СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ СООРУЖЕНИЯ В ПОРОДАХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ Российский патент 2016 года по МПК E21B33/138 C09K8/12 

Описание патента на изобретение RU2597907C1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам получения тампонажных составов для гидроизоляции сооружений в породах водорастворимых солей.

Известен способ получения гидролизованного полиакриламида (ГПАА) для гелеобразующих составов, включающий приготовление реакционной смеси, содержащей водный раствор акриламида и солей щелочных металлов угольной кислоты, обескислороживание, полимеризацию акриламида с совмещенным гидролизом при нагревании указанной реакционной смеси под действием инициаторов радикального типа, перед обескислороживанием приготовленную реакционную смесь выдерживают в течение 2-4 часов при температуре 25-40°C (Пат. 2175975 Российская Федерация, МПК7 C08L 101/14, Е21В 43/22, C08F 220/56, C08F 220/04. Способ получения гидролизованного полиакриламида для гелеобразующих составов. - З. №2000106083/04, заявл. 13.03.2000, опубл. 20.11.2001, бюл. №32).

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает надежности тампонирования в условиях водорастворимых пород.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах, включающий полиакриламид (ПАА), сшиватель, соляную кислоту, наполнитель и воду, в котором в качестве сшивателя содержится уротропин или формалин, а в качестве наполнителя лигнин или древесная мука хвойных пород (Пат. 2147672 Российская Федерация, МПК7 Е21В 33/138, Е21В 43/32. Вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах. - З. №98119387/03, заявл. 26.10.1998, опубл. 20.04.2000).

Недостатком данного состава является то, что после тампонирования щелей во время сшивки водный раствор полиакриламида растворит соли, с которыми он контактирует, в результате чего образуются новые пустоты (щели) и цель тампонирования, а именно полное заполнение пустот и щелей не будет достигнута.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении тампонажного состава, повышающего надежность гидроизоляции подземных сооружений в породах водорастворимых солей за счет гидроизоляции поверхности сооружения в широком диапазоне регулируемого времени, температуры и степени минерализации воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения тампонажного состава для гидроизоляции сооружения в породах водорастворимых солей, включающий приготовление смеси, содержащей водный раствор полиакриламида и сшивающего агента, для приготовления смеси используют концентрированный водный раствор низкомолекулярного полиакриламида, а перед добавлением сшивающего агента вводят насыщенный раствор солей, в которых находится гидроизоляционное сооружение, и дополнительно соли того же состава в количестве, необходимом для насыщения водного раствора полиакриламида.

Объем вводимого раствора солей определяется требуемой рабочей вязкостью тампонажного состава. Соли для насыщения водного раствора низкомолекулярного полиакриламида добавляют в измельченном виде.

В подземных рудниках периодически возникает необходимость производства гидроизоляционных работ. Для гидроизоляции подземных сооружений в условиях водорастворимых пород (соляных, калийных рудников), в частности в условиях калийно-магниевых солей, необходимо иметь гидроизолирующий состав, который набухает в водных растворах низкомолекулярных электролитов гидрогеля в сочетании с устойчивостью к действию солей.

Для обеспечения селективного изменения водопроницаемости подземных структур проводят герметизацию поверхности подземных сооружений с использованием материалов, частицы которых после попадания в пласт увеличивают свои геометрические размеры и прочно удерживаются за счет этого в породе. При этом на поверхности пласта или подземного сооружения образуется изолирующий экран герметичного гелеобразного полимерного слоя требуемого объема в зависимости от проницаемости поверхности горной породы. Требуемая скорость гелеобразования достигается изменением концентрации полимерной дисперсии, размером полимерных частиц и скоростью набухания их в воде.

Осуществление предлагаемого способа приводим для условий Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей.

Тампонирование гидроизоляционного сооружения в сильвинитовом пласте, состоящем из солей NaCl (71%) и KCl (29%), произведено в следующей последовательности.

Первоначально определяют затраты времени на тампонаж. Потребное время тампонажа - не менее 20 часов. С запасом принято, что время гелеобразования должно быть 25-28 часов.

Экспериментально установлен следующий состав 1 м3 тампонажной композиции с требуемым временем гелеобразования.

Водный раствор 31%-ного полиакриламида (ПАА) - 510 л.

Раствор, насыщенный NaCl и KCl, - 398 л.

Мелкодробленая смесь солей NaCl (71%) + KCl (29%) - 137 кг.

37%-ный раствор формалина - 25,5 л.

Тампонажную композицию готовили в следующей последовательности.

