Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к новой композиции, содержащей водорастворимые полимеры для обработки участка подземного пласта. Настоящее изобретение также относится к способу обработки участка подземного пласта и, в частности, к способу добычи нефти и газа, где применяют композицию. Композиция особенно пригодна для получения флюида для разрыва пласта в операциях по разрыву пласта и закачиваемого флюида при увеличении добычи нефти с помощью химических средств (EOR).
Уровень техники
Водорастворимые полимеры широко применяются в способах добычи нефти и газа, таких как операции по увеличению добычи нефти и гидравлического разрыва пласта, а также иные операции интенсификации, цементирования, бурения или заканчивания. Водорастворимые полимеры обычно представлены в форме раствора, в форме обратной эмульсии, в форме порошка или в форме дисперсии. Каждая из них имеет известные преимущества и недостатки.
В нефтегазовой промышленности обычно существует потребность в высококонцентрированном образце полимерной композиции, причем легко применимом, и, поэтому, предпочтительно в форме жидкости. В документе WO2017/187150 предложен состав, полученный с помощью смешивания гранулированного водорастворимого полимера для снижения трения и обратной полимерной эмульсии. В нем предложена жидкая композиция, которая не требует специального оборудования, и которая считается технически преимущественной и экономически выгодной. Точнее говоря, композиция обладает характеристиками снижения трения, которые соответствуют характеристикам существующих ранее веществ, снижающих трение, или превосходят их. Уровень снижения трения является выше и достигается быстрее.
В операциях по добыче нефти и газа нагнетаемые в подземный пласт флюиды могут содержать частицы или коллоиды. В данном случае частицы или коллоиды должны быть суспендированы во флюиде с целью предотвращения каких-либо осаждения и неоднородности диспергированных частиц. С этой целью в композициях на основе закачиваемого флюида обычно применяют полимеры для увеличения вязкости. Однако композиция на основе закачиваемого флюида обычно подвергается условиям высокого усилия сдвига, и полимеры для увеличения вязкости, которые обычно являются псевдопластичными, не дают удовлетворительных результатов.
Существует необходимость в таком (таких) эффекте (эффектах) водорастворимых полимеров, применяемых в способах добычи нефти и газа, как улучшение показателя вязкости и/или обеспечения суспендирования, в частности, если имеют место условия высокого усилия сдвига.
В операции по разрыву пласта, в частности в случае применения веществ, снижающих трение, с высокой вязкостью (HVFR) важна дозировка указанных HVFR и существует необходимость в более экологически безопасных решениях, таких как новые продукты, для производства которых требуется меньше энергии, и более эффективные продукты для уменьшения их расхода.
Заявитель разработал новую композицию, полученную с использованием комбинации конкретных водорастворимых полимеров, которая позволяет решить вышеописанную проблему.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение предусматривает композицию для получения закачиваемого флюида для добычи нефти и газа, содержащую
- обратную эмульсию водорастворимого полимера A, содержащего катионные мономерные звенья, и
- твердые частицы водорастворимого полимера B, содержащего катионные мономерные звенья, и
при этом водорастворимый полимер A содержит от 10 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев в пересчете на общее количество мономерных звеньев, и при этом катионность в мол.% полимера A выше или равняется катионности в мол.% полимера B.
Благодаря тонкой корректировке композиции в соответствии с настоящим изобретением можно достичь экологических целей, присущих новым техническим инновациям. В данном случае композиция приводит к снижению расхода продукта благодаря лучшим характеристикам. Поскольку катионные мономеры имеют склонность к более высокому углеродному следу, и для их получения требуется больше реакционных стадий, существует потребность в уменьшении содержания катионных мономеров в полимере как можно ниже, т.е. катионности.
Композиция по настоящему изобретению достигает данной цели, поскольку средняя катионность полимеров, содержащихся в указанной композиции, ниже по сравнению с имеющимся в настоящее время катионным продуктом. Меньшее количество катионного мономера обычно означает большее количество акриламида, который предпочтительно получают с помощью биоконверсии с меньшим потреблением энергии. В силу всех этих причин продукт по настоящему изобретению является более экологически безопасным.
Во втором аспекте настоящее изобретение предусматривает закачиваемый флюид для способа добычи нефти и газа, при этом указанный флюид получен с использованием композиции по настоящему изобретению. Закачиваемый флюид может представлять собой закачиваемый флюид для нагнетания полимера или флюид для разрыва пласта.
В третьем аспекте настоящее изобретение предусматривает способ обработки участка подземного пласта, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида с помощью по меньшей мере указанной композиции, введение закачиваемого флюида в участок подземного пласта.
Обработка участка подземного пласта включает обработку части подземного пласта или обработку всего подземного пласта.
В четвертом аспекте настоящее изобретение предусматривает способ разрыва пласта, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение флюида для разрыва пласта с помощью по меньшей мере указанной композиции и с помощью по меньшей мере расклинивающего наполнителя, введение флюида для разрыва пласта в участок подземного пласта.
В пятом аспекте настоящее изобретение предусматривает способ нагнетания полимера, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида для нагнетания полимера с помощью по меньшей мере указанной композиции, введение закачиваемого флюида для нагнетания полимера во весь подземный пласт или его участок.
