Способ получения сшивающего агента для образования полимерных гелей

ПАТЕН по неф- М.К.; За, Васясин ЩЕГО РНЫХ получения одопритоа, и может й промышразработка обладаю- ологически Комитет Российской Федерацни по патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СШИВАЮАГЕНТА ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИМГЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к способамреагентов, обеспечивакмцих изоляцию вков в промытых зонах нефтяного пластбыть использовано в нефтяной и газовопенности, Цепью изобетения являетсяспособа получения сшивающего агента,щего низкой степенью токсичности и эк(я)с г 1 п 4 хг к 1 вз 18 РЕТЕНИЯ безвредного для окружающей среды Способ получения сшивающего агента для образования полимерных гелей включает растворение хромовой сопи щелочного металла в воде и введение в раствор при перемешивании мелкодисперсного твердого адсорбента в количестве, достаточном для полной адсорбции ионов хрома на поверхности твердого адсорбента В качестве твердого мепкодисперсного адсорбента берут гпинопорошок а его минимальное количество, неоходимое для полной адсорбции, рассчитывают по формуле О=СЧ/тт, где 0 - количество глинопорошка кг; С - концентрация хромовой соли щелочного металла, кг/м, Ч - объем водного раствора хромовой сопи щелочного металла, м; тт - предельная адсорбция хромовой солиз,щелочного металла на глинопорошок кг/кг. Сшивающий агент выдерживают при перемешивании 6 -9 ч 2 зпф-лы,3 табл,1 ил.С - сгЧ 50 6 "счlту, кг 55 Изобретение относится к способам получения реагентов, обеспечивающих изоляцию водопритоков в промытых зонах нефтяного пласта и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.Известен способ получения сшивающих агентов для образования полимерных гелей, включающий растворение поливалентных катионов в вое (Ге, Ге, А Т,4+ 2+ З,+,. ау+, М +, Сг").Недостатком данных сшивающих агентов является высокая степень токсичности. Это затрудняет работу с ними, так как требует защиты организма человека, а также создается экологически неблагоприятная обстановка при закачке растворов поливалентных катионов в пласт,Наиболее близким по химической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сшивающего агента - хромокалиевых квасцов, включающий растворение их в воде до необходимой концентрации.Недостатком этого сшивающего агента является высокая степень токсичности. Это затрудняет его использование, так как представляет опасность для здоровья человека,%а также создается экологически неблагоприятная обстановка при закачке раствора хромокалиевых квасцов в пласт.Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа получения сшивающего агента, обладающего низкой степенью токсичности и экологически безвредного для окружающей среды. Поставленная задача решается тем, что способ получения сшивающего агента для образования полимерных гелей включает растворение хромовой соли щелочного металла в воде и введение в раствор при перемешивании мелкодисперсного твердого адсорбента в количестве, достаточном для полной адсорбции ионов хрома на поверхности твердого адсорбента, В качестве твердого мелкодисперсного адсорбента берут глинопорошок, а его минимальное количество, необходимое для полной адсорбции, рассчитывают по формуле: где 6 - количество глинопорошка, кг;с - концентрация хромовой соли щелочного металла, кг/м;з.ч - обьем водного раствора хромовойсоли щелочного металла, м;з.- предельная адсорбция хромовой соли щелочного металла на глинопорошок,кг/кг,5 10 15 20 25 30 35 40 45 Сшивающий агент выдерживают при перемешивании 6-9 ч. Введение в водный раствор хромовой соли щелочного металла мелкодисперсного твердого адсорбента приводит к адсорбции ионов хрома на его поверхности. Это приводит к резкому снижению количества ионов хрома в водном растворе при сохранении его свойств образовывать полимерные гели.