицирующими свойствами.

Следует отметить, что при получении предлагаемой добавки для почвы попутно решается задача утилизации отходов сельскохозяйственной и лесной перерабатывающей промышленности.

Предлагаемую ЦД для почвы получают следующим образом.

При температуре 60-70°C перемешивают смесь FeCl₃⋅6H₂O, Na₂CO₃ и 0,1-1%-ного водного этанола. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, снова перемешивают, вносят отходы растительного сырья, добавляют воду и приливают пергидроль (30%-ный водный раствор пероксида водорода). Перемешивают полученную смесь при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, и выделяют ЦД - твердую фракцию продукта окисления - центрифугированием. Для определения содержания железа и выхода ЦД сушат до постоянного веса.

Железо определяли спектрофотометрически по следующей методике.

Навеску m (0.05-0.50 г) высушенной ЦД смешивают с 5 мл (V₁) 0.2 М соляной кислоты, выдерживают 30-40 минут в ультразвуковом диспергаторе и отделяют водную вытяжку, (V_x) мл (0.18-0.25 мл) полученного раствора, содержащего железо, добавляют к 2 мл (V₀) 2 М раствора тиоцианата калия в 0.2 М соляной кислоте и измеряют оптическую плотность (D) в 1-сантиметровой кювете в максимуме поглощения при 480 нм комплексного соединения ионов Fe³⁺, образующегося в реакции с тиоцианатом калия, коэффициент экстинкции . Содержание железа в мас.% рассчитывают по формуле: .

Приводим примеры синтеза заявляемой влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы и примеры, подтверждающие ее влагоаккумулирующие свойства и эффективность влияния на развитие растений.

Пример 1.

Смесь 1,5 г FeCl₃⋅6H₂O, 0,75 г Na₂CO₃ и 1500 мл 0,5%-ного водного этанола перемешивают при 70°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 120 г древесных опилок сосны (размеры частиц 1-3 мм); количество катализатора по отношению к опилкам в пересчете на Fe³⁺ составляет 0,25 мас.%), приливают 420 мл пергидроля и 180 мл воды (массовое отношение пероксид водорода : опилки = 1 : 1, массовое отношение вода : опилки = 17,5); продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода и выделяют из водной реакционной смеси ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 36 г, выход 30%. Содержание железа 0,030 мас.%.

Пример 2. (на пилотной установке)

Смесь 11 г FeCl₃⋅6H₂O, 4,4 г Na₂CO₃ и 15 л 1,0%-ного водного этанола перемешивают при 70°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 1600 г сосновых опилок и 5,5 л пергидроля (массовое отношение пероксид водорода : опилки = 1 : 1, массовое отношение вода : опилки = 12, количество катализатора по отношению к опилкам в пересчете на Fe³⁺ составляет 0,14 мас.%), продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, затем выделяют ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 480 г, выход 30%. Содержание железа в осадке 0,032 мас.%.

Пример 3.

Смесь 0,7 г FeCl₃⋅6H₂O, 0,4 г Na₂CO₃ и 1000 мл 1%-ного водного этанола перемешивают при 70°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 60 г овсяной соломы (количество катализатора по отношению к соломе в пересчете на Fe³⁺ составляет 0,24 мас.%), приливают 200 мл пергидроля (массовое отношение пероксид водорода : солома = 1 : 1, массовое отношение вода : солома = 20); продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, затем выделяют ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 16,8 г, выход 28%. Содержание железа в осадке 0,027 мас.%.

Пример 4.

Смесь 0,38 г FeCl₃⋅6H₂O, 0,20 г Na₂CO₃ и 500 мл 1%-ного водного этанола перемешивают при 60°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 28 г льняной костры (количество катализатора по отношению к костре в пересчете на Fe³⁺ составляет 0,28 мас.%), приливают 50 мл пергидроля и 25 мл воды (массовое отношение пероксид водорода : костра = 0,5 : 1, массовое отношение вода : костра = 20); продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, затем выделяют ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 15,9 г, выход 56,8%. Содержание железа в осадке 0,037 мас.%.