В шестом аспекте настоящее изобретение предусматривает способ улучшения свойств обеспечения суспендирования в закачиваемом флюиде, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида путем смешивания указанной композиции с водой, морской водой или солевым раствором, введение закачиваемого флюида во весь подземный пласт или его участок. Флюид на водной основе для обработки пласта может представлять собой флюид для разрыва пласта или закачиваемый флюид для нагнетания полимера. Другими словами, данный способ заключается в улучшении суспензии частиц или коллоидов, которые присутствуют в закачанном флюиде.
Подробное описание изобретения
Было обнаружено, что конкретная композиция по настоящему изобретению приводит к улучшению эффекта обеспечения суспендирования даже в высококонцентрированных солевых растворах и даже в условиях высокого усилия сдвига.
Эффект обеспечения суспендирования относится к образованию суспензии частиц или коллоидов, которые присутствуют в закачиваемом флюиде и/или закачанном флюиде. Он соответствует способности, придаваемой композицией по настоящему изобретению закачиваемому флюиду, образовывать суспензии частиц или коллоидов, таких как расклинивающий наполнитель, и не допустить осаждения. Данное свойство является очень важным в операции по разрыву пласта, где для поддержания разрывов открытыми в закачиваемом флюиде присутствует расклинивающий наполнитель, такой как песок или песок с покрытием, и это позволяет обеспечить эффективную добычу нефти и газа.
Используемый в данном документе термин «водорастворимый полимер» относится к полимеру, при смешивании которого соответствующим образом в дозировке 10 г/л с водой при 25°C получают водный раствор, практически не содержащий нерастворимых частиц.
Если в настоящем изобретении используется термин «полимер A», он соответствует водорастворимому полимеру A. То же самое верно для водорастворимого полимера B.
«Макромономер» определяется как полимер или олигомер, каждая молекула которого имеет одну концевую группу, которая выступает в качестве молекулы мономера, так что каждая молекула полимера или олигомера вносит только одно мономерное звено в цепь продукта-полимера.
Используемая в данном документе «катионность» полимера представляет собой процентное содержание катионных мономерных звеньев в мол.% в пересчете на общее количество мономерных звеньев в полимере.
В настоящем изобретении «средневесовую молекулярную массу», также называемую молекулярной массой в настоящем изобретении, определяют с помощью характеристической вязкости и выражают в г/моль. Характеристическую вязкость можно измерять с помощью способов, известных специалисту в данной области техники, и, в частности, ее можно рассчитать, исходя из значений приведенной вязкости для разных концентраций графическим способом, состоящим в записи зависимости значений приведенной вязкости (по оси ординат) от значений концентрации (по оси абсцисс) и экстраполировании кривой до нулевой концентрации. Значение характеристической вязкости отсчитывают по оси ординат или с применением метода наименьших квадратов. Затем можно определить средневесовую молекулярную массу с помощью хорошо известного уравнения Марка-Хаувинка:
[η] = K Mα,
где [η] представляет собой характеристическую вязкость полимера, определенную с помощью способа измерения вязкости раствора,
K представляет собой эмпирическую постоянную,
M представляет собой молекулярную массу полимера,
α представляет собой коэффициент Марка-Хувинка,
α и K зависят от конкретной системы полимер-растворитель.
Полимер A и полимер B могут быть разными или идентичными, но они представлены в разных формах – полимер A находится в форме эмульсии типа «вода в масле», а полимер B находится в форме частиц (порошок, мелкие частицы, гранулы, шарики). Полимер A предпочтительно отличается от полимера B. Точнее полимер A и полимер B предпочтительно имеют разный мономерный состав и/или разную молекулярную массу. Полимер A и полимер B предпочтительно являются двумя различными полимерами.
Композиция по настоящему изобретению
Отличительная черта настоящего изобретения состоит в объединении обратной эмульсии водорастворимого полимера А, содержащего определенное количество катионных мономерных звеньев, и твердых частиц водорастворимого полимера В, также содержащего катионные мономерные звенья, где катионность полимера А выше или равняется катионности полимера B.
В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение предусматривает композицию для получения закачиваемого флюида для добычи нефти и газа, содержащую
- обратную эмульсию водорастворимого полимера A, содержащего катионные мономерные звенья, и
- твердые частицы водорастворимого полимера B, содержащего катионные мономерные звенья, и
при этом водорастворимый полимер A содержит от 10 до 40 мол.% катионного мономера в пересчете на общее количество мономерных звеньев; и при этом катионность в мол.% полимера A выше или равняется катионности в мол.% полимера B.
В предпочтительном варианте осуществления водорастворимый полимер А предпочтительно содержит от 15 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев (т.е. характеризуется катионностью от 15 до 40 мол.%), более предпочтительно от 18 до 35 мол.%, еще более предпочтительно от 20 до 35 мол.%, еще более предпочтительно от 25 до 30 мол.%, при этом указанная катионность выше или равняется катионности полимера B, предпочтительно выше.
В предпочтительном варианте осуществления водорастворимый полимер B предпочтительно содержит от 2 до 30 мол.% катионных мономерных звеньев (т.е. характеризуется катионностью от 2 до 30 мол.%), предпочтительно от 5 до 25 мол.%, более предпочтительно от 5 до 20 мол.%, при этом указанная катионность является ниже или равняется катионности полимера A, предпочтительно является ниже.