Новая совокупность заявляемых существенных признаков позволит получить сшивающий агент, обладающий низкой степенью токсичности и экологически безвредный для окружающей среды.Анализ известях решений, отобранных в процессе поиска, показал, что в науке нет обьекта. обладающего заявленной совокупностью признаков и наличием вышеуказанных свойств и преимуществ. что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".В качестве хромовой соли щелочного металла берут хромо-калиевые квасы (ОСТ 4162-79) или водные растворы отходов производств, содержащих в своем составе хромо-калиевые квасцы.В качестве мелкодисперсного твердого адсорбента берут глинопорошок (ОСТ 39- 202-86, ТУ-08-058-81), Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "промышленная применимость" приводим описания конкретных примеров осуществления способа.П р и м е р 1. Для подтверждения возможности использования в качестве мелкодисперсного твердого адсорбента ряда материалов и с целью определения их предельной адсорбции проводят следующие опыты. Берут 0,5 г хромо-калиевых квасцов и растворяют в 50 мл воды, вводят в раствор 5 г глинопорошка Куганского завода. При периодическом перемешивании выдерживают 6 ч, затем определяют концентрациюз+ионов Сг в растворе и рассчитывают 1 тредельную адсорбцию хромо-калиевых квасцов на адсорбенте по формуле где С 1 - концентрация ионов Сг в исхоуз+ном растворе, С 2 - концентрация ионов Сг после введения глинопорошка и выдержки,Аналогично определяют предельную адсорбцию на других адсорбентэх.Результаты приведены в табл, 1.Как видно из табл, 1, в качестве мелкодисперсного твердого адсорбента можноиспользовать глинопорошок различныхпроизводств, мел, кварцевый песок, предельная адсорбция которых составляет0,06-01 г/г породы.П р и м е р 2, Берут 0,5 г хромо-калиевых 5квасцов и готовят водный раствор объемом50 мл, Затем при перемешивании вводят 5г глинопорошка Константиновского завода,Периодически помешивая, определяют конз+центрацию ионов Сг в водном растворе, 10Результаты приведены в табл. 2,Как видно иэ табл. 2 концентрацияз+ионов Сг через 9 ч стабилизируется и составляет 3,5 мг/л, что почти в два раза меньше максимально не действующей 15концентрации на человека при поступлениив организм с водой. (Э,Н.Левина, Общаятоксикология металлов, Л.: Медицина,1972).П р и м е р 3. Для доказательства сохранения свойств адсорбированных хромо-калиевых квасцов на порошке при хранении всухом виде проводят ряд опытов, Берут 50мл раствора адсорбированных хромо-калиевых квасцов на глинопорошке Константиновского завода (табл.1, опыт 2),отфильтровывают, сушат, размалывают дофракции 5-20 мк и вновь растворяют в водедо объема 50 мл, Через определенные промежутки времени определяют десорбцию 30з+ионов Сг в раствор,Аналогично проводят опыты с другимиадсорбентами,Результаты приведены в табл, 3.Как видно из табл, 3 десорбция ионов 35з+Сг с поверхности глинопорошка практически не наблюдается, Это свидетельствует обэкологической чистоте водных растворовпредлагаемого сшивающего агента.П р и м е р 4. Для доказательства способности образовывать полимерные гелипредлагаемого сшиваемого агента в сравнении со сшивающим агентом по прототипупроводят следующий опыт, Берут 0,05 г полимера Ассотго-С 22 Я, растворяют его в воде 45до объема 25 мл, добавляют в раствор полимера при перемешивании 0,075 г глинопорошка Константиновского завода, накотором адсорбировано 0,0075 г хромо-калиевых квасцов, 50Аналогично готовят полимерный гель нахромо-калиевых квасцах по прототипу, но враствор полимера добавляют 0,0075 г хромо-калиевых квасцов, Затем при периодическом перемешивании через определенные 55промежутки времени производят замер вязкости в обоих растворах и рассчитываютотносительную вязкость /с =- , где,и -ф начальная вязкость раствора - 1, р - вязкость раствора в определенное время.Результаты приведены в табл, 4,Как видно из табл, 4, как и по предлагаемому способу, так и по прототипу, относительная вязкость полимерных гелейвозрастает в 3 раза, что доказывает способность сшивающего агента по предлагаемому способу образовывать полимерные гелина уровне прототипа.