Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Раствор полимерный
Растворы полимеров - Справочник химика 21
из "Реология полимеров"
Растворять полимеры в органических растворителях можно различными способами. Если вы располагаете временем, то можно просто добавить крупинки полимера к растворителю и оставить смесь стоять. Полимер впитает в себя немного жидкости и сделается липким. Липкие хлопья соединятся в комок, и вся эта масса будет плавать или опустится на дно сосуда в зависимости от соотношения плотностей полимера и растворителя. Если не трогать сосуд, то пройдут часы, дни, даже недели, прежде чем образуется раствор. Однако если периодически взбалтывать приготовленную смесь, скажем, с частотой 1 гц, то раствор образуется в течение нескольких часов или уже во всяком случае за ночь. [c.92] Раствор полимера можно получить и гораздо быстрее. Для этого надо понемногу добавлять полимер в жидкость и непрерывно взбалтывать смесь высокоскоростной мешалкой. Быстрее всех до цели доберется самый терпеливый. Если сразу весь растворяемый полимер бросить в жидкость, то не успеет пройти еще полное диспергирование, как начнут образовываться хлопья. Если же добавлять порошок очень медленно, каждый раз дожидаясь пока полностью растворится предыдущая доза, то раствор можно приготовить быстрее. Наилучшие результаты достигаются, если использовать высокоскоростные мешалки с правильно подобранными рабочими органами. При этом хороший раствор может быть получен в течение нескольких минут. [c.92] Основные закономерности процесса растворения полимера можно наблюдать на следующем типичном примере. Возьмем лист полиметилметакрилата и погрузим его в хороший растворитель, такой, например, как ацетон или дихлорэтилен. Происходящие при этом явления хорошо видны, если проводить растворение в стеклянном стакане. Жидкость медленно проникает в полимер, который при этом набухает, становится каучукоподобным и затем желатинообразным. Наконец маленькие кусочки геля начинают отделяться и постепенно переходить в раствор. Этот процесс продолжается до тех пор, пока весь образец не растворится. Если на ранних стадиях растворения набухший образец вынуть из растворителя, сложить его вместе с другим чистым листом полимера и выждать, пока испарится растворитель, то между двумя листами образуется очень прочная связь. Это свидетельствует о том, что полимерные цепи одного образца, приобретшие подвижность в растворителе, проникли в другой образец. [c.93] Несколько иную форму растворов представляют собой пластифицированные полимеры. Низкомолекулярные соединения могут пластифицировать полимеры, но это не представляет никакой ценности, так как такие растворители быстро испаряются. Однако, если в качестве растворителя взять относительно высокомолекулярное соединение с довольно высокой температурой кипения и низкой упругостью пара, то образующийся при этом раствор остается устойчивым очень долго, так как такие растворители не выпотевают даже в течение нескольких лет. Примером такого раствора может служить поливинилхлорид, пластифицированный диоктилфталатом. В этом случае пластификация превращает весьма жесткий полимер в каучукоподобный. [c.93] На растворимость полимеров влияют также образующиеся водородные связи и кристалличность полимера. Хотя известны отдельные исключения из предложенной теории, все же правильность ее основных представлений и тот факт, что в большинстве случаев она оказывается применимой, говорят, что предпочтительнее пользоваться теорией, а не старым заслуженным правилом подобное в подобном . Севере и Смитманс применили метод расчета параметров растворимости к системе поливинилхлорид—пластификатор . Они нашли, что действительно существует тесная связь между значениями параметров растворимости различных соединений и их пластифицирующим действием. Одним из наиболее убедительных доказательств справедливости теории, основанной на расчете параметров растворимости, является подбор такой пары плохих растворителей, чтобы после их смешения параметр растворимости смеси оказался бы близким к параметру растворимости самого полимера. И действительно, смесь таких плохих растворителей хорошо растворила полимер. [c.94] Эпоксидная смола нерастворима ни в ксилоле, ни в метил-изобутилкарбиноле. Однако Баррел показал, что эпоксидная смола легко растворялась в смеси названных растворителей. Применение метода расчета параметров растворимости смесей гораздо целесообразнее, чем подбор растворителей для отдельных полимеров путем эмпирической проверки всевозможных пар. [c.94] Ценность полимерных растворов, возможно, не очевидна для инженера, занимающегося такими методами переработки, как литье под давлением или экструзия, но вполне понятна человеку, имевшему дело с красками. Однако все полимеры так или иначе встречаются в виде растворов. Некоторые полимеры, например линейный полиэтилен и изотактический полипропилен синтезируют в растворах. Другие полимеры, синтезируемые в блоке или в эмульсии, на промежуточных стадиях процесса полимеризации растворены в собственных мономерах. Наконец, очистка некоторых полимеров осуществляется путем последовательного растворения и осаждения из раствора. [c.94] Это относится, например, к полимерам, содержащим высоко-кипящие растворители, пластификаторы, а также к растворам полимеров в некоторых смазочных маслах и гидравлических жидкостях, в которые полимерные добавки вводят с целью модификации свойств, например с целью снижения влияния температуры на вязкость. [c.95] Многие исследования выполнялись на растворах полимеров, поскольку при работе с растворами не нужно таких высоких температур и давлений, которые необходимы, когда эксперименты проводятся с расплавами полимеров. Кроме того, расплавы полимеров склонны к термической деструкции и к изменениям под действием сдвиговых напряжений, а поведение дисперсий зависит от геометрической формы частиц. [c.95] Во многих случаях теоретическое рассмотрение полимерных растворов начиналось с того, что молекулы или частицы представлялись в виде знакомых механических моделей. [c.95] пройденный таким образом наобум, может служить упрощенной моделью расположения гибких полимерных молекул. Сегменты цепи моделируются расстоянием между соседними светофорами, которое Вы проходите никуда не сворачивая, а произвольность относительного расположения сегментов—равновероятностью выбора направления дальнейшего пути на перекрестке. [c.96] Кроме того, полимерные цепи могут перемещаться во всех трех направлениях, а сегменты могут поворачиваться в любом направлении на угол, приблизительно равный 69 . Другими словами, каждый последующий сегмент может располагаться относительно предыдущего на поверхности конуса с углом при вершине около 138 Наглядно это можно представить, если распрямить указательный палец правой руки, приставить к третьему суставу указательный палец левой руки так, чтобы оба пальца располагались по одной линии, и начинать вращать правым пальцем, не сгибая его. Полученная система моделирует сочленение двух сегментов. Представьте себе, что у Вас много рук, и пальцы можно приставлять один к другому так, чтобы каждый последующий мог вращаться, образуя конус с вершиной в конце предыдущего, и Вы получите модель полимерной цепи с сегментами, вращающимися в трех направлениях. [c.96] В действительности свобода вращения сегментов полимерной цепи несколько ограничена. Боковые группы, присоединенные к основной цепи, препятствуют свободному вращению и заставляют сегменты ориентироваться в определенных направлениях. Так, например, боковые метильные группы в полипропилене, присоединенные к основной углеродной цепи, заставляют всю цепь принимать спиральную конформацию. [c.96] Аналогично этому, в хорошем растворителе сегменты полимерной цепи не имеют каких-либо особенностей по сравнению с молекулами растворителя. Обычно конформации молекул такого растворителя не отличаются от конформаций полимерной молекулы, поэтому макромолекулы в хорошем растворителе располагаются, как и в расплаве, совершенно произвольно. [c.97] Если же хороший растворитель заменить на плохой, то картина изменится. В этом случае сегменты обладают значительно большим сродством друг к другу, чем к молекулам растворителя. В результате этого макромолекула стремится свернуться в клубок, а наиболее вероятное расстояние между концами полимерной цепи уменьшается. Если же в систему добавить нерастворитель, то молекула свернется в тугой клубочек, и если концентрация этих клубочков достаточна, чтобы отдельные макромолекулы могли встретиться, то произойдет флоккуляция. [c.97] Описанное распрямление макромолекул в хороших растворителях и сворачивание в плохих оказывается важным обстоятельством, влияющим на вязкость растворов полимеров. [c.97] Было установлено, что это уравнение не оправдывается для растворов полимеров, поскольку макромолекулы нельзя представлять в виде жестких шариков. Тогда заменим константу 2,5 на некоторую эмпирическую постоянную К, а У—произведением Мс, где УИ—молекулярный вес, а с—концентрация в г/л. [c.97] Величину называют приведенной вязкостью. [c.98] Одно из допущений, принятых при выводе закона Эйнштейна, состояло в том, что рассматривались чрезвычайно разбавленные растворы. Если значения экстраполировать к нулевой концентрации, то получится величина, называемая характеристической вязкостью [т]]. [c.98] Хаггинс - установил, что для случая сферических частиц а=0 и написанная формула переходит в закон Эйнштейна. Для жестких палочек а=2, а для гибких цепей а приблизительно равно 1. Практически значения а меняются от 0,5 до 1,5. Поскольку а зависит от степени растяжения или сжатия макромолекулы в растворе, то, очевидно, что а должно зависеть от природы примененного растворителя. В плохих растворителях, в которых полимерные цепи стремятся свернуться в клубок, должны наблюдаться низкие значения а, а в хороших, в которых макромолекулы распрямляются, следует ожидать высоких значений а. [c.98]Вернуться к основной статье