В предпочтительном варианте осуществления катионность в мол.% полимера A выше катионности в мол.% полимера B. Катионность в мол.% полимера A предпочтительно на по меньшей мере 5% выше по сравнению с катионностью в мол.% полимера B, предпочтительно на по меньшей мере 10% выше, более предпочтительно на по меньшей мере 15% выше. Например, если катионность полимера А составляет 25 мол.%, катионность полимера В предпочтительно составляет 20 мол.%, более предпочтительно 15 мол.% или меньше.
Водорастворимый полимер A в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно характеризуется средневесовой молекулярной массой, составляющей от 2 миллионов г/моль до 20 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 4 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 6 миллионов г/моль, еще более предпочтительно выше 8 миллионов г/моль.
Водорастворимый полимер B в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно характеризуется средневесовой молекулярной массой, составляющей от 2 миллионов г/моль до 20 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 5 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 8 миллионов г/моль, еще более предпочтительно выше 10 миллионов г/моль.
В предпочтительном варианте осуществления средневесовая молекулярная масса водорастворимого полимера A предпочтительно ниже средневесовой молекулярной массы водорастворимого полимера B, и предпочтительно на 10% меньше, более предпочтительно на 20% меньше, еще более предпочтительно на 30% меньше. Например, если молекулярная масса полимера A составляет 10 миллионов дальтон, молекулярная масса полимера B предпочтительно составляет 9 миллионов дальтон или меньше, более предпочтительно 8 миллионов дальтон или меньше.
Было обнаружено, что характеристики уменьшения сопротивления течению и обеспечения суспендирования являются оптимальными, когда полимер А обратной эмульсии является более катионным и характеризуется более низкой молекулярной массой по сравнению с полимером В и наоборот. Не ограничиваясь теорией, похоже, что полимер A менее чувствителен к механическому разрушению во время начальной фазы закачивания, когда необходим эффект уменьшения сопротивления течению, и что полимер B, который характеризуется более высокой молекулярной массой и является менее катионным, проявляет свои оптимальные характеристики эффекта обеспечения суспендирования с задержкой по времени, несколько позже в трубопроводе. Данная оптимальная конфигурация обеспечивает очень хороший компромисс между эффектом уменьшения сопротивления течению и эффектом обеспечения суспендирования.
Композиция находится в форме жидкости, даже если она содержит диспергированные твердые частицы. Поэтому композиция является легко транспортируемой, диспергируемой, поддается перекачиванию насосом, стабильна при хранении, что облегчает ее применение в условиях добычи нефти и газа.
Как описано выше, полимер A и полимер B предпочтительно являются разными, и они имеют по меньшей мере разный мономерный состав и/или разную молекулярную массу. Полимер A и полимер B предпочтительно являются двумя различными полимерами.
Композиция получена путем смешивания соответствующим образом обратной эмульсии полимера A с твердыми частицами полимера B, полученного в соответствии с настоящим изобретением. Смесь предпочтительно получена путем диспергирования твердых частиц в обратной эмульсии. Для получения смеси можно использовать любое подходящее средство, такое как смеситель, роторно-статорная мешалка, смесительный аппарат периодического действия, диспергатор, устройство нарезания полимера (PSU), такое как описано в документе US 8186871.
Даже если это не является предпочтительным, твердые частицы полимера B также могут быть предварительно смочены маслом, подобным тому, которое использовано в обратной эмульсии полимера A, или отличным от него, или же могут находиться в солевом растворе, обычно при концентрации от 40% до 80% по весу твердых частиц (полимер B) относительно общего количества жидкости (жидкости для предварительного смачивания) и твердых частиц (полимер B). Композиция для предварительного смачивания содержит масло или солевой раствор, а также может содержать поверхностно-активное(поверхностно-активные) вещество(вещества) и другие ингредиенты.
В соответствии с настоящим изобретением твердые частицы полимера B остаются в твердом состоянии в композиции по настоящему изобретению. Иными словами, полимер B находится в твердом состоянии и диспергирован в композиции, тогда как полимер A находится в гидрофильных каплях эмульсии типа «вода в масле». Полимер B может абсорбировать всю свободную воду обратной эмульсии (полимера A) или ее часть и быть предварительно набухшим, но оставаться в твердом состоянии. Твердое состояние включает в себя такие предварительно смоченное и предварительно набухшее состояния.
На практике в способе добычи нефти и газа композицию по настоящему изобретению смешивают с водной средой, такой как вода, морская вода или солевой раствор, с образованием закачиваемого флюида. При смешивании соответствующим образом композиции с достаточным количеством водной среды в обратной эмульсии происходит инверсия фаз, и полимер A быстро высвобождается, тогда как полимер B начинает медленнее растворяться в водной среде, даже будучи предварительно набухшим.
В композиции по настоящему изобретению массовое соотношение обратной эмульсии полимера A и твердых частиц полимера B предпочтительно составляет от 1:1 до 10:1, более предпочтительно от 6:1 до 2:1.
В композиции по настоящему изобретению общая концентрация полимера A и полимера B предпочтительно составляет от 30 вес.% до 80 вес.%, более предпочтительно от 37 вес.% до 70 вес.%, еще более предпочтительно от 40 вес.% до 65 вес.%.
Композиция в соответствии с настоящим изобретением может также содержать другие компоненты, такие как природный загуститель, такой как глина, или синтетический загуститель, соли, щелочное средство, поверхностно-активное вещество, такое как поверхностно-активное вещество, применяемое в обратной эмульсии, или другие, биоциды, ингибитор коррозии, кислоты, ингибиторы образования отложений, ингибитор набухания глины, гуар, производные гуара, карбоксиметилцеллюлозу, сшивающие средства, такие как соединения циркония, соединения, представляющие собой титанаты или бораты, сшивающие средства замедленного действия.