Влагоаккумулирующие свойства предлагаемой ЦД для почвы исследовались методом моделирования засухи. При однократном увлажнении экспериментального грунта - в контроле: песок, в опыте: песок, соединенный с ЦД, полученной по примеру 2, учитывали количество выживших растений к 19-м суткам опыта. Результаты приведены в примерах 4 и 5 и в таблицах 1 и 2.

Пример 5. Моделирование засухи при выращивании гороха сорта Сахарный.

Исследовали влияние различных количеств ЦД, полученной по примеру 2, на сохранность влаги в грунтах к 19 суткам опыта при однократном увлажнении грунта на примере гороха Сахарный. Культуральными средами были: в контроле песок, однократно увлажненный водой, в опыте - песок, соединенный с ЦД и однократно увлажненный водой. В Опыте 1 весовое соотношение песок: ЦД было 10:1, в Опыте 2 - 5:1. Эффект действия ЦД оценивали по количеству выживших растений гороха на 19-е сутки опыта.

Одновременно исследовалось влияние различных количеств ЦД на всхожесть семян гороха сорта Сахарный.

Пример 6. Моделирование засухи при выращивании растений огурца сорта Нежинский.

Исследовали влияние ЦД на развитие растений огурца сорта Нежинский, выращиваемых на средах, приготовленных по примеру 5. Эффект сохранности влаги оценивали: а) по средней высоте растений на 7-е сутки; б) по количеству растений, образовавших настоящий лист на 13-е сутки; в) по количеству живых растений на 19-е сутки.

Исследование влияния ЦД на развитие растений проводилось различными методами с ЦД, полученной по примеру 2. Оценивали влияние ЦД:

- на воздушно-сухой вес надземной части растений на примере овса и сорго;

- на скорость прорастания клубней картофеля;

- на корнеобразование этиолированных клубневых черенков картофеля;

- на развитие зеленых черенков картофеля;

- на количество хлорофилла в зеленых черенках картофеля.

Результаты приведены в примерах 7-11 и в таблицах 3-7; в примере 5 и таблице 1 приведены результаты по влиянию ЦД на всхожесть семян гороха сорта Сахарный.

Пример 7. Влияние ЦД на воздушно-сухой вес надземной части растений овса и сорго. Семена овса (сорт Кормовой) и сорго (сорт Пищевой) высевали на культуральные среды, поддерживаемые во влажном состоянии. В контроле это был песок, в опыте - песок с добавлением ЦД,. Массовое соотношение песок : ЦД = 5 : 1. Через 20 дней оценивали воздушно-сухой вес надземной части растений. Вес контроля принят за 100%. Результаты приведены в таблице 3.

Пример 8. Влияние ЦД на скорость прорастания клубней картофеля.

Клубни картофеля Удача закладывали для прорастания: в контрольном варианте в песок, увлажненный водой; в опыте - в смесь песка и ЦД, увлажненную водой. На 30-е сутки оценивали количество проросших клубней картофеля. Результаты приведены в таблице 4.

Пример 9. Влияние ЦД на корнеобразование белых этиолированных клубневых черенков картофеля.

От пророщенных в темноте клубней картофеля отделяли белые клубневые этиолированные черенки (длина черенков 5-6 см, диаметр ~ 0,5 см) и помещали в культуральные сосуды по 30 штук с влажным грунтом, приготовленным по примеру 5. Сосуды с черенками устанавливали в люминостат с ритмом освещения свет/темнота 12/12. На 15-е сутки оценивали количество черенков (%), образовавших выраженную корневую систему. Результаты приведены в таблице 5.

Пример 10. Влияние ЦД на развитие зеленых черенков картофеля.