П р и м е р 5. Для доказательстваэффективности работы полимерных гелей,образованных сшивающим агентом попредлагаемому способу в пористых средахпроводят исследования на моделях. Берутдве стеклянные трубки диаметром 20 мм,длиной 1000 мм, наполненные молотымкварцевым песком с проницаемостью 4,5дарси, насыщенные под вакуумом водой.Количественные характеристики вводимых в пористые среды реагентов приведеныв табл, 5,В водонасыщенные модели вводятоторочки полимера, продавливают их водой по модели до середины, затем фильтрацию приостанавливают на 5 сут,затем продолжают фильтрацию водой.Зависимость подвижности жидкости1(ргде- проницаемость, О; р - вязкость, спз,от объема прокачки приведена на чертеже.Из чертежа видно, что при введенииоторочки полимера подвижность жидкостей1(р- и по предлагаемому способу, и по прототипу резко снижается (отрезок а-в), послевыдерживания раствора полимера в моделях в течение 5 суток растворы фильтруютсяс высоким фактором сопротивления (отрезок в-с). После выхода из модели оторочекреагента наблюдается высокое остаточноесопротивление (отрезок с-б), причем попредлагаемому способу оно л два раза выше, чем по прототипу, Таким образом и вмоделях можно наблюдать высокую работоспособность сшивающего агента как по прототипу, так и по предлагаемому способу,Сшивающий агент по предлагаемому способу приготовления обладает следующимипреимуществами,обеспечивает санитарно-токсикологическую безопасность при проведении работпо закачке растворов для образования полимерных гелей в нефтяных пластах;обеспечивает экологическую чистоту нанефтепромыслах и в водных бассейнах, таккак ионы хрома, адсорбированные на частицах глинопорошка не способы перебродитьиз водных или полимерных растворов на2001253 Таблица 1 Таблица 2 Таблица 3 поверхность пористых сред нефтяных и водоносных пластов;обеспечивает длительный период сохранения фактора остаточного сопротивления в пористых средах, что повышает технологическую эффективность применения полимерных гелей, образованных с помощью данного сшивающего агента;данный способ получения сшивающего агента прост в технологическом исполнении и не несет больших материальных затрат;предлагаемый способ обладает доступной сырьевой базой, так как глинопорошок является широкоиспользуемым сырьем на нефтепромыслах, в частности для приготовления буровых растворов;предлагаемый способ получения сшива ющего агента может базироваться на использовании отходов водных растворов хромовых соединений гальванических производств, что позволяет решать вопросы утилизации крупнотоннажных отходов и 10 снижения остроты экологических проблем.2001253 12-- Прототип Предлагаемый аю ЧИпор. а 6 Составитель А. БарановаРедактор М. Самерханова Техред М.Моргентал Корректор С. Юскив Заказ 3119 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1. ПООБ ПОЛУЧЕНИЯ СШИВАЮЩЕГО АГЕНТА ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ГЕЛЕЙ, включающий приготовление водного раствора хромовой соли щелочного металла, отлича ющийся тем, что в водный раствор хромовой соли щелочного металла при перемешивании вводят мелкодисперсный твердый адсорбент в количестве, достаточном для полной адсорбции иона хрома на10 поверхности мелкодисперсного твердого адсорбента, и выдерживают б - 9 ч.2. Способ по п,1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного твердого адсорбента используют глинопорошок,3. Способ по п,2, отличающийся тем,что минимальное количество глинопорощка, необходимое для полной адсорбции,определяют по формуле6=Сггде 6 - количество глинопорошка, кг;С - концентрация хромовой соли щелочного металла в воде, кг/м;Ч - обьем водного раствора хромовойсоли щелочного мегалла, м;д - предельная адсорбция хромовой соли щелочноо металла на мелкодисперсном твердом адсорбенте, кг/кг.