В настоящем изобретении особое внимание уделяется реологическому анализу закачиваемых флюидов, в которых применяется композиция по настоящему изобретению. Измерение разных реологических параметров проводят в соответствии со способом, описанным ниже.
1) Реологическая кривая
Вязкость измеряется в зависимости от градиента сдвига с применением реометра Anton Paar MCR302, оснащенного программным обеспечением RheoCompass и измерительной системой «конус-плоскость» (50 мм-2°). Нормальное усилие сбрасывается после загрузки и выгрузки образца. Градиент сдвига может находиться в диапазоне от 0,001 до 500 с-1 при температуре 25°C.
Полученная кривая затем моделируется согласно уравнению Карро-Ясуда, позволяющему получить ньютоновскую вязкость (η0 в сП), время релаксации (τ в секундах) и показатель текучести (n, показатель текучести). Поправочное значение «a» считается равным 2.
Во время измерения реологической кривой также записывается параметр N1. Он соответствует первой разности нормальных напряжений и увеличивается при увеличении градиента сдвига в вязкоупругих материалах. Это проявление эффекта Вайсенберга. N1 равняется 0 для изотропной жидкости в состоянии покоя и никогда не бывает отрицательным.
2) Измерение колебаний
Для определения диапазона линейности материала регистрируют модуль упругости G' и модуль потери упругости G'' при 1 Гц для значений деформации в диапазоне от 0,1 до 100%. Отклик устройства оставался линейным в целом до 10%.
Чтобы реализовать частотную развертку материала, G' и G" измеряются в диапазоне частот от 10 до 0,001 Гц для деформации, содержащейся в линейной области, обычно составляющей 1%.
Точка пересечения между G' и G", если ее можно измерить, используется для определения времени вязкоупругой релаксации в соответствии со следующей формулой:
.
3) Расчет
Чтобы провести различие между продуктами, можно выполнить оценку характеристик таких суспензий песка статически, посредством расчета скорости осаждения, и динамически, посредством расчета λe/v.
a) Расчет скорости осаждения
Расчет скорости осаждения песка в вязкоупругом флюиде описан в литературе (данный перечень не является исчерпывающим: SPE 187255, SPE16221) и основан на следующей формуле:
,
где
g: ускорение свободного падения (9,81 м/с²),
Δρ: разность плотности песка и флюида (1650 кг/м3),
d: диаметр частицы песка (0,86 мм/l, как пример),
K: коэффициент консистенции и n: показатель текучести.
В данном случае авторы настоящего изобретения пренебрегают явлением прилипания и наличием стенки, которые могут сильно повлиять на скорость осаждения, и применяют данный параметр для классификации продуктов.
b) Расчет λe/v
Безразмерная величина λe/v применяется для определения способности флюида обеспечивать суспендирование песка при сдвиге. Данная величина зависит от следующих реологических параметров:
,
где c: константа (1).
Если данная величина больше 1, то в системе преобладают силы упругости, обеспечивающие надлежащие способности к суспендированию.
Твердые частицы водорастворимого полимера B
В соответствии с настоящим изобретением водорастворимый полимер B представляет собой водорастворимый полимер, содержащий катионные мономерные звенья. Полимер B представляет собой катионный полимер или амфотерный полимер.
В соответствии с настоящим изобретением водорастворимый полимер B предпочтительно содержит от 2 до 30 мол.% катионных мономерных звеньев, предпочтительно от 5 до 25 мол.%, более предпочтительно от 5 до 20 мол.%, при этом указанная катионность ниже или равняется катионности полимера A, предпочтительно является ниже.
Катионные мономеры предпочтительно выбраны из группы, включающей диметиламиноэтилакрилат (DMAEA), кватернизированный или превращенный в соль; диметиламиноэтилметакрилат (DMAEMA), кватернизированный или превращенный в соль; диаллилдиметиламмония хлорид (DADMAC); акриламидопропилтриметиламмония хлорид (APTAC); метакриламидопропилтриметиламмония хлорид (MAPTAC). Диметиламиноэтилакрилат (DMAEA), кватернизированный или превращенный в соль, является предпочтительным.
Водорастворимый полимер B может содержать различные типы катионных мономеров, например, DMAEA и DMAEMA, но предпочтительно содержит один тип катионных мономеров.
Водорастворимый полимер B также может содержать дополнительные мономеры, такие как неионный мономер, и/или анионные мономеры, и/или цвиттер-ионные мономеры.
Дополнительные неионные мономеры предпочтительно выбраны из группы, включающей акриламид, метакриламид, N-монопроизводные акриламида, N-монопроизводные метакриламида, N,N-производные акриламида, N,N-производные метакриламида, сложные эфиры акриловой кислоты и сложные эфиры метакриловой кислоты. Наиболее предпочтительными дополнительными неионными мономерами являются акриламид, N-винилпирролидон и N-винилформамид, наиболее предпочтителен акриламид.