chem21.info
Растворы полимеров приготовление - Справочник химика 21
Обработка результатов измерений Определение характеристической вязкости. Если раствор полимера приготовлен при температуре Tj, отличающейся от температуры измерений то концентрацию раствора с, выраженную в г/100 мл, вычисляют по формуле [c.108]
Морган указывает на очень интересную особенность в поведении полиарилатов на основе фенолфталеина и его производных. Оказывается, что имеется ряд растворителей, в каждом из которых полимер хорошо растворяется, но в смеси двух из них он нерастворим. Иначе говоря, если к раствору полимера в одном из растворителей добавить небольшое количество другого растворителя — антагониста , то полимер осаждается. Аналогичный эффект наблюдается и при сливании двух растворов полимеров, приготовленных в каждом из растворИтелей-антагонистов. Это явление раньше наблюдалось весьма редко [c.114]
Влияние свойств и состава растворителя на качество растворов. В качестве растворителя используют пресные и минерализованные воды с различной степенью кислотности pH и минерализации. Растворы технического полиакриламида и других полимеров в воде проявляют свойства полиэлектролитов, поэтому их вязкость зависит от наличия низкомолекулярных электролитов. Соли, имеющиеся в растворителе, обычно снижают вязкость раствора (рис. 4.5, 4.6, 4.7). Вероятность содержания хлорного железа, хлористого кальция и хлористого натрия и соответствующих ионов в закачиваемых растворах полимеров на практике достаточно высока. Например, ионы железа в водные растворы ПАА могут попадать как на стадии их приготовления, так и в процессе движения раствора по промысловым коммуникациям и в нагнетательных скважинах. Уменьшение вязкости растворов при использовании в качестве растворителя минерализованной воды вместо пресной наблюдается и для других типов полимеров. Например, даже незначительная минерализация, которой обладает водопроводная и озерная вода, способствует существенному снижению вязкости гипана (рис. 4.8). Кривые вязкости и pH растворов для кислых сред (рНопределенной степени объясняет закономерности изменения вязкости в минерализованных растворителях. По мнению исследователей этой проблемы в кислой среде происходит подавление диссоциации карбоксильных групп полимера, и цепочка молекулы сворачивается в клубок . С возрастанием pH раствора в результате усиления диссоциации карбоксильных групп происходит увеличение вяз- [c.106]
Раствор, приготовленный из ацетата целлюлозы, растворителя (ацетона и воды) и агента набухания (перхлората магния, иногда формамида) в соотношении 22,2 66,7 10,0 и 1,1% (масс.), поливается тонким слоем на стеклянную пластину, подсушивается в течение нескольких минут и затем погружается в холодную воду при температуре около О °С, где выдерживается в течение 1 ч до отделения пленки от подложки. За это время происходит практически полное формование мембраны. В начальной стадии формования ацетон быстро испаряется с поверхности отлитой пленки и на ней образуется гелеобразный слой, препятствующий испарению растворителя с более глубоких слоев раствора полимера Таким образом, в момент погружения в воду, являющуюся осадителем для данного раствора, система представляет собой желированную оболочку, внутри которой находится раствор. В момент соприкосновения с водой гель затвердевает, сохраняя очень тонкую структуру пор поверхностного слоя. Раствор полимера, находящийся внутри оболочки, коагулирует медленнее, так как диффузия воды сквозь поверхностный слой затруднена. При этом водой вымывается как растворитель, так и порообразователь. [c.48]
Применение полимерных добавок в системах пожаротушения связано с проблемой хранения, приготовления и введения концентрированных растворов в поток воды. Исследования показывают, что полимеры с длинными цепями должны быть хорошо смешаны с водой перед введением в установку. В то же время готовые растворы полимеров в воде в результате хранения быстро теряют способность снижать гидравлическое сопротивление трубопроводов. Эффект увеличения пропускной способности трубопровода при течении раствора высокомолекулярных добавок полностью пропадает по истечении трех суток с момента приготовления раствора [27]. [c.65]
Из исходного раствора водорастворимого полимера готовят водные растворы по К) мл с концентрациями 0,4, 0,6, 0,8% (масс.). Навески кварца по 14 г помещают в 4 фарфоровых стакана и с помощью пипетки наливают в них по 5 мл исходного и приготовленных растворов полимера. Суспензии тщательно перемешивают шпателем. [c.193]
Для приготовления растворов полимеров могут быть использованы полиакриламиды, полисахариды и производные целлюлозы. Предпочтение отдается полиакриламиду молекулярной массы более 3 млн., верхний предел молекулярной массы не лимитируется, важно сохранить хорошую растворимость полимера. [c.88]
Измеряют смещение магнитной пластинки на границе раздела водный раствор полимера — неполярная жидкость по методике, указанной выще. Вначале проводят измерения через 25—30 мин, а затем через 1 ч после введения в кювету неполярного растворителя (для вновь приготовленной системы). По полученным данным рассчитывают деформацию 7 = А//П (П — периметр пластинки). Результаты измерений записывают в таблицу (см. табл. УП.5). [c.203]
На осмотическое давление в достаточно концентрированных растворах полимеров может существенным образом влиять способ приготовления раствора. Предварительное нагревание и перемешивание способствуют повышению осмотического давления, а охлаждение или длительное выдерживание раствора, наоборот, понижению его. Причина этих явлений заключается в образовании ассоциатов или даже пространственных сеток макромолекул в достаточно концентрированных растворах полимеров й их разрушении при перемешивании или нагревании раствора. [c.456]
В сухой вискозиметр через трубку 2 вносят градуированной пипеткой (цена деления 0,2 мл) 5 мл раствора полимера (при приготовлении раствора используют переосажденный и высушенный до постоянной массы полимер), помещают вискозиметр в термостат и после термостатирования в течение 10—15 мин определяют время истечения раствора (также не менее 5 раз). Предварительно капилляр 5 и измерительный шарик 4 несколько раз промывают раствором. Исходный раствор должен иметь Т)/т1о 1,5. Если исходный раствор имеет т]/т1о>1,5, то раствор разбавляют в вискозиметре, добавляя определенное количество растворителя. Если т]/т1о[c.175]
Затем в чистую сухую колбочку на 10—20 мл с притертой пробкой помещают 0,10 г полинзобутилена или 0,01 г полиэтилена, которые растворяют в 10 мл приготовленного растворителя (если плохо растворяется, то надо слегка подогреть на закрытой электроплитке). Приготовленный таким образом раствор полимера имеет наивысшую концентрацию, которая в дальнейшем будет разбавляться равными порциями (по 7 мл) растворителя для получения растворов полимера разных концентраций, для которых определяется вязкость. [c.156]
В различных коллоидных системах и растворах полимеров минимальная концентрация геле- и студнеобразования зависит от природы дисперсной фазы. Так, глютин застудневает при 5 /о-ной концентрации, золь кремневой кислоты — при 3—6%-ном содержании 5102, агар принимает студнеобразное строение при 0,1—0,2%-ной концентрации, а германиевокислый кальций дает гель при содержании воды 99,935%. Понятно, что эти концентрации для различных систем могут меняться в зависимости от способа приготовления золя или раствора полимера, его чистоты и ряда других условий, но основной принцип зависимости желатинирования и гелеобразования от концентрации остается неизменным. [c.228]
Схема приготовления гелеобразующего раствора непосредственно на скважине и закачки его в водонагнетательную скважину показана на рис. 6.9. Схема включает в себя три автоцистерны 4,8 я 9 соответственно для соляной кислоты, жидкого стекла и раствора полимера, насосный агрегат 2, водовод пресной воды 5, эжекторы 6 и 7 и промежуточную емкость 3. [c.254]
Предварительно приготовленные твердые катализаторы. Первые работы применением твердых катализаторов для полимеризации олефинов приводили [20] к образованию газов, маслянистых жидкостей и низкомолекулярных хрупких твердых материалов. Лишь в 1953 г. удалось получить механически прочный полиэтилен высокого молекулярного веса с применением твердых катализаторов [77]. Для этого газообразный этилен пропускали над восстановленным металлическим кобальтом па активном угле в качестве носителя. Полимеризацию проводили при температуре 0—250° и давлении не менее 35 ати. После завершения реакции твердый катализатор экстрагировали жидким растворителем и получали раствор полимера. Процесс удалось значительно усовершенствовать проведением реакции в среде жидкого углеводорода [78]. [c.285]
В некоторых случаях низкая эффективность определялась свойствами используемого раствора полимера. Установлено, что полимеры в определенных условиях подвергаются значительной деструкции. На эффективность полимерного заводнения существенное влияние оказывают воды, используемые для приготовления раствора полимера. Снижение степени риска в результате приобретенного опыта, а также экономическое стимулирование крупномасштабного внедрения метода вновь повысило к нему интерес, и с середины 70-х гг. резко возросло число публикаций на эту тему в зарубежной печати, а также количество полевых испытаний. [c.72]
Таким образом, энергетические затраты на приготовление обратных эмульсий с дисперсной фазой, представленной насыщенными растворами солей многовалентных металлов или водными растворами полимеров с повышенной вязкостью, будут существенно увеличиваться, что необходимо учитывать в практической работе. [c.73]