Формалин смешивали с раствором NaCl + KCl, после перемешивания добавляли в него водный раствор 31%-ного ПАА и мелкодробленую смесь солей NaCl + KCl и перемешивали в течение 10-15 минут.

Эффективность применения полимеров акриламида в гелеобразующих составах оценивали по времени гелеобразования и величинам динамической вязкости составов.

Концентрированные водные растворы полимеров акриламида были испытаны при температурах от 10 до 50°C в водных гелеобразующих составах, содержащих сшивающие агенты.

Примеры.

Эффективность предлагаемого состава для гидроизоляции сооружения в породах, водорастворимых солей, имеющего вид геля, подтверждается результатами лабораторных испытаний.

Определялись зависимости времени гелеобразования от параметров водных гелеобразующих составов: концентрации ПАА, ГПАА и сшивающих агентов, рН исходных водных растворов ПАА, минерализации воды и температуры гелеобразования.

Лабораторным испытаниям подвергалось 17 гелей различного состава (табл. 1) при их контактировании с водой и растворением солей.

Испытания проводили следующим образом.

Образцы сшитого геля начальным объемом 80 мл помещали в сосуд и заливали в него 300 мл жидкостей различного состава. Через определенные промежутки времени жидкость выливали, определяли ее объем и снова заливали в сосуд. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 следует, что гели, приготовленные на воде при контактировании с раствором солей, уменьшаются в объеме, что не обеспечивает герметизацию, а гели, приготовленные на растворе солей с добавлением солевого порошка, увеличиваются в объеме, что обеспечивает надежную герметизацию тампонирования соляной породы.

Кроме того, лабораторными испытаниями установлено, что время гелеобразования водного раствора ПАА увеличивается:

- при уменьшении температуры (от 50 до 10 градусов - в 10-20 раз);

- при уменьшении концентрации ПАА (от 20 до 5% - в 10-20 раз);

- уменьшении концентрации формалина (от 3,5 до 1% - в 10 раз);

- увеличении рН-гелеобразующего водного состава (от 3 до 10 - в 10 раз);

- увеличении минерализации водного гелеобразующего состава (в присутствии хлористого натрия с массовой концентрацией 15% - в 2 раза);

- увеличении характеристической вязкости ПАА (от 1,4 до 0,4 дл/г - в 4-8 раз).

Для получения формоустойчивого полимерного геля в течение 24 часов при 10°C необходимо использовать гелеобразующий состав с высокой степенью минерализации и с рН менее 6, содержащий 1,7% масс. формалина и 20% масс. полиакриламида, имеющего характеристическую вязкость менее 0,5 дл/г.

Использование предлагаемого технического решения позволяет получить гидроизолирующий состав, обеспечивающий надежность гидроизоляции подземных сооружений в породах водорастворимых солей за счет гидроизоляции поверхности сооружения в широком диапазоне регулируемого времени, температуры и степени минерализации воды.

Похожие патенты RU2597907C1

название год авторы номер документа
МАЛОПРОЧНЫЕ ГЕЛЕВЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ 2016
  • Салаи Майкл Л.
  • Лю Мей
  • Чан Кин-Тай
RU2726079C2
ТАМПОНАЖНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР 2020
  • Утробин Андрей Николаевич
  • Балакирева Ольга Владимировна
  • Арсланов Ильдар Робертович
  • Фахреева Алсу Венеровна
  • Сергеева Наталья Анатольевна
RU2754527C1
ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЕ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ, СОДЕРЖАЩИЕ СОЛИ ЧЕТВЕРТИЧНОГО АММОНИЯ В КАЧЕСТВЕ МОДИФИКАТОРОВ ВРЕМЕНИ ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ, И СПОСОБЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2012
  • Редди Б Рагхава
  • Иофф Ларри С.
RU2517342C2
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА К ДОБЫВАЮЩИМ НЕФТЯНЫМ СКВАЖИНАМ 2010
  • Радченко Станислав Сергеевич
  • Новаков Иван Александрович
  • Радченко Филипп Станиславович
  • Зельцер Павел Семенович
  • Озерин Александр Сергеевич
RU2440485C1
ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЕ ЖИДКОСТИ, СОДЕРЖАЩИЕ МОДИФИКАТОРЫ ВРЕМЕНИ ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ АМИННОГО ТИПА, И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ 2012
  • Редди Б. Рагхава
  • Иофф Ларри С.
RU2618752C2
СОСТАВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В ДОБЫВАЮЩИЕ СКВАЖИНЫ 2016
  • Митюк Дмитрий Юрьевич
  • Филиппова Ольга Евгеньевна
  • Шибаев Андрей Владимирович
  • Муравлев Дмитрий Александрович
RU2659443C2
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА К ДОБЫВАЮЩИМ НЕФТЯНЫМ СКВАЖИНАМ 2009
  • Радченко Станислав Сергеевич
  • Новаков Иван Александрович
  • Радченко Филипп Станиславович
  • Зельцер Павел Семенович
  • Рыбакова Елена Владимировна
RU2396419C1
СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИЕМИСТОСТИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ И ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИНАХ 2015
  • Мухамедьянов Фарит Фазитович
RU2597593C1
СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИЕМИСТОСТИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН И ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В ДОБЫВАЮЩИЕ СКВАЖИНЫ 2011
  • Никитин Марат Николаевич
  • Петухов Александр Витальевич
  • Гладков Павел Дмитриевич
  • Тананыхин Дмитрий Сергеевич
  • Шангараева Лилия Альбертовна
RU2456439C1
ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ 2004
  • Уваров Сергей Геннадьевич
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Абросимова Наталья Николаевна
  • Ризванов Рафгат Зиннатович
  • Яхина Ольга Александровна
RU2277573C1