Дополнительные анионные мономеры предпочтительно выбраны из группы, включающей мономеры, содержащие карбоксильную функциональную группу, и их соли; мономеры, содержащие функциональную группу сульфоновой кислоты, и их соли, такие как акриламидо-трет-бутилсульфоновая кислота (ATBS) и/или ее соль(-и); мономеры, содержащие функциональную группу фосфоновой кислоты, и их соли, такие как винилфосфоновая кислота. Они включают, например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, итаконовую кислоту; их соли и их сложные полуэфиры, акриламидо-трет-бутилсульфоновую кислоту (ATBS) и/или ее соль(-и). Наиболее предпочтительными дополнительными анионными мономерами являются акриловая кислота, акриламидо-трет-бутилсульфоновая кислота (ATBS) и/или их соль(-и). Обычно соли представляют собой соли щелочных металлов, соли щелочноземельных металлов или соли аммония. Предпочтительные соли представляют собой соли натрия.
Дополнительный цвиттер-ионный мономер может представлять собой производное винильного звена, в частности, акриламидного, акрилового, аллильного или малеинового звена, при этом данный мономер содержит функциональную группу амина или четвертичного аммония и группу карбоновой кислоты (или карбоксилатную), сульфоновой кислоты (или сульфонатную) или фосфорной кислоты (или фосфатную, или фосфонатную). Можно указать производные диметиламиноэтилакрилата, такие как 2-((2-(акрилоилокси)этил)диметиламмонио)этан-1-сульфонат, в частности и без ограничения 3-((2-(акрилоилокси)этил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат, 4-((2-(акрилоилокси)этил)диметиламмонио)бутан-1-сульфонат, [2-(акрилоилокси)этил](диметиламмонио)ацетат, метакрилатные производные диметиламиноэтила, такие как 2-((2-(метакрилоилокси)этил)диметиламмонио)этан-1-сульфонат, 3-((2-(метакрилоилокси)этил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат, 4-((2-(метакрилоилокси)этил)диметиламмонио)бутан-1-сульфонат, [2-(метакрилоилокси)этил](диметиламмонио)ацетат, производные диметиламинопропилакриламида, такие как 2-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)этан-1-сульфонат, 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат, 4-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)бутан-1-сульфонат, [3-(акрилоил)окси)пропил](диметиламмонио)ацетат, производные диметиламинопропилметилакриламида, такие как 2-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)этан-1-сульфонат, 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат, 4-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)бутан-1-сульфонат и [3-(метакрилоилокси)пропил](диметиламмонио)ацетат.
Водорастворимый полимер B также может содержать по меньшей мере один гидрофобный мономер или по меньшей мере один гидрофобный макромономер. Концентрация гидрофобных мономеров и гидрофобных макромономеров в мол. % в пересчете на общее содержание мономеров и макромономеров предпочтительно составляет от 0,0001% до 10%, более предпочтительно от 0,001% до 5%, еще более предпочтительно от 0,01% до 3%, еще более предпочтительно от 0,1 до 2%, еще более предпочтительно от 0,2 до 1,5%, еще более предпочтительно от 0,3 до 1,3%.
Водорастворимый полимер B предпочтительно содержит акриламид. Концентрация акриламида в пересчете на общее содержание мономеров и макромономеров предпочтительно составляет от 5 до 98 мол.%, более предпочтительно от 30 до 95 мол.%, еще более предпочтительно от 50 до 90 мол.%.
В предпочтительном варианте осуществления водорастворимый полимер B представляет собой сополимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, и акриламида. В данном случае количество DMAEA предпочтительно составляет от 2 до 30 мол.%, предпочтительно от 5 до 25 мол.%, более предпочтительно от 5 до 20 мол.%, а количество акриламида предпочтительно составляет от 70 до 98 мол.%, предпочтительно от 75 до 95 мол.%, более предпочтительно от 80 до 85 мол.%.
В другом предпочтительном варианте осуществления водорастворимый полимер B представляет собой терполимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, акриламида и одного из двух следующих мономеров: акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли (солей). В данном случае количество DMAEA предпочтительно составляет от 2 до 30 мол.%, предпочтительно от 5 до 25 мол.%, более предпочтительно от 5 до 20 мол.%, количество акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли (солей) составляет от 0,5 до 10 мол.%, а количество акриламида является дополняющим количеством для достижения общего количества, составляющего 100%.
Специалист в данной области техники сможет отрегулировать соответствующие количества мономеров и макромономеров полимеров B для достижения 100 мол.%.
Полимеризация полимера B обычно представляет собой радикальную полимеризацию. Под радикальной полимеризацией мы подразумеваем радикальную полимеризацию с помощью УФ-инициаторов, инициаторов, представляющих собой азосоединения, окислительно-восстановительных или термических инициаторов, а также методик контролируемой радикальной полимеризации (CRP) или методик полимеризации с обратимой передачей цепи по механизму присоединение-фрагментация (RAFT) или MADIX. В соответствии с очень предпочтительным вариантом осуществления полимер B получен с помощью методик RAFT-полимеризации, или CRP, или MADIX-полимеризации.
В другом предпочтительном варианте осуществления, если полимер B содержит акриламидное мономерное звено, к полимеру B применяют стадию дополнительной обработки, чтобы сделать его амфотерным, обычно слегка амфотерным, например, от 0,5 до 10 мол.% анионного мономерного звена.
Стадия дополнительной обработки заключается в осуществлении реакции способной к гидролизу функциональной группы, такой как амидная, со средством для гидролиза. Данное средство для гидролиза может представлять собой фермент, ионообменную смолу или щелочной металл, предпочтительно оно представляет собой основание Брэнстеда.