Для обработки растворов Смесительная воронка Минимальных размеров для смешивания глины, глинопорошка, химреагентов Максимальных размеров для быстрого повышения плотности при выбросах Максимальных размеров для введения в раствор полимеров, размещается после оборудования для отделения твердой фазы Максимальных размеров для приготовления нового раствора Не требуется, если используются добавки Не требуется [c.41]
Для приготовления пленок одинаковой толщины очень удобна их отливка на целлофановой подложке. Для этого конец стеклянной трубки диаметром 2—3 см накрывают смоченным в воде целлофаном, который при высыхании натягивается, давая совершенно гладкую поверхность (рис. 15.9). Такую трубку или, точнее, кольцо помещают на столик и наливают на целлофан отмеренное количество раствора полимера (1—10 вес. %). Скорость испарения [c.236]
Мокрый метод. Полимерную пленку получают осаждением из раствора на стеклянной пластинке, которую погружают в осадитель полимера, смешивающийся с растворителем, использующимся для приготовления раствора полимера. [c.237]
Наиболее простой способ приготовления пленочного полимерного покрытия на сетке иллюстрируется рис. 27.5. При этом используется чашка Петри, снабженная спускным отверстием с трубкой и ловушкой. Разбавленный раствор полимера в соответствующем растворителе выливается на водную поверхность. После испарения растворителя тонкая полимерная пленка переносится на решетку путем удаления воды. В настоящее время полимерные пленки вытесняются пленками из напыленного углерода. [c.103]
Далее производят такие же измерения с каждым из серии растворов полимера, приготовленных по указанию преподавателя. Плотность растворов определяют пикнометрически. Данные опытов оформляют в виде следующей таблицы (см. табл. 3, стр. 295). [c.294]
Раствор полимера, приготовленный в аппарате 1, через обогреваемый трубопровод 3 и дроссельный клапан 4 подают в осадительную камеру 5, где выделяется полимер и частично испаряется растворитель. Дальнейшее испарение растворителя происходит в камере 6, откуда масса поступает в разделительную емкость 7. Пары растворителя направляют в конденсатор 9 и возвращают в аппарат 1, а полимерные частицы с остаточным растворителем в жидкой фазе переводят в рафинер 8 с целью удаления остатков растворите,тя и измельчения частиц. Для получения ВПС использовали полиолефины в качестве растворителей — алифатические углеводороды, пеитан, гексан, октан, их изомеры и гомологи, алициклические углеводороды, циклогексанол, хлорированные углеводороды, сложные и простые эфиры, кетоны, нитрилы, амиды, фторированные соединения. Концентрация полимера в растворе составляла 0,5—5% (масс.). Раствор подавали в зону пониженного давления со скоростью 50—150 м/с. Объем испарившегося растворителя после дросселирования составлял 30—80 %. [c.125]
Аналогичные явления наблюдались и для растворов полиакрилонитрила в диметилформамиде. Например, 17%-ный раствор полимера, приготовленный при 110° С и охлажденный затем до 25° С, характеризуется небольшим приростом вязкости в течение 10 месяцев, в ом случае если он не содержит воды, но застудневает через 7 суток при содержании поды в растворителе 3% и через 2 ч при содержании воды 5%. [c.134]
Полимеризация в растворе. Как уже отмечалось (стр. 181), промышленные способы получения полнбутадиена в растворе базируются на использовании литийорганических соединений или ионно-координационных систем, содержащих металлы переменной валентности (титан, кобальт и никель). Технологическое оформление этих процессов включает следующие основные стадии 1) очистка мономера и растворителя 2) приготовление шихты (смесь бутадиена с растворителем) 3) полимеризация 4) дезактивация катализатора и введение антиоксиданта 5) отмывка раствора полимера от остатков катализатора 6) выделение полимера из раствора 7) сушка и упаковка каучука. [c.184]
Для приготовления растворов полимеров мо1ут быть использованы полиакриламид, полисахариды, карбоксимегилцеллюлоза (КМЦ), поливиниловый спирт и полистиролсульфонат. Предпочтение отдается полиакриламиду молекулярной массы более 2 млн. Концентрация полимера в растворе подбирается в зависимости от его молекулярной массы, свойств пласта и желаемой подвижности образующегося геля. Она может находиться в пределах от 0,02 до 1%. Объем оторочки полимера зависит от конкретных условий, но желательно закачать 1.50...500 м раствора. Комплексообразующий [c.80]
А1С12, причем наиболее предпочтительной является смесь двух последних соединений, которые берутся в отношении 50 50. Присутствие хлористого алюминия, остающегося после приготовления алюминийалкилхлорида, нежелательно. Реакция сополимеризации протекает при комнатной температуре и сопровождается интенсивньПк выделением тепла. Температура реакции поддерживается в заданных пределах с помощью системы охлаждения и путем регулирования скорости подачи алкенов. При эффективном охлаждении продолжительность полимеризации одной загрузки не превышает 20-30 мин. Процесс прерывают, когда раствор полимера становится слишком вязким для эффективного перемешивания и охлаждения. [c.123]
Готовят четыре раствора полимера (по 25 мл) концентрации 2, 5, 8 и 10 г/л путем разбавления исходного раствора. По описанной ныще методике находят вязкость приготовленных растворов. [c.198]
С целью приготовления вязких водных растворов модифицированного полимера акриламида (МПАА) в квадратные емкости агрегата ПА-320 заливали 4 м теплой воды (42-45 °С). При включенном агрегате в емкость загружали 600 кг товарного полиакриламида в виде 8 %-го геля. По истечении 10-15 мин перемешивания был получен однородный 1,0-1,1 %-й водный раствор полиакриламида. При непрерывной циркуляции к водному раствору ПАА были добавлены адгезионные компоненты. Общая продолжительность перемешивания составляла 25 мин. Затем в растворе полимера началась реакция конденсации. Процесс образования желеобразных полимерных продуктов полностью прошел в течение суток без добавок инициатора и активатора. Теплый желеобразный раствор после увеличения вязкости с 1-10 до 50-80 Пз был откачан в отключенный участок нефтепровода на выходе из беспламенной печи "Унифлюкс". За 10 мин закачки вязкость желеобразных продуктов конденсации увеличилась с 50 до 600-800 Пз, производительность насосного агрегата снизилась. [c.169]
Растворы полимеров. Часто на практике приходится снимать спектр исследуемого полимера в растворе. Это удобнее в тех случаях, когда исследуют не весь спектр, а лишь отдельные характерные линии, и особенно тогда, когда эти линии очень интенсивные. Например, растворами пользуются при количественном анализе вещества. Для приготовления раствора тщательно подбирают растворитель и устанавливают оптимальную концентрацию. Концентрация растворов большинства углеводородных полимеров обычно составляет 10—100 г/л. Кювету применяют с толщиной слоя 0,1 мм. При этом используют преимущественно два типа кювет постоянной толщины и разборные различных конструкций. Оба окошка кюветы делаются из прозрачного материала —кварца, КВг, LiF, Na l, K l, СаРг. [c.190]
Среди наиболее распространенных в России систем для изоляции высокопроницаемых зон пласта - полимер-дисперсные составы (ПДС) - композиции, приготовленные на основе бентонитовой глины и полимеров [9]. Основу композиций составляют водные растворы полимеров - карбоксиметилцеллюлозы, полиэтиленокси-да и т.д. Бентонит представляет собой диспергированную фазу, адсорбция полимера на поверхности которой приводит к формированию трехмерной гелевой структуры. Наибольшее распространение в качестве добавки имеет полиакриламид (ПАА). При относительно большой концентрации (>0,01 %) ПАА становится мощным стабилизатором вследствие образования структурированной дисперсной системы. [c.27]
Измерение давления пара проводят либо над предвлр1 тельно приготовленными растворами, либо пад растворами, которые обра зуются в npO ie e поглощения полимером паров растворителя Для растворов по 1Имеров характерны резко отрицательные отклонения от идеальности, что хорошо видно из рис. 151, на котором представлена зависимость относительного давления пара над раствором от мольной доли полимера в растворе. На рис, 152 приведены типичные кривые зависимости относительного давления пара над раствором полимера от состава, выраженного в весовых или объемных долях. [c.353]
Застудневание является началом расслоения, ЭтОТ процесс замедлен, т, е. носит рслаксационньгй характер. По справедливому замечанию С. П. Папкова студень такого типа — это система с не-завершившимся расслоением После расслоения в равновесном состоянии одна из фаз представляет собою набухший полимер, а другая чистый растворитель илн очень разбавленный раствор полимера концентрации с,, Концентрация раствора, образовавшегося после расслоения, равна концентрации раствора, приготовленного при набухании этого полимера в тех же условиях (с1 = сц). Процесс постепенного расслоения студня и отделения низкомолекулярной жидкости назыпается синерезисом. [c.428]
Вначале опять немного о терминологии. В кодовых названиях Э-ВА-01 ГИСИ, Э-ВА-0112. Э-ВА-013ЖТ впереди аббревиатуры ВА, символизирующей полимер по-ливинилацетат, стоит отделенная от нее дефисом буква Э . Она обозначает, что для приготовления связующего для данного лакокрасочного материала был взят не раствор полимера в органическом растворителе, как обычно, а его взвесь в воде, полученная эмульсионной полимеризацией. Таким - образом, коды Э-ВА-01 ГИСИ, Э-ВА-0112, Э-ВА-013ЖТ указывают на то, что данные грунтовки изготовлены на связующем, представляющем собой эмульсию полимера — поливинилацетата — в воде. Сразу же отметим, что название неточно эмульсией, как известно, называют, взвесь одной жидкости в другой, а полимер — это не жидкость, а твердое тело, и взвесь его [c.25]
