Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ К ЗАКАЧИВАЕМОЙ В НЕФТЯНОЙ ПЛАСТ ВОДЕ

Изобретение относится к области нефтедобычи, конкретно к способу получения добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде, предназначенной для повышения эффективности отдачи нефтяных пластов.

Известен способ получения реагента-загустителя изоляционных составов для бурения и эксплуатации скважин путем обработки порошкообразных полимеров или сополимеров кислот акрилового ряда ионизирующим излучением до поглощенной дозы 0,5-3,0 Мрад. Для уменьшения процесса радиационного старения к полученному продукту могут быть добавлены антиоксиданты или антирады (патент РФ 2069256, Е 21 В 43/22, 1996 г.).

Известен также способ получения нефтевытесняющего реагента путем введения в облученный полиакриламид карбоксиметилцеллюлозы в количестве 2-50 мас.% (Патент РФ 2159325, E 21 B 43/22, 2000 г.)
Общим недостатком этих способов является то, что они не обеспечивают защиту облученного полиакриламида от пост-радиационных эффектов, приводящих к деструкции полимера.

Известен также способ получения добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде, включающий обработку порошкообразного полиакриламида ионизирующим излучением дозой 5-50 кГр (в пересчете 0,5-5,0 Мрад) в присутствии газовой смеси с содержанием кислорода 10-50 об.% (патент РФ 2127359, Е 21 В 43/22, 1999 г.).

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде, включающий обработку порошкообразного полиакриламида последовательно в два этапа.

На первом этапе проводят обработку порошкообразного полиакриламида ионизирующим излучением с последующей термической обработкой на втором этапе при 50-170^oС в течение 0,5-3 часов (авторское свидетельство СССР 1837104, Е 21 В 43/20, 1993 г.).

Недостатком этого способа, как и указанного выше, является значительная нестабильность облученного сухого порошкообразного полиакриламида, проявляющаяся в быстром снижении его загущающей способности из-за протекающей деструкции полимера.

Термическая обработка облученного полиакриламида еще более усугубляет деструкцию полимера.

Нестабильность полиакриламида ухудшает его эксплуатационные свойства, т. к. добавка не подлежит длительному хранению, длительной транспортировке и не стабильна при повышенной температуре.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего улучшить стабильность и, как следствие, эксплуатационные свойства добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде за счет защиты радиационно-модифицированного полиакриламида от деструкции, а также упрощение способа получения добавки.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде путем обработки порошкообразного полиакриламида ионизирующим излучением с последующей обработкой облученного полиакриламида водой в количестве 10-30% от массы полиакриламида.

Причем обработку порошкообразного полиакриламила осуществляют ионизирующим излучением до поглощенной дозы 0,1-1,0 Мрад. Облучение полиакриламида и обработку облученного полиакриламида водой проводят при атмосферных условиях.

Отличие заявляемого технического решения состоит в проведении дополнительной стадии - обработке облученного полиакриламида водой, взятой в заявленном количестве.

Указанное отличие позволяет получить стабильную добавку и за счет этого сохранить длительное время ее эксплуатационные свойства. Предлагаемый прием позволяет также упростить способ, так как не требуется приготовления специальной газовой смеси и использования специальной аппаратуры для изоляции обрабатываемого порошка полиакриламида от контакта с атмосферой, а также за счет того, что проведение обработки излучением осуществляют при пониженных дозах.

Выбор интервала концентраций воды обусловлен тем, что ниже 10 мас.% стабилизация оказывается недостаточно эффективной, а выше 30 мас.% - излишней, так как при 30 мас.% достигается максимальная стабилизация. При обработке водой в заявленных количествах полимер впитывает воду и остается порошкообразным. Сущность протекающего при этом процесса состоит в том, что при определенной концентрации воды свободные радикалы, накопившиеся при облучении в твердом полиакриламиде, приобретают подвижность и рекомбинируют, образуя "сшивки", в то время как в известном способе кислород, захватывая свободные радикалы, препятствует их рекомбинации.

Сущность предлагаемого способа иллюстрируется приведенными ниже примерами.

Пример 1.

Берут полиакриламид марки CS-131 (производство фирмы Sanyo Chemical Industries, Япония)
Молекулярный вес - 5•10⁶
Содержание основного вещества - 93%
Содержание влаги - 7%
Внешний вид - Белый порошок
Обработку полимера на источнике Со⁶⁰ осуществляют ионизирующим излучением дозой 0,2 Мрад в течение 2-х часов при комнатной температуре в воздушной среде ( атмосферные условия), затем облученный полимер обрабатывают 5%, 10%, 15%, 30% воды от массы полимера путем ее разбрызгивания по поверхности полимера при перемешивании массы, чтобы избежать комкования. Полученный продукт представляет готовую добавку (образцы 1, 2, 3, 4). Для сравнения вышеуказанным способом готовят образец 5 без стадии стабилизации его водой.

Для того чтобы оценить свойства приготовленных образцов, их выдерживают при температуре 60^oС (для имитации ускоренного старения) в течение определенного времени, отбирают пробы и измеряют вязкость (т Рая ) их 0,5%-ных водных растворов на динамическом вискозиметре Реотест при градиенте скорости 3 с^-1 при 25^oС.

Полученные результаты приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что стабилизация полиакриламида становится оптимальной при использовании 15-30% воды от массы полимера. Использование воды в количестве 5 мас.% неэффективно, а более 30 мас.%, как уже указывалось, технически и экономически не оправдано.

Пример 2.

Берут полиакриламид марки AN-132 (компания SNF s.a. Floerger, Франция)
Молекулярная масса - 7•10⁶
Содержание основного вещества - 97%
Содержание влаги - 3%
Внешний вид - Белый порошок
Полимер обрабатывают в условиях примера 1, стабилизацию осуществляют 30% воды от массы полимера.

Полученный образец добавки (образец 6) исследовали по методике, изложенной в примере 1, но при температуре 80^oС.

Результаты, приведенные ниже в таблице 2, подтверждают, что вязкость стабилизированного полиакриламида практически не изменилась, в то время как образец добавки, полученной на основе того же полимера, но без стадии стабилизации (образец 7), деструктировал в первые часы хранения.

Таким образом можно сделать вывод, что обработка порошкообразного полиакриламида по предложенному способу позволяет сохранить эксплуатационные свойства добавки во времени.