После стадии дополнительной обработки образуются карбоксилатная группа или фрагменты карбоновой кислоты. Действительно, реакция между средством для гидролиза и способной к гидролизу функциональной группой, такой как амидная, приводит к образованию карбоксилатных фрагментов или фрагментов карбоновой кислоты.
Несущие карбоксилатную группу полиакриламиды можно получить в соответствии с разными способами. Среди них, один способ состоит в полимеризации акриламида, который был частично или полностью предварительно гидролизован перед полимеризацией с помощью каустической соды или фермента, такого как амидаза. Другой способ состоит в сополимеризации акриламида и акриловой кислоты и/или ее соли. Другой способ состоит в добавлении гидролизующего средства перед, в начале и/или во время полимеризации, где указанное добавление осуществляют в отношении либо концентрированного или разбавленного раствора, эмульсии, обезвоженной эмульсии, либо желатиноподобного вещества. Другой способ состоит в добавлении гидролизующего средства после полимеризации, где указанное добавление осуществляют в отношении либо концентрированной, либо разбавленной среды. Полимеризация может представлять собой полимеризацию в растворе, полимеризацию в эмульсии, полимеризацию в дисперсии или полимеризацию в геле. Стадию дополнительной обработки можно осуществлять в отношении готового полимера или же полимер можно растворить в растворителе до концентрации, допускающей перекачивание насосом, при этом концентрация полимера составляет, как правило, от 1 до 6%.
Все вышеперечисленные методики имеют преимущества и недостатки, связанные с образованием отходящего газа, молекулярной массой, выделением тепла, способом производства.
В очень предпочтительном варианте осуществления полимер B получен в соответствии со способом, который последовательно включает:
- обеспечение водного раствора мономеров, содержащего по меньшей мере один гидрофобный мономер или по меньшей мере один гидрофобный макромономер и предпочтительно акриламид;
- обеспечение полимеризации указанного водного раствора мономеров с получением геля полимера;
- разрезание указанного геля на куски, предпочтительно менее 10 см3, более предпочтительно менее 5 см3, более предпочтительно менее 1 см3;
- осуществление стадии дополнительной обработки путем смешивания гидролизующего средства с указанными кусками геля;
- получение обработанных кусков геля полимера B в конце стадии дополнительной обработки;
- высушивание указанных обработанных кусков геля;
- получение порошка полимера B;
- необязательно измельчение указанного порошка;
- необязательно просеивание указанного порошка.
Степень превращения представляет собой выраженное в мол.% число способных к гидролизу функциональных групп, таких как амидные, которые превращаются в карбоксилатные фрагменты или фрагменты карбоновой кислоты, относительно общего количества молей мономерных звеньев и макромономерных звеньев в полимере до дополнительной обработки (в том числе способных к гидролизу и не способных к гидролизу мономерных звеньев).
В предпочтительном варианте осуществления степень превращения составляет по меньшей мере 1 мол.%, предпочтительно по меньшей мере 5 мол.%. Максимальная степень превращения зависит от таких параметров, как содержание мономеров, содержащих способную к гидролизу функциональную группу, число способных к гидролизу функциональных групп при каждом мономере и общее содержание карбоксилатных функциональных групп в полимере. Обычно максимальная степень превращения составляет 20 мол.%, предпочтительно 15 мол.%. Предпочтительная степень превращения составляет от 1 до 10 мол.%.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способной к гидролизу функциональной группой в полимере B перед стадией дополнительной обработки является амидная группа от акриламидного мономера или сложноэфирная группа от катионного мономера, и на стадии дополнительной обработки амидная группа превращается в карбоксилатную группу или группу карбоновой кислоты. Более предпочтительно амидная функциональная группа акриламидных мономерных звеньев или сложноэфирная группа от катионного мономера превращается во фрагменты карбоксилатной соли и/или карбоновой кислоты.
Например, если полимер перед дополнительной обработкой получен путем полимеризации 80 мол.% акриламида, 20 мол.% диметиламиноэтилакрилата (DMAEA) кватернизированного, при этом стадия дополнительной обработки осуществлена с помощью каустической соды, и при этом степень превращения составляет 5 мол.%, то состав полученного полимера B является следующим: 78 мол.% акриламида, 5 мол.% фрагментов карбоксилата натрия, 17 мол.% диметиламиноэтилакрилата (DMAEA) кватернизированного.
Степень превращения относится к функциональным группам, превращаемым в карбоксилатные фрагменты или фрагменты карбоновой кислоты в ходе стадии дополнительной обработки. Она не включает карбоксилатные фрагменты и фрагменты карбоновой кислоты, которые не являются результатом стадии дополнительной обработки. Например, если полимер получен путем полимеризации акриламида, катионного мономера, ATBS и акриловой кислоты, степень превращения не включает группу карбоновой кислоты акриловой кислоты.
Также можно применять средство для обеспечения разветвления. Данное средство, например, выбрано из метилен-бис-акриламида (MBA), диакрилата этиленгликоля, тетрааллиламмония хлорида, диметакрилата полиэтиленгликоля, диакриламида, цианометилакрилата, винилоксиэтилакрилата, винилоксиметакрилата, триаллиламина, формальдегида, глиоксаля, глицидиловых эфиров, таких как диглицидиловый эфир этиленгликоля, и эпоксисоединений, а также их смесей. При использовании такого средства для обеспечения разветвления его используемое количество является таким, чтобы полимер B оставался водорастворимым полимером. Специалисты в данной области техники отрегулируют известным им способом количества средства для обеспечения разветвления.