На практике в промысловых условиях для приготовления раствора полимера можно использовать высокоминерализованные пластовые воды, содержащие растворимые сульфид-ионы. К. раствору полиакриламида в пластовой воде добавляют при интенсивном перемешивании разбавленный раствор соли поливалентного металла. В результате в растворе образуется нерастворимый коллоидный сульфид металла. Важную роль в предлагаемой технологии играет способ совмещения растворов полимера и осадителя. Раствор осадителя необходимо добавлять постепенно при достаточно интенсивном перемешивании для предотвращения локальных чрезмерных концентраций ионов металла в смеси. В промысловых условиях рекомендуется раствор осадителя закачивать в поток раствора полимера, который движется через трубопровод, где обеспечивается хорошая их смесимость при естественной или принудительной турбулизации потока. Предложенный способ регулирования распределения потока закачиваемой жидкости в неоднородные пласты Роутсон и Грик проверили серией лабораторных экспериментов и промысловых испытаний на двух [c.77]
Существенным недостатком всех мастик на основе растворов полимеров является трудность получения мелкопористой, безусадочной структуры мастиковок. Испарение растворителя увеличивает пористость, а это затрудняет удаление пыли. Для уменьшения пористости изменяют технологию приготовления мастик. Вначале полимер смешивают с на> полнителем, а затем композицию смачивают растворителем для придания ей липкости. Из таких мастик изготовляют и доделочные массы. [c.82]
Методом седиментациоиного анализа изучалось влияние полимера К-4 на дисперсность различных минеральных суспензий Опыты проводили с 0,2-процентными суспензиями, к которым через 24 часа после приготовления добавляли растворы полимера в соответствующих дозировках. Влияние полимера изучали в кинетике через 5, 10, 15 и т. д. минут. [c.75]
Вязкость измеряют следующим образом 100 мг хорошо высушенного полимера взвешивают на аналитических весах в выверенной колбочке на 10 мл и растворяют примерно в 10 мл растворителя. После установления температуры раствора в 20 С (подвешивание измерительной колбочки в бане вискозиметра) колбочку наполняют до метки (концентрация полимера равна 10 г/л). Затем раствор полимера фильтруют через стеклянный фильтр (см. с на рис. 22) в чистую и сухую пробирку (не ополаскивать). С помощью пипетки наливают 3 мл приготовленного раствора (раствор 1) в колено вискозиметра Оствальда. Вискозиметр подвешивают вертикально в бане, как показано на рис. 23. После выравнивания темшературы (примерно 5 мин при 20 С) полимерный раствор из колена 2 с помощью резиновой груши выдавливают в колено 1 немного выше метки У, снимают давление с помощью трехходового крана и затем измеряют время, которое потребуется для истечения раствора от метки 1 до метки. 2. За время истечения раствора берут среднее значение из пяти измерений, которые должны отличаться друг от друга не более чем на 0,2—0,4 с. Аналогично определяют время истечения растворителя. Затем вискозиметр вынимают из бани и по возможности полностью выливают раствор полимера через колено 2. После того как насажены насадки а и Ь, прибор несколько раз ополаскивают чистым растворителем (на насадке а небольшой вакуум), затем чистым ацетоном и в заключение высушивают (фильтр Ь целесоборазпо покрыть куском фильтровальной бумаги). После этого вискозиметр пригоден для нового измерения. Таким же образом чистят и сушат стеклянный фильтр с. [c.79]
chem21.info
Использование - полимерный раствор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Использование - полимерный раствор
Cтраница 1
Использование полимерных растворов позволит значительно снизить потери давления в трубах и межтрубном пространстве от устья скважины до забоя. За счет этого имеется возможность получить дополнительный перепад давления на насадках перфоратора и увеличить разрушающую способность струи. Кроме того, в результате гашения турбулентных пульсаций струи снижаются потери ее энергии в окружающей среде и увеличивается разрушающая способность, так как улучшается коэффициент структуры струи. [2]
При использовании полимерных растворов с низким содержанием твердой фазы может быть достигнуто значительное повышение скорости проходки. [3]
Укрепление проводят с использованием полимерных растворов. [4]
Высокие технико-экономические показатели бурения при использовании полимерных растворов достигаются благодаря комплексу положительных свойств: сравнительно слабых реологических, удовлетворительных смазывающих, ингибирующих, флокулирующих и других, которые можно регулировать в зависимости от конкретных горно-геологических условий. [5]
В Советском Союзе накоплен достаточный опыт использования полимерных растворов как наиболее эффективного средства выравнивания профиля вытеснения нефти в неоднородных пластах и предотвращения обводнения скважин. Широко распространен поли-акриламид ( ПАА) известковой и аммиачной очистки. На 1 т закачанного реагента ( в пересчете на 100 % - ную концентрацию) дополнительно добывается от 200 до 300 т нефти и резко уменьшается добыча воды. [6]
ЙНаиболее полная гидродинамическая модель заводнения с использованием полимерных растворов включает уравнения неразрывности для нефти, водного раствора и полимера, закон движения фаз, уравнение кинетики и изотерму адсорбции полимера. В ней должны учитываться влияние поли-меров на вязкость растворов и на их реологические свойства, факторы сопротивления и остаточного сопротивления, диффузия и адсорбция полимеров. При этом в общем случае предполагается использование трехмерных моделей с детальным описанием неоднородности пласта и учетом гравитационных и капиллярных сил. [7]
Высокое качество вскрытия продуктивных пластов с использованием полимерных растворов без твердой фазы подтверждается прямыми; методами. На рис. 4 в качестве примера приведена диаграмма испытания пласта Сц терригвннои толщи нижнего карбона в скв. За 65 минут стояния на притоке из пласта получено 2 52 м3 безводной нефти. В скважине 5793 НоЕф-Хазинской площади испытателем пластов на трубах опробованы совместно пласты песчаников толщиной 1 2 и 2 4 соответственно. В результате получено 0 72 м3 нефти за 75 минут стояния на притоке. [8]
Системная технология применения полимерных растворов заключается в использовании однотипных полимерных растворов без твердой фазы на всех этапах заканчивания скважин, от первичного вскрытия бурением, перфорацией и до освоения скважины. Полимерная перфорационная среда закачивается в эксплуатационную колонну в составе продавочной жидкости при цементировании скважин. Кроме того, в техническую воду, закачиваемую в колонну после полимерного раствора, вводится ПАВ в качестве пенообразователя. Освоение скважины производится компрессированием без промежуточной промывки. [9]
Детальность и достоверность материалов геофизических исследований получаемых с использованием полимерного раствора, и результатов их интерпретации, отсутствие зоны проникновения в коллекторы иллюстрируется скважинами, вскрывшими пласты с водонефтяным контактом. Как видно из рис. 3, в скважине 8838 четко выделяется водонефтяной контакт, а в скважине 3084 имеется переходная зона при отсутствии предельно водонасыщенной части пласта. [10]
Кроме увеличенного диаметра ствола, имеются и другие очевидные ограничения использования полимерных растворов для повышения скорости проходки. Максимальная плотность должна составлять 1 2 г / см3, так как в растворах поливалентных солей полимеры нестабильны. Более высокие плотности могут быть получены с помощью бромида кальция, но применение последнего экономически не оправдано, если единственной целью является повышение скорости проходки. Еще одно ограничение налагает высокая температура, поскольку полимеры разлагаются в диапазоне температур 150 - 200 С. Кроме того, невозможно поддерживать требуемое низкое содержание твердой фазы при бурении в мягких несцементированных глинистых сланцах. Однако в таких породах полимерные растворы используются для сохранения устойчивости ствола, а не для повышения скорости проходки. [11]
Геофизическая оценка характера насыщенности терриген ных коллекторов, вскрытых с использованием полимерного раствора / / Нефт. [12]
А на кернах с проницаемостью от 200 до 250 мД с использованием полимерного раствора 1 0 % - й концентрации разница между скоростью кольматации раствора КемХ и PolyKem D практически отсутствует. [13]
Результаты кавернометрии показали, что вскрытие отложений тер-ригенно Н толщи нижнего карбона с использованием полимерного раствора обеспечило устойчивость ствола скважины от разрушения аргиллитов, которые в этой части разреза составляют 40 - 60 % мощности. [14]
Полимерный раствор образует на стенках скважины граничную пленку, сохраняя их устойчивость предотвращая колебания диаметра сквакины; при использовании полимерного раствора не образуется такие и фильтрационной корки. Зти факторы являются положительной предпосылкой для применения метода ГГК-П. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов - патент РФ 2266312
Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к составам буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов, в том числе, при бурении горизонтальных и боковых стволов в различных гидрогеологических условиях. Техническим результатом является высокая выносная и удерживающая способность бурового раствора, низкая фильтруемость его в пласт и сохранение основных технологических параметров в условиях солевой агрессии и повышенных температур. Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, включающий биополимер ксантанового ряда, полианионную целлюлозу, ингибирующую добавку, карбонатный утяжелитель, модификатор, бактерицид и воду, содержит в качестве модификатора калиевую соль анионного сополимера акриламида «ТермопасТМ 34» или поливиниловый спирт и дополнительно комплексную органическую добавку ФК 2000 плюс и пеногаситель, при следующем соотношении компонентов, мас.%: биополимер ксантанового ряда - 0,3-0,5, полианионная целлюлоза - 0,4-0,7, ингибирующая добавка - 3,0-7,0, карбонатный утяжелитель - 5,0-12,0, указанный модификатор - 0,5-1,5, бактерицид - 0,1-0,2, указанная добавка - 0,5-1,0, пеногаситель - 0,02-0,05, вода - остальное. 3 табл.
Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к составам буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов, в том числе, при бурении горизонтальных и боковых стволов в различных гидрогеологических условиях.
В последнее время для вскрытия продуктивных пластов широко применяются полимерные буровые растворы. Их преимущество заключается в том, что такие растворы не образуют толстой корки, имеющей место в глинистых буровых растворах, которая приводит к налипанию на буровое оборудование, затрудняя процесс бурения. Благодаря низкому содержанию коллоидальных твердых частиц в растворе обеспечивается высокая скорость бурения, что, в конечном итоге, может существенно снизить стоимость бурения.
Буровые растворы на основе биополимеров обладают ярко выраженной псевдопластичностью, что способствует хорошему выносу выбуренной породы, особенно из горизонтального ствола. Кроме того, биополимеры способны деструктироваться как самостоятельно, так и в результате химической обработки, что способствует легкому освоению скважин после бурения.
Применение полимеров акриламида в буровых растворах также оправдано. Эффективность применения связана с особенностями их состава и строения. С помощью полимеров акриламида с определенными молекулярными характеристиками возможно успешное регулирование реологических и фильтрационных характеристик буровых растворов. Выбор реагентов для полимерных буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов оказывает большое влияние на качество вскрытия пласта. Их синергизм действия должен быть таким, чтобы обеспечивать стабильность характеристик бурового раствора в процессе бурения и максимально сохранять коллекторские свойства вскрываемого продуктивного пласта.
Буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов должен обладать следующими свойствами:
- высокой реологией и структурно-механическими свойствами для обеспечения необходимой выносной и удерживающей способности бурового раствора;
- низкой скоростью фильтрации бурового раствора в пласт во избежание повреждений коллекторских свойств пласта;
- низким коэффициентом поверхностного натяжения на границе буровой раствор-углеводородная жидкость для облегчения притока нефти;
- высокими ингибирующими свойствами для сохранения устойчивости глинистых пород.
Всеми этими свойствами обладают полимерные буровые растворы, включающие различные регулирующие добавки в определенных соотношениях, с которыми хорошо сочетаются полимерные составляющие, что позволяет получать буровые растворы с оптимальными характеристиками, приводящими к улучшению качества вскрытия продуктивного пласта.
Известен ряд буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов, предназначенных для сохранения коллекторских свойств. Например, в патенте RU №2200180, кл. С 09 К 7/02, 2003 г. «Раствор для вскрытия продуктивных пластов», содержащий твердую фазу - глинопорошок и мел. Раствор имеет низкую фильтруемость из-за образования плотной глиномеловой корки, которая кольматирует пласт. Недостатком его является сложность при освоении скважины из-за затрудненной декольматации глинистых частиц.
Известен патент RU №2179568, кл. С 09 К 7/02, 2002 г. «Безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов». Известный буровой раствор, содержащий крахмал, биополимер, карбонатный утяжелитель, полигликоль, гидрофобизующее поверхностно-активное вещество - ПКД-515, смазочную добавку - реагент ДСБ-4ТТ и воду, обладает рядом преимуществ: буровой раствор имеет низкие показатели фильтрации, обладает низкими значениями коэффициентов межфазного поверхностного натяжения и обладает гидрофобизующей способностью, что позволяет улучшать фазовую проницаемость для нефти. Недостатком указанного известного бурового раствора является то, что буровой раствор не обладает достаточной стабильностью из-за отсутствия надежного бактерицида, что приводит к быстрой биодеструкции полимеров, содержащихся в буровом растворе, и нарушению его технологических характеристик. Отмеченное положительное качество полигликоля, как бактерицида, не совсем оправдано, т.к. полигликоль может лишь на непродолжительный период времени замедлить процесс биодеструкции.
Известен безглинистый буровой раствор, содержащий в своем составе полиакриламид, ксантан, сульфат алюминия, карбонат кальция, хлористый калий и воду (патент RU №2226540, кл. С 09 К 7/02, 2004 г.).
Известный буровой раствор обладает повышенными структурно-механическими и реологическими характеристиками, что позволяет обеспечить высокую шламоудерживающую и шламовыносящую способность бурового раствора за счет образования сшитой солью алюминия полимерной структуры. К сожалению, авторы не указывают, какой полимер акриламида может быть использован в указанном буровом растворе, каковы его молекулярные характеристики. Как известно, качество получаемых сшитых структур, их стабильность зависит от вида, количества ионоактивных групп высокомолекулярного соединения и его молекулярной массы. Основным недостатком известного безглинистого бурового раствора, содержащего в своем составе полиакриламид, ксантан, сульфат алюминия, карбонат кальция, хлористый калий и воду, является его невысокая стабильность при повышенных температурах и, как следствие, повышенная фильтруемость в пласт.
Известен буровой раствор на основе водомасляной эмульсии, включающий бентонитовый порошок, минеральное масло, многофункциональные поверхностно-активные вещества, каустическую соду, деревиты целлюлозы - в том числе карбоксиметилцеллюлозу, а также полимер из группы: полисахариды, альгинаты, поливиниловый спирт, пеногаситель - стеарат алюминия, гидрофобизованный кремнезем и воду (патент США №5858928, кл. С 09 К 7/02, 1999 г.).
Известен безглинистый буровой раствор, включающий биополимер, полисахарид, гидроксид щелочного металла, смазочную добавку, водорастворимую соль кремневой кислоты и воду (патент RU №2186819, кл. С 09 К 7/02, 2002 г.). Известный состав обладает высокой реологией и структурно-механическими свойствами, что обеспечивает хорошее удержание дисперсной фазы в растворе и выносную способность выбуриваемой породы на поверхность. Кроме того, наличие в растворе поверхностно-активного вещества позволяет снижать поверхностное натяжение на границе нефть-вода, что облегчает приток нефти. Недостатком этого бурового раствора является то, что он не стоек к воздействию минерализованных вод, содержащих ионы щелочно-земельных металлов. Наличие водорастворимой соли кремневой кислоты в буровом растворе будет приводить к выпадению осадков в виде силикатов щелочно-земельных металлов и нарушению баланса ионов, что в конечном счете приведет к нестабильности характеристик бурового раствора.
Наиболее близким по составу и своей технической сущности является безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, включающий биополимер ксантанового ряда, полиалкиленгликолевый компонент и воду, а также дополнительно содержащий понизитель фильтрации, ингибитор набухания глин, биоцид, кольматант и утяжеляющую добавку (патент RU №2168531, кл. С 09 К 7/02, 2001 г.). Известный буровой раствор имеет невысокие значения фильтрационных характеристик за счет улучшенных поверхностно-активных и гидрофобизирующих свойств. Однако указанный известный буровой раствор не обладает достаточной стабильностью в условиях солевой агрессии и повышенных температур.
Целью данного изобретения является разработка бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов с оптимальными характеристиками, позволяющими обеспечить высокую выносную и удерживающую способность бурового раствора, с низкой фильтруемостью его в пласт и сохраняющим основные технологические параметры в условиях солевой агрессии и повышенных температур.
Поставленная цель достигается тем, что полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, включающий биополимер ксантанового ряда, полианионную целлюлозу, ингибирующую добавку, карбонатный утяжелитель, модификатор, бактерицид и воду, отличается тем, что он содержит в качестве модификатора калиевую соль анионного сополимера акриламида «Термопас
-34» или поливиниловый спирт и дополнительно комплексную органическую добавку ФК 2000 плюс и пеногаситель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| биополимер ксантанового ряда | 0,3-0,5 |
| полианионная целлюлоза | 0,4-0,7 |
| ингибирующая добавка | 3,0-7,0 |
| карбонатный утяжелитель | 5,0-12,0 |
| указанный модификатор | 0,2-1,5 |
| бактерицид | 0,1-0,2 |
| указанная добавка | 0,5-1,0 |
| пеногаситель | 0,02-0,05 |
| вода | остальное |
Калиевая соль анионного сополимера акриламида «Термопас-34» ТУ 2216-185-07507800-2002 выпускается производством «Акрилат» ФГУП «Пермский завод им. Кирова». Рекомендуемый диапазон концентраций в заявляемом полимерном буровом растворе составляет, мас.% 0,5-1,5.
