Композиция на основе полиакриламида (ее варианты)

.842(088.8) с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изоОретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 0702.83, Бюллетень Мо 5 Дата опубликованмя описания 070283 ЖИ,А,Швецов, И.В.Соляков, В.В,Кукин н И.Д. кФк"Р(72) Авторы изобретения Государственный институт по 1 проектированйкт:-:и исследовательским работам в нефтянойпромышленности "Гипровостокнефть"(54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛАИИДА(ЕЕ ВАРИАНТЫ), Изобретение относится к Физикохимии полимеров и может быть использовано для повышения их стабильности, а именно снижения механической .:.деструкции в процессе использования.Водорастворимые высокомолекулярные соединения (ВМС) такие,как полиакриламиды, окись полиэтилена и т;и.проявляют в водных растворах загущающие и Флоккулирующиесвойства. Этисвойства обуславливают применениеуказанных полимеров во многих про-. - .мьааленных процессах, например, втекстильной, бумажной, пищевой промьпаленностях, при вторичной и третичной добыче нефти в качестве водныхвытесняющих систем, при обработке.,сточных вод и др,В процессе приготовления и использования водных растворов ВИС их молекулы нодвергаются воздействию механических напряжений и других воздействий, что часто приводит к разрушениюмолекулярной цепочки и, как следствие,к снижению загущающих й флоккулирующих свойств полимеров.Известна композиция на основе полиакриламида, включающая воду и неорганические соли щелочных и.щелочнозе-.мельных металлов при концентрации со ЗО. Ь 2лей 25-250 г/л. Соли добавляют с целью стабилизации полиакриламида против действия железа 1 11.ОднакО добавление солей в таких количествах снижает вязкость растворов полиакриламида, ухудшает их технологические свойства, усугубляет механическую деструкцию полиакриламида.Наиболее близкой к предлагаемой является композиция на основе поли- акриламида, включающая воду и стабилизирующее вещество. В качестве стабилизирующего вещества она содержит поверхностно-активные вещества (ПАВ), представляющие собой продукты оксиалкилирования гидрофобных многоатомных спиртов, Количество полимера в диспергируемой в воде смеси 12-15 вес,Ъ, ПАВ 88-85 121Однако эта композиция характеризу ется недостаточно надежной защитой полимера от механической деструкции во времени, так как ПАВ защищает частицу полимера только на тот период времени, пока вокруг нее не раство- рится оболочка из.ПАВ. Кроме того, используются достаточно болыаие количества дорогих и дефицитных ПАВ.Целью изобретения является увеличение стабильности по отношению к5 О П р и м е р 2. Осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве стабилизирующей добавки к раствору полимера используют соляную кислоту, концентрация которой менялась от 0,001 до О, 1 вес.,механической деструкцйи и удешевление композиции.Поставленная цель достигается тем,что композиция на основе полиакриламида (ПАА), включающая воду и стабилизирующее вещество, в качестве стабилиэирующего вещества содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Полиакриламид 0,05-0,1Хлористый натрий 0,15-0,3Вода О стальноеПо второму варианту композиция вкачестве стабилизирующего веществасодержит хлористый кальций при,следующем соотношении компонентов,вес.Ъ:35Полиакриламид 0;05-0,1Хлористый кальций 0,02-0,03Вода ОстальноеСогласно третьему варианту, композиция в качестве стабилизирующего 2 Овещества содержит НС 1 при следующемсоотношении компонентов, вес.Ъ:Полиакриламид 0,05-0,1НС 1 0,002-0,004Вода Остальное 25Согласно четвертому варианту композиция в качестве стабилизирующеговещества содержит Н 50 при следующемсоотношении компонентов, вес,Ъ:Полиакриламид 0,05-0,1 30Ну.Ь 0 ч 0,005-0,007Вода ОстальноеКомпозиция готовится следующимобразом,В емкость, где приготовляется вод Зный раствор полимера требуемой рабочей концЕнтрации, при перемешиваниидобавляют указанные. добавки в оптимальных количествах.Величина оптимальной концентрациисоли или кислоты зависит от физикохимических свойствполимера и растворителя (воды), а также от природы до.бавляемого вещества и определяетсяэкспериментальным путем в каждом кон.