Также можно применять регулятор степени полимеризации при свободнорадикальной полимеризации, иначе известный как ограничитель размера цепи. Применение регулятора степени полимеризации является особенно предпочтительным для контроля молекулярной массы полученного полимера. В качестве примера регулятора степени полимеризации можно упомянуть метанол, изопропанол, гипофосфит натрия, 2-меркаптоэтанол, металлилсульфонат натрия и их смеси. Специалисты в данной области техники отрегулируют известным им способом количества регулятора степени полимеризации.
В соответствии с настоящим изобретением водорастворимый полимер B может характеризоваться структурой, которая представляет собой линейную, разветвленную, звездообразную, гребневидную, блочную или микроблочную структуру, или контролируемой полидисперсностью с точки зрения молекулярной массы. Такие свойства могут быть получены путем подбора инициатора, регулятора степени полимеризации, методики полимеризации, такой как матричная полимеризация, контролируемая радикальная полимеризация, известная как RAFT (обратимая передача цепи по механизму присоединение-фрагментация), NMP (нитроксид-опосредованная полимеризация) или ATRP (радикальная полимеризация с переносом атома) или полимеризация типа MADIX, включения структурных мономеров и/или концентрации. Общие знания специалиста позволяют ему или ей получать водорастворимый полимер, характеризующийся одним из таких типов структуры. Полимер B в соответствии с настоящим изобретением, независимо от его строения, остается водорастворимым.
В соответствии с настоящим изобретением твердые частицы водорастворимого полимера B могут находиться в форме порошка, мелких частиц, гранул или шариков. Они могут быть сферическими, или же не быть такими.
В предпочтительном варианте осуществления частицы полимера B являются частицами небольшого размера и называются мелкими частицами. Мелкие частицы предпочтительно получают путем просеивания и/или измельчения порошка, полученного с помощью вышеописанного способа полимеризации в геле после высушивания. Перед смешиванием с обратной эмульсией полимера A мелкие частицы полимера B предпочтительно характеризуются распределением частиц по размерам, представленным с помощью значения D50, составляющим от 5 мкм до 500 мкм, более предпочтительно от 50 мкм до 400 мкм, еще более предпочтительно от 100 мкм до 350 мкм. Выбор мелких частиц особенно полезен для достижения оптимальных характеристик с точки зрения эффекта увеличения вязкости и эффекта обеспечения суспендирования в закачиваемом флюиде.
Существует ряд способов, применяемых для контроля распределения частиц по размерам. Наиболее популярные способы включают ситовой анализ, непосредственную визуализацию и лазерную дифракцию. Традиционно значения распределения частиц по размерам рассчитывали на основе результатов ситового анализа. Ситовой анализ предоставляет информацию о размере частиц в форме S-кривой зависимости совокупной массы, удерживаемой на каждом сите, от размера ячеек сита. Наиболее часто используемыми параметрами при описании значений распределения частиц по размерам являются D-значения (D10, D50 и D90), которые являются параметрами отсечения для 10%, 50% и 90% от совокупной массы.
D-значения можно рассматривать как диаметр сферы, который отделяет массу образца на установленной процентной доле, когда частицы распределены с возрастанием массы. Например, D10 представляет собой диаметр, при котором 10% массы образца состоит из частиц с диаметром, меньше данного значения. D50 представляет собой диаметр частицы, при котором 50% массы образца меньше данного значения и 50% массы образца больше данного значения.
Частицы полимера B могут абсорбировать всю свободную воду обратной эмульсии или ее часть и быть предварительно набухшими, но оставаться в твердом состоянии. Размер частиц в композиции имеет склонность к увеличению за счет абсорбции воды. Размер частиц полимера B в композиции предпочтительно составляет от 10 мкм до 1500 мкм, более предпочтительно от 80 мкм до 1000 мкм, еще более предпочтительно от 150 мкм до 800 мкм.
Водорастворимый полимер B в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно характеризуется средневесовой молекулярной массой, составляющей от 2 миллионов г/моль до 20 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 5 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 8 миллионов г/моль, еще более предпочтительно выше 10 миллионов г/моль. В предпочтительном варианте осуществления средневесовая молекулярная масса водорастворимого полимера B предпочтительно выше средневесовой молекулярной массы водорастворимого полимера A, и предпочтительно на 10% больше, более предпочтительно на 20% больше, еще более предпочтительно на 30% больше. Например, если молекулярная масса полимера A составляет 10 миллионов дальтон, молекулярная масса полимера B предпочтительно составляет 9 миллионов дальтон или меньше, более предпочтительно 8 миллионов дальтон или меньше.
Обратная эмульсия ассоциативного водорастворимого полимера А
В соответствии с настоящим изобретением водорастворимый полимер А содержит от 10 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев, предпочтительно от 15 до 40 мол.%, более предпочтительно от 18 до 35 мол.%, еще более предпочтительно от 20 до 35 мол.%, еще более предпочтительно от 25 до 30 мол.%, при этом указанная катионность выше или равняется катионности полимера B, предпочтительно выше.