Поливиниловый спирт (ПВС) выпускается по ГОСТ 10779-78. Рекомендуемый диапазон концентраций в заявляемом полимерном буровом растворе составляет, мас.% 0,2-0,5.
Благодаря введению в полимерный буровой раствор калиевой соли анионного сополимера акриламида или поливинилового спирта улучшаются показатели полимерного бурового раствора для вскрытия продуктивного пласта.
Указанные полимеры в сочетании с биополимером ксантанового ряда и полианионной целлюлозой создают стабильную структуру за счет образования дополнительных связей между макромолекулами, обладающими высокой плотностью зарядов и содержащими несколько ионоактивных групп в каждой макромолекуле, в связи с чем резко возрастают электростатические взаимодействия между цепями.
Такой синергизм позволяет получать буровой раствор с высокой выносной и удерживающей способностью. Кроме того, калиевая соль анионного сополимера акриламида или поливиниловый спирт придают буровому раствору термостабильность и солестойкость, снижают водоотдачу. Указанные полимеры хорошо сочетаются со всеми функциональными добавками, входящими в буровой раствор.
Для повышения ингибирующих свойств и плотности в составе бурового раствора содержится хлористый калий.
Для создания дополнительной плотности в буровой раствор вводится мел.
Для повышения биологической устойчивости полимерной основы бурового раствора в него вводится бактерицид.
Для обеспечения смазочной способности и снижения межфазного натяжения на границе «фильтрат бурового раствора - углеводород» в него вводится комплексная органическая добавка, в состав которой входят масла растительного происхождения и ПАВы.
При приготовлении и циркуляции бурового раствора возможно его вспенивание, что может привести к нарушению технологических характеристик. Поэтому в буровой раствор вводится пеногаситель.
Достигаемый эффект обеспечивается комплексным воздействием всех компонентов, входящих в состав заявляемого полимерного бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов.
Из существующего уровня техники нам не известно, что компоненты, входящие в состав заявляемого бурового раствора в данном сочетании, обеспечивают указанные выше свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
При приготовлении заявляемого полимерного бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов в лабораторных условиях были использованы следующие вещества:
- Биополимер ксантановой камеди с торговым названием «ALKNOL-1602», производства компании ДАЙРЕН (Япония).
- Полианионная целлюлоза марки Полицелл-ПАЦ-в, производства ЗАО Корпорация «Эфиры целлюлозы» (ТУ 2231 -015-32957739-00).
- Калиевая соль анионного сополимера акриламида «Термопас-34» производства «Акрилат» ФГУП «Пермский завод им. Кирова» (ТУ 2216-185-07507802-2002).
- Поливиниловый спирт марки ПВС-16/1, ГОСТ 10779-78.
- Калий хлористый, технический, ГОСТ 4868-95.
- Комплексная органическая добавка ФК-2000 Плюс производства ООО «НИТПО», г.Краснодар (ТУ 2458-001-49472578-98).
- Сульфацид - 10А, в качестве бактерицида, производства ОАО «Бератон», г.Березняки (ТУ 2458-285-00204197-2003).
- Пеногаситель - «Пента-465» производства НПК «Пента» (ТУ 2257-001-40245042-98).
- Мел технический производства ОАО "Стройматериалы", г. Белгород (ТУ 21-020350-06-92).
- Вода пресная.
Пример приготовления в лабораторных условиях заявляемого полимерного бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов:
Для приготовления 1000 мл раствора в 675 мл воды растворяют 60 г хлористого калия, далее при интенсивном перемешивании вводят 3,5 г биополимера, 4 г полианионной целлюлозы. Перемешивание осуществляют до стабилизации вязкости раствора. В готовый раствор вводят 35 г 30%-ного раствора (товарный продукт) калиевой соли анионного сополимера акриламида, 2 г бактерицида, 10 г комплексной органической добавки ФК-2000 Плюс. В другой емкости в 150 мл воды затворяют 60 г мела, затем суспензию мела вводят в полимерный раствор. После перемешивания раствор считается готовым. Порядок приготовления раствора с поливиниловым спиртом аналогичный, но при этом предварительно готовят 10%-ный раствор ПВС и вместо калиевой соли анионного сополимера акриламида вводят 50 г 10%-ного раствора ПВС.
Таким образом, получают раствор со следующим содержанием компонентов, мас.%: биополимера - 0,376, полианионной целлюлозы - 0,43, калиевой соли анионного сополимера акриламида - 1,075 (или ПВС - 0,5), бактерицида - 0,215, хлористого калия - 6,45, комплексной органической добавки ФК-2000 Плюс - 1,0, мела - 6,45, воды - остальное. Плотность приготовленных растворов - 1078 кг/м3.
Буровой раствор по прототипу готовят следующим образом:
Для приготовления 1000 г раствора в 700 мл воды вводят 10 г хлористого калия и далее при интенсивном перемешивании растворяют 10 г биополимера (марки «Rhodopol»), отдельно готовят раствор ПАЦ, для чего 3 г ПАЦ растворяют в 156,3 мл воды. Приготовленные растворы смешивают и в полученную вязкую жидкость последовательно вводят 10 г ПП-2504 и 10 г Лапрола-5003 при интенсивном перемешивании в течение 20 мин. В полученный буровой раствор вводят 100 г мела, 0,2 г бактерицида и 0,5 г КОН. Таким образом, состав раствора по прототипу содержит, мас.%: биополимер - 1,0, полианионная целлюлоза - 0,3, ПП-2504 - 1,0, Лапрол-5003 - 1,0, мел - 10,0, хлористый калий - 1,0, бактерицид - 0,02, КОН - 0,05, вода - остальное.
Оценку основных технологических параметров буровых растворов проводили с помощью стандартных приборов и методик в соответствии с РД 39-2-645-81 «Методика контроля параметров буровых растворов».
Плотность растворов определяли весовым методом. Условную вязкость измеряли вискозиметром ВБР-1. Водоотдачу контролировали на приборе ВМ-6. Структурно-реологические характеристики на приборах СНС-2 и ВСН-3. Кроме того, с помощью фильтрационных экспериментов определяли влияние фильтрата буровых растворов на фазовую проницаемость по нефти. Фильтрационные эксперименты проводили при температуре 60°С. Исследования проводили на линейных насыпных моделях длиной 20 см и площадью 5,31 см 2. Пористой средой являлся кварцевый песок. Проницаемость регулировали размером частиц песка. Керны вакуумировали и насыщали нефтью. Определяли пористость модели. В прямом направлении в режиме постоянного расхода прокачивали два поровых объема нефти вязкостью 5 мПа·с. На этой стадии определяли проницаемость керна и подвижность нефти. Затем в обратном направлении в керн закачивали два поровых объема фильтрата бурового раствора. Керн выдерживали в течение 5 часов в изотермических условиях, после чего в прямом направлении прокачивали нефть до установившегося режима фильтрации. Рассчитывали подвижность нефти и ее изменение по сравнению с первоначальной подвижностью. Влияние фильтрата бурового раствора на проницаемостные характеристики нефтяного пласта оценивали по изменению фазовой проницаемости керна по нефти и величине коэффициента восстановления проницаемости, равного отношению подвижностей.
В таблице 1 приведены данные о компонентном составе исследованных растворов и их технологические характеристики.
В таблице 2 приведены результаты фильтрационных экспериментов по степени влияния заявляемого бурового раствора и прототипа на фазовую проницаемость пористой среды по нефти.
Эффективность стабилизирующего действия, которое оказывает калиевая соль анионного сополимера акриламида или ПВС, оценивали по изменению структурно-реологических показателей и величине водоотдачи при воздействии на буровой раствор водорастворимых солей кальция и магния и выдерживании растворов при температуре 90°С в течение 5 часов. Результаты отражены в табл.3.
Как следует из анализа данных табл.1, параметры заявляемого полимерного бурового раствора удовлетворяют основным технологическим показателям, предъявляемым к буровым растворам для вскрытия продуктивных пластов. Водоотдача состава по прототипу выше, чем у заявляемого раствора. Из таблицы 2 видно, что фильтрат заявляемого полимерного бурового раствора при проникновении в пласт незначительно снижает фазовую проницаемость пористой среды по нефти. Кроме того, фазовая проницаемость по нефти может быть существенно повышена дополнительно обработкой призабойной зоны реагентами, с помощью которых легко разрушаются полимерные составляющие бурового раствора.
Результаты эксперимента (табл.3) по эффективности стабилизирующего воздействия, которое оказывается с введением в полимерный раствор калиевой соли анионного сополимера акриламида или ПВС, показывают, что при выдерживании заявляемого полимерного бурового раствора в условиях повышенных температур и солевой агрессии структурно-реологические характеристики не изменяются, а величина водоотдачи изменяется незначительно, тогда как в растворе, который взят за прототип, водоотдача возросла в большей степени (с 5,8 до 15,0).