Выращивали зеленые растения картофеля Удача, отрезали зеленые черенки с нераскрытыми листьями величиной 10-11 см и помещали в культуральные сосуды по 30 штук с влажным грунтом, приготовленным по примеру 5 и для контроля с влажным песком. Через 10 суток оценивали количество растений (%), у которых были полностью раскрыты листовые пластины. Результаты приведены в таблице 6.

Пример 11. Оценка влияния ЦД на содержание хлорофилла в зеленых черенках картофеля.

От зеленых черенков, выращенных в примере 10, на 15-е сутки отделяли 4 см верхней части черенков с развитыми листьями. Черенки с листьями растирали в фарфоровой ступке, готовили экстракты согласно стандартной методике (VERNON, L. Р. Spectrophotometric determination of chlorophylls and pheophytins in plant extracts. Anal. Chem., 1960, 32, pp. 1144-1150) и измеряли оптическую плотность на длинах волн λ=662 и 644 нм (с помощью спектрофотометра Hach DR 4000V США) для расчета содержания хлорофилла. Результаты приведены в таблице 7.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемая ЦД является высокоэффективной влагоаккумулирующей питательной добавкой для почвы, несложной по составу и технологии получения, а также экологически безопасной. Кроме того, при получении предлагаемой добавки для почвы попутно решается задача утилизации отходов сельскохозяйственной и лесной перерабатывающей промышленности.

1. Влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы, представляющая собой твердую фракцию продукта окислительного крекинга отходов растительного сырья, полученную обработкой отходов растительного сырья в воде при комнатной температуре пероксидом водорода при массовом соотношении пероксида водорода к отходам растительного сырья 0,5-1,0 : 1 в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа в количестве 0,1-0,3 мас.% по отношению к отходам растительного сырья в пересчете на Fe³⁺, причем катализатор получен нагреванием при 60-70°С смеси FeCl₃⋅6H₂O, Na₂СО₃ и 0,5-1,0%-ного водного этанола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

FeCl₃⋅6H₂O	0,1-0,2
Na₂CO₃	0,05-0,1
0,5-1,0%-ный водный этанол	остальное

2. Добавка для почвы по п. 1, отличающаяся тем, что обработку отходов растительного сырья в воде пероксидом водорода в присутствии катализатора проводят в 12-20-кратном массовом избытке воды по отношению к отходам растительного сырья.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает внесение глинистых отложений и последующую механическую обработку.

Гуминово-минеральный реагент, способ его получения и способ его использования для очистки загрязненных грунтов // 2522616

Изобретение относится к области экологии и природовосстановления, в частности к препаратам гуминовых веществ из природных органических субстратов, их получению и использованию для очистки загрязненных грунтов.

Способ мелиорации сельскохозяйственных земель // 2516468

Изобретение относится к области сельского хозяйства, экологии и мелиорации. Способ включает внесение в почву почвоудобрительного материала, в качестве которого используют органоминеральный компост, содержащий свиной навоз и навоз крупного рогатого скота, осадки сточных вод и фосфогипс при следующем компонентном соотношении (мас.%): фосфогипс с pH 5,0-5,5 - 10-13, свиной навоз - 11-13, осадки сточных вод - 6-8, навоз крупного рогатого скота - остальное, которые компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45˚C, ежемесячно перемешивая до созревания.

Состав для мелиорации солонцовых почв // 1381154

Изобретение относится к области сельского хозяйства. .

Способ улучшения структуры почвы легкого состава // 738570

Композиция и способ отбора углеводородных флюидов из подземного резервуара // 2618239

Изобретение относится к композиции, включающей сшитые набухающие полимерные микрочастицы, способные гидролизоваться при нейтральном или более низком значении pH, и способу изменения водопроницаемости подземной формации путем введения таких композиций в подземную формацию.

Способ изготовления магнезиально-кварцевой сырьевой шихты, используемой при производстве проппантов // 2617853

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов, в частности к подготовке сырьевой шихты, которую используют при производстве проппантов средней плотности.