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ СООРУЖЕНИЯ В ПОРОДАХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам получения тампонажных составов для гидроизоляции сооружений в породах водорастворимых солей. Технический результат изобретения заключается в получении тампонажного состава, повышающего надежность гидроизоляции подземных сооружений в условиях водорастворимых солей за счет гидроизоляции поверхности сооружения в широком диапазоне регулируемого времени, температуры и степени минерализации воды. Способ получения тампонажного состава для гидроизоляции сооружения в породах водорастворимых солей включает приготовление смеси, содержащей водный раствор полиакриламида и сшивающего агента, в котором для приготовления смеси используют концентрированный водный раствор низкомолекулярного полиакриламида, а перед добавлением сшивающего агента вводят насыщенный раствор солей, в которых находится гидроизоляционное сооружение, и дополнительно соли того же состава в количестве, необходимом для насыщения водного раствора полиакриламида. Объем вводимого раствора солей определяется требуемой рабочей вязкостью тампонажного состава. Соли для насыщения водного раствора полиакриламида добавляют в измельченном виде. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 597 907 C1

1. Способ получения тампонажного состава для гидроизоляции сооружения в породах водорастворимых солей, включающий приготовление смеси, содержащей водный раствор полиакриламида и сшивающего агента, отличающийся тем, что для приготовления смеси используют концентрированный водный раствор низкомолекулярного полиакриламида, а перед добавлением сшивающего агента вводят насыщенный раствор солей, в которых находится гидроизоляционное сооружение, и дополнительно соли того же состава в количестве, необходимом для насыщения водного раствора полиакриламида, при этом соли для насыщения водного раствора низкомолекулярного полиакриламида добавляют в измельченном виде.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем вводимого раствора солей определяется требуемой рабочей вязкостью тампонажного состава.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2597907C1

Вязкоупругий состав многоцелевого назначения 1989
  • Платонова Ярослава Викторовна
  • Крикунов Николай Васильевич
  • Караев Олег Алиовсадович
  • Дябин Александр Геннадьевич
  • Беляева Анна Дмитриевна
  • Батырбаев Махамбет Демешевич
  • Герштанский Олег Сергеевич
  • Галиев Фатых Фаритович
  • Маганов Равиль Ульфатович
SU1694859A1
СПОСОБ ТЕХНОГЕННОГО ЭПИГЕНЕЗА ТАМПОНИРОВАНИЯ ВОДОПРОНИЦАЕМЫХ УЧАСТКОВ ИЛИ ЗОН В СОЛЯНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ 2007
  • Клименко Наталья Андреевна
  • Пономаренко Юрий Викторович
  • Изотов Анатолий Александрович
  • Кузькин Валерий Сергеевич
RU2363848C1
СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГИДРАТНЫХ, СОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ 2011
  • Волков Владимир Анатольевич
  • Беликова Валентина Георгиевна
RU2504571C2
ВЯЗКОУПРУГИЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНАХ 1998
  • Старкова Н.Р.
  • Бриллиант Л.С.
  • Чернавских С.Ф.
RU2147672C1
US 3958638 A1, 16.06.1975.

RU 2 597 907 C1

Авторы

Байбурдов Тельман Андреевич

Борзаковский Борис Александрович

Генкин Михаил Владимирович

Даты

2016-09-20Публикация

2015-09-29Подача