Таким образом, заявляемый полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов имеет оптимальную структуру, которая позволяет добиться качественного вскрытия пласта при сохранении проницаемости призабойной зоны и одновременно обеспечить стабильность структурно-реологических и фильтрационных свойств бурового раствора в условиях полисолевой минерализации и в широком диапазоне температур (до 90°С), что обеспечит снижение затрат на регулирование свойств бурового раствора в процессе бурения за счет снижения общего расхода реагентов из-за повышения устойчивости технологических показателей бурового раствора.
| Таблица 2 | |||||||||
| Фазовая проницаемость керна по нефти, мкм2 | Коэффициент восстановления проницаемости керна, % | ||||||||
| Исходная | Конечная, после прокачки 5-ти поровых объемов нефти | Прототип | Заявляемый раствор | ||||||
| Прототип | Заявляемый раствор | ||||||||
| 0,01 | 0,0078 | 0,0081 | 77,9 | 80,7 | |||||
| 0,05 | 0,039 | 0,041 | 78,1 | 81,1 | |||||
| 0,10 | 0,079 | 0,0835 | 78,9 | 83,5 | |||||
| 0,50 | 0,040 | 0,4215 | 80,3 | 84,3 | |||||
| 1,00 | 0,815 | 0,857 | 81,5 | 85,7 | |||||
| Таблица 3 | |||||||||
| Состав бурового раствора | Содержание солей, % (CaCl2+MgCl2 ) | Технологические показатели | |||||||
| Пласт. вязкость, мПа·с | ПДНС, дПа | СНС, дПа (1/10) | Водоотдача, см 3/30 мин | ||||||
| По прототипу | 0,0 |  |  |  |  | ||||
| По прототипу | 1,5 |  |  |  |  | ||||
| Заявляемый №2 | 0,0 |  |  |  |  | ||||
| Заявляемый №2 | 1,5 |  |  |  |  | ||||
| Заявляемый №5 | 0,0 |  |  |  |  | ||||
| Заявляемый №5 | 1,5 |  |  |  | | ||||
| В числителе - после приготовления;в знаменателе - после выдержки в течение 5 часов при температуре 90°С | |||||||||
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, включающий биополимер ксантанового ряда, полианионную целлюлозу, ингибирующую добавку, карбонатный утяжелитель, модификатор, бактерицид и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве модификатора калиевую соль анионного сополимера акриламида «ТермопасТМ 34» или поливиниловый спирт и дополнительно комплексную органическую добавку ФК 2000 плюс и пеногаситель, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Биополимер ксантанового ряда | 0,3-0,5 |
| Полианионная целлюлоза | 0,4-0,7 |
| Ингибирующая добавка | 3,0-7,0 |
| Карбонатный утяжелитель | 5,0-12,0 |
| Указанный модификатор | 0,5-1,5 |
| Бактерицид | 0,1-0,2 |
| Указанная добавка | 0,5-1,0 |
| Пеногаситель | 0,02-0,05 |
| Вода | Остальное |
www.freepatent.ru
Свойство - полимерный раствор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Свойство - полимерный раствор
Cтраница 2
Сложный характер влияния состава минерализованной воды на свойства полимерного раствора делает необходимым исследование его свойств применительно к конкретному месторождению. Технологичность применения связывается с приготовлением их водных растворов в условиях промысла с максимальным сохранением их первоначальных свойств. [16]
Молекулярный вес полимеров можно определять через связанные с ним свойства полимерных растворов. К числу методов определения усредненного молекулярного веса полимерного раствора относится измерение интенсивности рассеяния света этим раствором, а также седиментация в ультрацентрифуге. При испытании большого числа образцов полимеров часто имеется возможность отложить чрезвычайно длительную и кропотливую процедуру измерения молекулярных весов до следующего этапа и сравнивать образцы по другим их свойствам, зависящим от молекулярного веса, пусть даже характер этой зависимости с точностью и не установлен. Например, для этой цели нередко используют вязкость расплавленного полимера при данной температуре или же вязкость полимерных растворов одинаковой концентрации. [17]
Молекулярный вес полимеров можно определять через связанные с ним свойства полимерных растворов. К числу методов определения усредненного молекулярного веса полимерного раствора относится измерение интенсивности рассеяния света этим раствором, а также седиментация в ультрацентрифуге. При испытании большого числа образцов полимеров часто имеется возможность отложить чрезвычайна длительную и кропотливую процедуру измерения молекулярных весов до следующего этапа и сравнивать образцы по другим их свойствам, зависящим от молекулярного веса, пусть даже характер этой зависимости с точностью и не установлен. Например, для этой цели нередко используют вязкость расплавленного полимера при данной температуре или же вязкость полимерных растворов одинаковой концентрации. [18]
Важной особенностью вытеснения нефти из неоднородных пластов растворами полимеров является свойство полимерных растворов снижать фазовую проницаемость для воды и сохранять ее для нефти. Водный раствор полимера поступает преимущественно в высокопроницаемые пропластки, причем чем выше их проницаемость, тем больше поступает в него полимерного раствора и тем значительней повышается фильтрационное сопротивление высокопроницаемых слоев. Это свойство растворов полимеров используется для выравнивания профилей приемистости и отдачи при разработке нефтяных месторождений на любой стадии. [19]
Установлено, что если неньютоновские свойства нефти отрицательно влияют на параметры разработки, то эти же свойства полимерных растворов улучшают показатели вытеснения нефти из пор пласта. [21]
Кривые концентрационной и температурной зависимостей прочности наполненных растворов показывают существование критических температуры и концентрации, выше или ниже которых прочность не зависит от этих величин. Наличие критических температур связано только со свойствами полимерного раствора и обусловлено температурной зависимостью растворимости. Существенно, что в областях Т Гкр и с скр, в которых прочность с понижением температуры или ростом концентрации возрастает, выделяется полимерная фаза, тогда как при Т Гкр и с скр происходит только адсорбция на поверхности частиц. [22]
Применение метода светорассеяния к изучению привитых сополимеров связано с трудностями, аналогичными тем, которые встречаются при исследовании характеристической вязкости. Внимательное изучение методов, основанных на свойствах полимерных растворов, когда один численный результат в сочетании с известным значением концентрации позволяет рассчитать средний молекулярный вес, показывает, что эти результаты можно применить и к сополимерам. Другими словами, среднечисленный молекулярный вес всегда может быть определен независимо от флуктуации состава сополимера. [23]
Таким путем мы получим достаточно полное представление о конформацион-ных свойствах полимерного раствора во всех режимах. [25]
В связи с этим для изучения гибкости молекул особенно интересны атермические системы полимер-мономер, в которых изменение свободной энергии точно равно изменению величины TS. Эксперимент показал, что в таком растворе в полной мере проявляются все аномалии свойств полимерных растворов и что энтропия смешения имеет огромную величину. Следовательно, на этом примере было прямо показано влияние гибкости цепных молекул полимеров на аномалии их растворов. Совершенно ясно, что при тождественной структуре звеньев молекул полимера и молекул растворителя никакие энергетические эффекты, в том числе и сольватация, не могли иметь какого-либо значения. [26]
При полностью необратимой сорбции ( варианты 8 - 10) микроявления в пористой среде более сложные: нефтеотдача может как увеличиваться, так и уменьшаться по сравнению с процессом полимерного воздействия в залежах с пластовой водой малой минерализации. При достаточной информации о геолого-физических особенностях пласта ( относительно однородного) и о свойствах полимерного раствора ( данные лабораторных экспериментов) предложенная модель позволяет количественно оценить ( спроектировать) рациональную технологию полимерного воздействия на нефтяной пласт с целью повышения конечной нефтеотдачи. [27]
Как и низкомолекулярные соединения, полимеры способны к образованию истинных растворов. Однако длинноцепочечное строение полимеров, их большая молекулярная масса, различная гибкость полимерных цепей определяют специфику растворения полимеров и свойств полимерных растворов. Принципиальное различие в механизме растворения низкомолекулярных веществ и полимеров заключается в том, что пограничный слой, содержащий растворенное вещество в растворителе, образуется прямо противоположным путем: низкомолекулярное вещество диффундирует в растворитель, а в случае высокомолекулярных соединений растворитель проникает в полимер. Такое проникновение может происходить либо диффузией растворителя, либо через микропоры и капилляры полимерного материала. В материалах волокнистой структуры скорость капиллярного проникновения значительно выше скорости диффузионного процесса. [29]
Изучение поведения макромолекул в растворе имеет особое значение в связи с тем, что высокомолекулярные соединения не существуют в газообразном состоянии и всю основную информацию о свойствах индивидуальных макромолекул, их конформациях и размерах, молекулярных массах и распределении по молекулярным массам можно получить только при изучении растворов. Кроме того, для использования полимерных материалов в растворенном состоянии, а также для их переработки из растворов, естественно, необходимо знание свойств полимерных растворов. [30]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Использование - раствор - полимер
Использование - раствор - полимер
Cтраница 1
Использование растворов полимеров в качестве рабочей жидкости при резке листовых пластиков способствует повышению ( на 35 - 40 %) производительности процесса обработки и срока службы сопла, уменьшению ширины линии разреза и отходов материала, расширению технологических возможностей процесса гидравлической резки. [2]