кретном случае. для каждой пары раст ф 5вор полимера - добавка существуетсвой оптимум концентрации, ниже ивыше которого степень деструкции по-,лимера при одинаковых разрушающихнагрузках возрастает,Эффект снижения механической деструкции ПАА под действием. укаэанныхвеществ, добавленных в оптимальномколичестве, обусловлен,тем, что вэтом случае достигается наиболееблагоприятное соотношение междугеометрическим размером макромолекул и их вязкоупругими свойствами(эластичностью). Сравнительно неболь.шой размер макромолекулы и способ Цность к обратимой деформации снижаеТ,вероятность ее разрушения под действием различного рода нагрузок посравнению с состояниями значительного полиэлектролитного набухания или фЯ сжатия, когда концентрация соли иликислоты в растворе соответственнониже или выше оптимальной.Эффективность предлагаемого способа стабилизации полимеров подтверждается лабораторными исследованиямиНаблюдается повышение стойкости ПААк механической деструкции при добавке к его,раствору оптимальных количеств указанных солей или кислот,В качестве исходного раствора берут раствор ПАА (молекулярная масса10 млн., степень,гидролиэа 1 бЪ),приготовленный на пресной, волжскойводе при осторожном (300-500 об/мин)перемешивании лопастной мешалкой.Механическая деструкция исходногораствора осуществляется путем егопрокачки через сцементированный песчаник, имеющий проницаемость 0,4 Дарси, со скоростью 165 м/сут.Стойкость полимера к механической деструкции оценивается величинойкоэффициента механической стойкости(Д), который равен отношению скрин-,факторов деструктированного (Сф Е )и исходного (Сф,с) растворов, т.е.Д=СфбСт /Сф, Чем больше величинаД (его максиглальное. значение равно фтем, следовательно, меньше разрушился полимер.На Фиг,1-5 приведены кривые зависимости коэффициента механическойстойкости от концентрации различныхстабилизирующих добавок.П р и м е р 1. В качестве добавки к исходному раствору ПАА используют серную кислоту, концентрация которой в растворе ПАА меняется от0,001 до 0,1 вес,Ъ,Растворы с разным содержанием кислоты подвергают механической деструкции указанным способом. Затем измеряют скрин-факторы растворов и опрелоделяют величину коэффициента механической стойкости полимера (Фиг.1),Кривая зависимости коэффициентамеханической стойкости от концентрации серной кислоты имеет максимум,равный примерно 0,5, в диапазоне концентрации кислоты 0,005-0,007. Следовательно, при укаэанном количествекислоты в растворе ПАА механическаядеструкция полимера минимальная, поэтому данный диапазон концентрацийкислоты является оптимальным.При концентрации кыслоты в растворе ПАА ниже и выше оптимальной коэффициент механической стойкости полимера снижается.Максимальный коэффициент механи 4 Вческой стойкости наблюдается в диапазоне концентраций соляной кислоты0,002-0,004, который в данном случае является, следовательно, оптимальным (фиг.2). 5П р и м е р 3. Осуществляют аналогично примеру 1 и 2, но в качестведобавки используют хлористый кальций,концентрация которого меняется от0,001 до 0,1. 10Максимальный коэффициент механической стойкости (примерно 0,5) наблюдается в диапазоне концентрацийхлористого кальция, равном 0,02-0,03, который, следовательно, и является в данном случае оптимальным(фиг. 3) .П р и м е р 4. Осуществляют аналогично примерам 1-3, но в качестведобавки используют хлористый натрий,концентрация которо 1 о в растворе меняется от 0,1 до 10.Диапазон оптимальной концентрациихлористого натрия в растворе ПАА0,15-0,3. При этом величина коэффициента механической стойкости равнапримерно 0,8 (фиг.4),П р и м е р 5. Осуществляют аналогично примерам 1-4, но в качестведобавки используют плаатовую водуСосновского месторождения Куйбышевской области, в которой исходная концентрация солей йа, Са, И 9 и др,252 г/л,применение в качестве добавки 35пластовой воды указанного месторождения позволяет повысить коэффициентмеханической стойкости полимера с О,".до 0,8 при общей концентрации солей,равной 0,4-0,6, полученной путем 40разбавления исходной минерализованнойводы.