Пенообразователь для подслойного тушения пожаров нефтепродуктов // 2617781

Изобретение относится к средствам тушения пожаров подачей пены в основание резервуара в слой нефтепродукта. Обнаруженный эффект синергетического действия компонентов позволяет получить композиции, которые способны к самопроизвольному растеканию по поверхности горящего нефтепродукта.

Тампонажная магнезиально-карналлитовая смесь // 2617763

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, вскрывающих солевые породы и пласты с полиминеральными водами высокой минерализации.

Жидкость для глушения скважин // 2617661

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, к технологическим жидкостям, в частности к жидкостям для глушения скважин. Жидкость содержит 2,0-70,0 мас.% неорганических солей или их смесей или гидратов этих солей, 0-20,0 мас.% дисперсной фазы, 0,2-20,0 мас.% полимерной композиции SCA-214, 0,02-2,0 мас.% поверхностно-активного вещества (ПАВ) и воду.

Способы и композиции, содержащие пыль цементной печи с измененным размером частиц // 2617493

Настоящее изобретение относится к способу подземной обработки (варианты), способу цементирования и композициям, которые содержат пыль цементной печи, имеющую измененный средний размер частиц.

Жидкость для глушения скважин // 2617140

Изобретение относится к глушению скважин и может быть использовано на нефтегазодобывающих предприятиях. Жидкость для глушения скважин включает, мас.%: сульфацелл 1,5-2,0; кадмий сернокислый 35,0-40,0; вода - остальное.

Способ очистки призабойной зоны пласта от глинистых образований // 2617135

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для восстановления проницаемости призабойной зоны пласта - ПЗП. В способе очистки ПЗП от глинистых образований удаляют рыхлую часть глинистых образований путем промывки ПЗП технической водой, после чего закачивают в ПЗП очищающий реагент на водной основе, содержащий бисульфат натрия в количестве 15-17 мас.

Способы определения индекса реакционной способности цементирующих компонентов, связанные с ними композиции и способы их применения // 2616959

Изобретение относится к способам и композициям, включая, в одном варианте осуществления, способ цементирования, содержащий: получение отверждаемой композиции, содержащей воду и цементирующий компонент, имеющий расчетный индекс реакционной способности, и обеспечение отверждения композиции для формирования твердой массы.

Кислотный состав для обработки низкопроницаемых высокотемпературных пластов с повышенным содержанием глин и карбонатов // 2616949

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - интенсификации притока нефти, увеличение проницаемости пласта, замедление скорости реакции с породой состава для обработки пласта и исключение образования кремниевых кислот при реакции с глинами при высокой пластовой температуре.

Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине // 2618539

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам ремонтно-изоляционных работ (РИР). Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение эффективности способа РИР, улучшение тампонирующей способности и упрочнение полученного тампонажного камня с применением структурообразующего реагента. Способ включает приготовление и циклическое закачивание структурообразующего реагента и жидкого стекла в интервал нарушения. В качестве структурообразующего реагента используют суспензию молотого ангидрита. Предварительно определяют приемистость изолируемого интервала и готовят суспензию ангидрита молотого в пресной воде при водо-твердом отношении 0,8-1. В зависимости от приемистости изолируемого интервала закачивают в скважину от 1 до 15 циклов суспензии ангидрита молотого и жидкого стекла в соотношении объемов 1:1. Каждый цикл включает в себя 1-5 м3 суспензии ангидрита молотого с добавлением синтетического или базальтового волокна в количестве 1-6 кг на 1 м3 суспензии ангидрита, 0,5-1 м3 буфера из пресной воды, 1-5 м3 жидкого стекла. Далее закачивают цементный раствор, затворенный из 2-5 т портландцемента тампонажного. Оставляют скважину на реагирование в течение 24 ч. Диаметр синтетического или базальтового волокна составляет 10-35 мкм, а длина его - 3-18 мм. Добавляют волокно в процессе приготовления или закачивания суспензии ангидрита молотого. 1 табл.