Аналогичные вопросы возникают и при использовании растворов полимеров в качестве клеевых составов. Здесь к явлениям растекания на поверхности добавляется в ряде случаев капиллярное проникновение раствора в поры обрабатываемого материала. Процесс склеивания состоит из стадии образования первичного клеевого слоя, стадии открытой выдержки с целью частичного удаления растворителя и заключительной стадии окончательной фиксации клеевой прослойки. Особо важно сохранение однофазности системы на всем протяжении процесса нанесения и высыхания клеевого слоя. [3]
Процесс изготовления пленок из линейного полиуретана предполагает использование раствора полимера линейного строения, нанесение его на поверхность с последующим удалением растворителя. В случае синтеза пленки, где СПУ имеет пространственную сетку химических связей, используются реагирующие системы в растворе, например, олигомер - удлинитель цепи - растворитель. Взаимодействие полимерных цепей с молекулами растворителя, а также процессы, протекающие при удалении растворителя, являются важными факторами, влияющими на структуру получаемого полимера и его свойства. В настоящей работе исследована зависимость физико-механических свойств полиуретановых пленок от условий синтеза, которые предполагают одновременное проведение процесса химической реакции и испарения растворителя. Рассмотрена проблема прогнозирования свойств химически сшитого СПУ толщиной 0.1 - 0.8 мм. [4]
Нужно отметить, что для определения молекулярных весов использование растворов полимеров в плохих растворителях более целесообразно. Наклон кривой, полученной для растворов в плохих растворителях, при экстраполяции полученных результатов меньше, что и делает результаты экстраполирования более точными. [5]
Весьма перспективным представляется применение методов борьбы с обводнением скважин, основанных на использовании растворов полимеров. [6]
Однако, как уже сказано, в этой главе мы ограничимся только теми тремя областями использования растворов полимеров, которые были названы в начале раздела. [7]
Для создания клеящих композиций используют главным образом водные эмульсии поливинилацетата, но применяют также и его растворы в органических растворителях. Возможно использование раствора полимера в винилацетате или в продукте его частичной полимеризации. [9]
Полиуретановые покрытия широко применяются в различных отраслях промышленности для защиты изделий от износа. Наиболее простым способом их нанесения является использование растворов полимеров, содержащих соответствующую вулканизующую группу. Однако такая технология непригодна при нанесении покрытий на крупногабаритные изделия сложной конфигурации. Для решения этой проблемы разработаны напыляемые полиуретановые композиции без применения растворителей. Полиуретан получают обычно одностадийным способом. [11]
Покрытия из органических полимеров получают различными методами. В большинстве случаев они основаны на использовании растворов полимеров в различных органических жидкостях. При этом, поверхностные пленки образуются путем погружения изделий в раствср или пульверизацией растворов. [12]
Учитывая особенности настоящей книги, мы не будем касаться чисто технологических вопросов склеивания и конкретных композиций клеев. Здесь же сделаны только краткие замечания относительно основных принципов использования растворов полимеров в качестве клеев. [13]
Термопласты рекомендуется склеивать с помощью растворителей, смесей растворителей или растворов склеиваемых полимеров. В процессе обработки соединяемых поверхностей указанными реагентами происходит их размягчение. Соединение размягченных участков при минимальном давлении обеспечивает прочность склеивания, равную или близкую к прочности склеиваемых пластиков. Использование растворов полимеров способствует образованию однородного клеевого шва. [14]
Раствор полимера закачивают в нагнетательные и добывающие скважины. В зависимости от цели проведения работ в пласты закачивается от десятков до тысяч кубических метров раствора. Так, при обработках призабойных зон скважин закачивается примерно от 5 до 20 м3 раствора на 1 м толщины пласта. При использовании раствора полимера для увеличения нефтеотдачи пластов в пласт закачивается оторочка объемом до 30 % от перового объема дренируемой части пласта. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Растворы полимеров - это... Что такое Растворы полимеров?
Растворы полимеров термодинамически устойчивые однородные молекулярно-дисперсные смеси полимеров и низкомолекулярных жидкостей. В разбавленных Р. п. макромолекулы отделены друг от друга, и изучение свойств Р. п. (оптических, электрических, гидродинамических) позволяет получить количественную информацию о молекулярной массе и молекулярно-массовом распределении растворённого полимера, размерах, форме и жёсткости макромолекул. Усиление межмолекулярного взаимодействия с повышением концентрации приводит в Р. п. к появлению трёхмерной сетки связей, вплоть до застудневания (см. Гели), а также к формированию флуктуационных или устойчивых ассоциатов различной формы, которые могут приближаться по своим размерам к коллоидным частицам (см. Дисперсные системы). Во многих практических случаях граница между Р. п., студнями и коллоидными системами условна и определение её может зависеть от принятого метода исследования. Растворимость полимеров зависит от химического строения их цепей, природы растворителя и температуры. Вследствие гибкости макромолекул (См. Макромолекула) в Р. п. появляется известная независимость движения отдельных частей молекулы, что отражается на многих измеряемых свойствах Р. п. как кажущееся резкое увеличение числа частиц растворённого компонента по сравнению с его истинным содержанием. Поэтому для Р. п. характерны очень высокие вязкости, сильная зависимость вязкости от концентрации, а также ряд термодинамических аномалий по сравнению с растворами низкомолекулярных соединений. Из-за малой скорости диффузии макромолекул наблюдается очень медленное приближение к равновесному состоянию при смешении и образование Р. п. через стадию набухания (См. Набухание) полимера. Р. п. обладают вязкоупругими свойствами, а концентрированные растворы, подобно резинам, способны к высокоэластическим деформациям (см. Высокоэластическое состояние). Р. п. широко применяют при получении волокон и плёнок, клеев, лаков, красок и др. изделий из полимерных материалов. Введение в полимер малых количеств растворителя (пластификатора (См. Пластификаторы)) используют в технологии полимеров для снижения температур стеклования и текучести, а также для понижения вязкости расплава.Лит.: Тагер А, А., Физико-химия полимеров, 2 изд., М., 1968, гл. 13—17; Цветков В. Н., Эскин В. Е., Френкель С. Я., Структура макромолекул в растворах, М., 1964; Моравец Г., Макромолекулы в растворах, пер. с англ., М., 1967; Папков С. П., Физико-химические основы производства искусственных и синтетических волокон, М., 1972.
А. Я. Малкин.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
- Растворы (химич.)
- Растдзинад
Смотреть что такое "Растворы полимеров" в других словарях:
растворы полимеров — [polymer solutions] термодинамически устойчивые однородные молекулярно дисперсные смеси полимеров и низко молекулярных жидкостей. В разбавленном растворе полимеров молекулы разделены. Усиление межмолекулярного взаимодействия с повышением… … Энциклопедический словарь по металлургии
РАСТВОРЫ ПОЛИМЕРОВ — обладают рядом особенностей по сравнению с р рами низкомол. в в из за св в макромолекул: больших размеров, широкого диапазона гибкости (жесткости), большого набора конформаций, способности к конформац. перестройкам при изменении т ры, р рителя и… … Химическая энциклопедия
Растворы (химич.) — Растворы, макроскопически однородные смеси двух или большего числа веществ (компонентов), образующие термодинамически равновесные системы. В Р. все компоненты находятся в молекулярно дисперсном состоянии; они равномерно распределены в виде… … Большая советская энциклопедия
РАСТВОРЫ — гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов, состав к рых в определенных пределах может непрерывно изменяться. От мех. смесей Р. отличаются своей однородностью и возрастанием энтропии системы при смешении компонентов. По… … Химическая энциклопедия
Растворы — Растворение соли в воде Раствор гомогенная (однородная) смесь, образованная не менее чем двумя компонентами, один из которых называется растворителем, а другой растворимым веществом, это также система переменного состава, находящаяся в состоянии… … Википедия
Растворы (химич.) — Растворение соли в воде Раствор гомогенная (однородная) смесь, образованная не менее чем двумя компонентами, один из которых называется растворителем, а другой растворимым веществом, это также система переменного состава, находящаяся в состоянии… … Википедия
Растворы — I Растворы макроскопически однородные смеси двух или большего числа веществ (компонентов), образующие термодинамически равновесные системы. В Р. все компоненты находятся в молекулярно дисперсном состоянии; они равномерно распределены в… … Большая советская энциклопедия
Растворы — [solutions] макроскопические однородное смеси > 2 веществ (компонентов), состав которых при данных внешних условиях может непрерывно меняться в некоторых пределах. Количественное соотношение компонентов в растворах определяет их концентрацией.… … Энциклопедический словарь по металлургии
РАСТВОРЫ — системы, состоящие из молекул, атомов и(или) ионов неск. разл. типов, при этом числа разл. частиц не находятся в к. л. определённых стехиометрич. соотношениях друг с другом (что отделяет Р. от хим. соединений). К Р. обычно относят такие… … Физическая энциклопедия
РАСТВОРЫ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ — бинарные или многокомпонентные мол. системы, состав к рых может изменяться непрерывным образом (по крайней мере, в нек рых пределах). В отличие от растворов электролитов, в Р. н. (мол. р рах) заряженные частицы в сколько нибудь заметных… … Химическая энциклопедия
dic.academic.ru