Пример 5 осуществляют согласно варианту Йредлагаемого способа,который предусматривает добавку минерализованной например, пластовой водыв указанных количествах с учетом ееобщей минерализации.Таким образом, за счет добавок краствору ПАА солей и кислот в указан.ных количествах коэффициент механической стойкости данного полимераповидается с 0,2 до 0,5-0,8.П р.и м е р 6. Влияние добавкихлористого натрия (по предложенномуспособу) к раствору ПАА, используемому в качестве нефтевытесняющегоагента, на нефтеотдачу пласта.Две одинаковых модели слоисто-неоднородного пласта насыщаются нефтью,которая затем вытесняется водой до 60практически полной обводненности добываемой продукции. Тем самым моделируется процесс вытеснения нефти приобычном заводнении. Нефтеотдача приэтом 49. 65 Затем в одну из моделей пласта заначивают 30-ную от объема пор отс- .рочку раствора ПАА, который предварительно подвергают. деетрукции указанным способом. Далее оторочка вытесняется водой. Таким образом моделируется процесс полимерного заводнения нефтяного пласта на конечной стадии разработки. При этом деструктирование раствора ПАА в пористой среде при скорости 165 м/сут моделируетего прохождение через ризабойную зону нагнетательной.скважины.В результате закачки полимернойоторочки нефтеотдача пласта повышается по сравнению с обычным заводнением на 11,5 и составляет 60,5.Процесс полимерного заводнения совторой моделью пласта выполнен аналогичным образом, но перед деструктиро.ванием раствора ПАА в него добавленхлористый натрий в количестве 0,2на раствор ПАА.Снижение механической деструкцииполимера за счет добавки хлористогонатрия приводит к увеличению нефтеотдачи пласта, которая составляетв этом случае 70,0, т.е. возрастаетна 9,5 по сравнению с предыдущимопытом (без добавки МаС 1).Таким образом, предложенная ком-.позиция имеетболее высокую стабильность по отношению к механическойдеструкции и является более дешевой,чем известная,При заводнении нефтяных пластовзакачиваемые в пласт растворы полиакриламида практически не защищаются от механической деструкции. Ожидаемый экономический эффект от замены полиакриламидного раствора начредложенную композицию составляет1 тыс.руб. на тонну полимера.Формула изобретения1, Композиция на основе полиакриламида, включающая воду и стабилизирующее вещество, о т л и ч а ю щ ад с я тем, что, с целью увеличения стабильности по отношению к механической деструкции и удешевления композиции, в качестве стабилизирующего вещества она содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес,Полиакриламид 0;05-0, 1 Хлористый натрий 0,15-0,3 Вода Остальное 2, Композиция на основе полиакриламида, включающая воду и стабилизирующее вещество, о т л и ч а ю щ а я.- с я тем, что, с целью увеличения стабильности по отношению к механической деструкции и удешевления композиции, в качестве стабилизируюПолиакриламидНС 1Вода 1Ъ фЪ Канцентрация серяаи гйгетты Фиг,Рщего вещества она содержит хлористыйкальций при следующем соотношениикомпонентов, вес.Ъ:Полиакриламид 0,05-0,1Хлористый кальций 0,02-0,03Вода Остальное 3. Композиция на основе полиакрил амида, включающая воду и стабилизирующее вещество, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью увеличения стабильности по отношению к механической деструкции и удешевления композиции, в качестве стабилизирующего вещества она содержит НС 1 при следующем соотношении компонентов вес.%: 4, КЬмпозиция на основе погиакриламида, гвключающая воду и стабилизирующее вещество, о т л и ч а ю щ а я -с я тем, что, с целью увеличениястабильности по отношению к механической деструкции и удешевления композиции, в качестве стабилизирующеговещества она содержит Н,504 при следующем соотношении компонентов, вес.ВПолиакриламид 0,05-0,10,005-0,007Вода ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР15 по заявке Р 3227796,кл. С 08 К 3/10,1980.2, Патент США Р 3634305,кл. 260-33.4, опублик. 1972 (прототип).994517 ь ф ъ 08ЮИЯиценврацию Юлеей киопти, Яф,юур сЮФУ0,8 ФО Монцекерацад хяористко матциц/еЬг, 7ПП "Латент",ЛУл.Проектна Филиа г.Ужг каз 560/5Подписно окцеитрацим семей пюастооой АчЪ, %