Активаторы схватывания цемента для цементных композиций с замедленным схватыванием и связанные с ними способы // 2618540

Изобретение относится к цементным композициям и способам использования цементных композиций с замедленным схватыванием в подземных формациях. Способ цементирования в подземных формациях, включающий получение цементной композиции с замедленным схватыванием, содержащей воду, пемзу, гашеную известь, фосфонатный замедлитель схватывания и диспергент типа карбоксилированного простого эфира, активацию цементной композиции с замедленным схватыванием активатором схватывания цемента, причем активатор схватывания цемента содержит по меньшей мере один активатор, выбранный из группы, состоящей из нанокремнезема, полифосфата и их комбинаций, подачу цементной композиции с замедленным схватыванием в подземную формацию и создание условий для схватывания цементной композиции с замедленным схватыванием в подземной формации. Технический результат - повышение жизнеспособности цементной композиции и получение необходимой прочности затвердевшей композиции. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 табл.

Способ снижения обводненности нефтяных добывающих скважин // 2618543

Изобретение относится к способу разработки нефтяных месторождений, а именно к способу обработки призабойной зоны пласта, в частности к способу снижения обводненности скважинной продукции нефтяных добывающих скважин, и может быть применено на карбонатных или терригенных с карбонатным типом цемента коллекторах. В затрубное пространство скважины осуществляют закачку водного раствора модификатора коллекторских свойств пласта «Компонекс-21», содержащего хлористые соли щелочных металлов, ингибиторы солеотложения, ПАВ и гидрофобизатор, объемом от 2,0 м3 до 15,0 м3 на 1 метр перфорации скважины, но не менее 80% от объема затрубного пространства скважины. Измеряют давление закачки на забое скважины. Выдерживают от 10 до 12 часов. Осуществляют порционную продавку водного раствора модификатора коллекторских свойств пласта водой в пласт с выдержкой между продавками от 10 до 12 часов и измерением давления на забое скважины в начале и в конце каждой продавки. После достижения давления на забое скважины, превышающего давление закачки не менее чем на 1,0 МПа, но не превышающего давление опрессовки эксплуатационной колонны, проводят окончательную продавку в пласт оставшегося в затрубном пространстве водного раствора модификатора коллекторских свойств пласта. Техническим результатом является повышение нефтеотдачи пластов, увеличичение зоны охвата пласта заводнением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Способ гидравлического разрыва продуктивного пласта с глинистым прослоем и газоносным горизонтом // 2618544

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для гидравлического разрыва пласта (ГРП), содержащего прослой глины с газоносным горизонтом. Способ включает выполнение перфорации в интервале продуктивного пласта скважины, ориентированной в направлении главного максимального напряжения, спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером в скважину, посадку пакера, проведение ГРП закачиванием гидроразрывной жидкости по колонне НКТ с пакером через интервал перфорации в продуктивный пласт с образованием и последующим креплением трещины проппантом, стравливание давления из скважины, распакеровку пакера и его извлечение с колонной НКТ из скважины. Ориентированную перфорацию производят с помощью гидромеханического перфоратора с ориентирующим переводником, процесс ГРП начинают с закачки гидроразрывной жидкости, в качестве которой используют сшитый гель для создания трещины в продуктивном пласте, после чего созданную трещину развивают закачкой линейного геля плотностью 1150 кг/м3 со сверхлегким проппантом плотностью 1050 кг/м3 фракции 40/80 меш массой 3 т с концентрацией 200 кг/м3, затем производят крепление трещины закачкой сшитого геля с проппантом фракции 20/40 меш или 12/18 меш в зависимости от проницаемости продуктивного пласта порциями со ступенчатым увеличением концентрации проппанта на 100 кг/м3, начиная от 200 кг/м3 до 900 кг/м3. При этом в продуктивном пласте с проницаемостью от 0,01 до 100 мД при креплении трещины закачивают сшитый гель с проппантом фракции 20/40 меш, а в продуктивном пласте с проницаемостью от 100 до 500 мД при креплении трещины закачивают сшитый гель с проппантом фракции 12/18 меш. Технический результат заключается в: повышении надежности создания и развития трещины при наличии выше продуктивного пласта глинистого прослоя и газоносного горизонта; повышении эффективности способа; снижении гидравлических сопротивлений в интервале перфорации; сокращении продолжительности и трудоемкости технологического процесса реализации способа. 4 ил.

Способ гидравлического разрыва пласта // 2618545

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для гидравлического разрыва пласта (ГРП) в добывающей скважине при наличии попутной и/или подошвенной воды. Способ включает выполнение перфорации в интервале пласта скважины, ориентированной в направлении главного максимального напряжения, спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером в скважину, посадку пакера, проведение ГРП закачиванием гидроразрывной жидкости по колонне НКТ с пакером через интервал перфорации в продуктивный пласт с образованием и последующим креплением трещины в пласте циклической чередующейся закачкой по колонне НКТ жидкости-носителя с проппантом, стравливание давления из скважины, разгерметизацию пакера и извлечение колонны НКТ с пакером из скважины. Для выполнения перфорации в скважину до интервала подошвы пласта спускают гидромеханический перфоратор на колонне НКТ, выполняют пары перфорационных отверстий по периметру скважины от подошвы к кровле пласта со смещением на угол 30° при выполнении каждой пары перфорационных отверстий. После выполнения перфорации колонну НКТ с перфоратором извлекают из скважины, в качестве гидроразрывной жидкости применяют гелированную нефть, определяют общий объем гелированной нефти, производят закачку гелированной нефти по колонне НКТ в интервал пласта с образованием трещины разрыва. Объем гелированной нефти после образования трещины используют в качестве жидкости-носителя в процессе крепления трещины. При этом перед креплением трещины объем оставшейся гелированной нефти делят на две равные части и обе равные части гелированной нефти закачивают в пять циклов чередующимися равными порциями сверхлегкого проппанта фракции 40/80 меш, покрытого водонабухающей резинополимерной композицией концентрацией 600 кг/м3, с наполнителем стекловолокном в количестве от 1 до 1,8% от веса проппанта, со ступенчатым увеличением на 0,2% в каждой порции, и равными порциями проппанта с размером фракции 20/40 меш со ступенчатым увеличением концентрации в каждой порции на 200 кг/м3, начиная от 200 до 800 кг/м3. Причем пятой порцией закачивают RSP-проппант фракции 12/18 меш концентрацией 1000 кг/м3. Технический результат заключается в повышении эффективности изоляции трещины от попутной и подошвенной воды; повышении проводимости трещины и надежности реализации способа; повышении качества крепления призабойной зоны пласта; снижении дополнительных затрат. 5 ил., 1 табл.

Гелеобразующие жидкости, содержащие модификаторы времени гелеобразования аминного типа, и способы их применения // 2618752

Изобретение относится к способам и композициям для уменьшения количества воды, выводимой из подземных пластов. Технический результат изобретения заключается в уменьшении водопроницаемости с использованием гелеобразующей жидкости, которая содержит модификатор времени гелеобразования, содержащий по меньшей мере одну аминогруппу. Способ уменьшения водопроницаемости подземного пласта включает создание гелеобразующей жидкости для обработки, которая содержит водную базовую жидкость, базовый полимер, содержащий акриламидное мономерное звено, органический сшивающий агент, содержащий поперечно-сшиваемый полимер, выбираемый из группы, состоящей из полиэтиленимина, поливиниламина, любого их производного, любой их соли и любой их комбинации или из поливиниламина, любого его производного, любой его соли; и модификатор времени гелеобразования, содержащий по меньшей мере один аминоспирт, выбираемый из группы, состоящей из этаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, пропаноламина и любой их комбинации или содержащий по меньшей мере одно соединение, выбираемое из группы, состоящей из аминоспиртов; и ввод гелеобразующей жидкости для обработки в пласт. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.