Катионные мономеры предпочтительно выбраны из группы, включающей диметиламиноэтилакрилат (DMAEA), кватернизированный или превращенный в соль; диметиламиноэтилметакрилат (DMAEMA), кватернизированный или превращенный в соль; диаллилдиметиламмония хлорид (DADMAC); акриламидопропилтриметиламмония хлорид (APTAC); метакриламидопропилтриметиламмония хлорид (MAPTAC). Диметиламиноэтилакрилат (DMAEA), кватернизированный или превращенный в соль, является предпочтительным.
Водорастворимый полимер A может содержать различные типы катионных мономеров, например, DMAEA и DMAEMA, но предпочтительно содержит один тип катионных мономеров.
Водорастворимый полимер А представляет собой катионный или амфотерный полимер.
Водорастворимый полимер A также может содержать дополнительные мономеры, такие как неионогенные мономеры, и/или анионные мономеры, и/или цвиттер-ионные мономеры. Указанные мономеры предпочтительно выбраны в соответствии с перечнями и предпочтениями, упомянутыми выше в отношении полимера B.
Водорастворимый полимер A также может содержать по меньшей мере один гидрофобный мономер или по меньшей мере один гидрофобный макромономер. Гидрофобный мономер или гидрофобный макромономер и их содержание предпочтительно выбраны в соответствии с перечнями и предпочтениями, упомянутыми выше в отношении полимера B.
Водорастворимый полимер A предпочтительно содержит акриламид. Концентрация акриламида в пересчете на общее содержание мономеров и макромономеров предпочтительно составляет от 5 до 90 мол.%, более предпочтительно от 30 до 90 мол.%, еще более предпочтительно от 50 до 80 мол.%.
В предпочтительном варианте осуществления водорастворимый полимер A представляет собой сополимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, и акриламида. В данном случае количество DMAEA предпочтительно составляет от 10 до 40 мол.%, предпочтительно от 25 до 35 мол.%, а количество акриламида предпочтительно составляет от 60 до 90 мол.%, предпочтительно от 65 до 75 мол.%.
В другом предпочтительном варианте осуществления водорастворимый полимер A представляет собой терполимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, акриламида и одного из двух следующих мономеров: акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли(солей). В данном случае количество DMAEA предпочтительно составляет от 10 до 40 мол.%, предпочтительно от 25 до 35 мол.%, количество акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли(солей) составляет от 0,5 до 10 мол.%, а количество акриламида является дополняющим количеством для достижения общего количества, составляющего 100%.
Специалист в данной области техники сможет отрегулировать соответствующие количества мономеров и макромономеров полимеров A для достижения 100 мол.%.
Благодаря конкретной мономерной композиции полимера A в форме обратной эмульсии в комбинации с твердыми частицами полимера B композиция по настоящему изобретению обладает оптимальными характеристиками с точки зрения эффекта увеличения вязкости и эффекта обеспечения суспендирования.
Полимеризация полимера A обычно представляет собой радикальную полимеризацию. Под радикальной полимеризацией мы подразумеваем радикальную полимеризацию с помощью УФ-инициаторов, инициаторов, представляющих собой азосоединения, окислительно-восстановительных или термических инициаторов, а также методик контролируемой радикальной полимеризации (CRP) или методик полимеризации с обратимой передачей цепи по механизму присоединение-фрагментация (RAFT) или MADIX. В соответствии с очень предпочтительным вариантом осуществления полимер A получен с помощью методик RAFT-полимеризации, или CRP, или MADIX-полимеризации.
Обратная эмульсия, иначе известная как эмульсия типа «вода в масле», состоит из масляной фазы, обычно липофильного растворителя или масла, составляющей непрерывную фазу, в которой капли воды, содержащие полимер, находятся в суспензии, при этом такие капли воды образуют диспергированную фазу. Эмульгирующее поверхностно-активное вещество (называемое поверхностно-активным веществом для образования эмульсии типа «вода в масле»), которое размещается на границе раздела воды/масла стабилизирует диспергированную фазу (вода + полимер) в непрерывной фазе (липофильный растворитель или масло).
Обратную эмульсию водорастворимого полимера A можно получить в соответствии с любым способом, известным специалисту в данной области техники. Обычно водный раствор, содержащий мономер(ы), эмульгируют в масляной фазе, содержащей по меньшей мере одно эмульгирующее средство. Затем проводят полимеризацию путем добавления инициатора свободнорадикальной полимеризации. Можно упомянуть окислительно-восстановительные пары, включающие гидропероксид кумола, трет-бутилгидроксипероксид или персульфаты среди окисляющих средств, сульфит натрия, метабисульфит натрия и соль Мора среди восстанавливающих средств. Также можно применять азосоединения, такие как 2,2'-азобис(изобутиронитрил) и 2,2'-азобис(2-амидинопропан)гидрохлорид.
Обратная эмульсия водорастворимого полимера A предпочтительно получена в соответствии со способом, включающим следующие стадии:
a) получение водной фазы, содержащей по меньшей мере один гидрофобный мономер или по меньшей мере один гидрофобный макромономер и необязательно другие водорастворимые мономеры,
b) получение масляной фазы, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество для образования эмульсии типа «вода в масле»,
c) смешивание водной фазы и масляной фазы с образованием эмульсии типа «вода в масле»,
d) сразу после образования эмульсии типа «вода в масле» обеспечение полимеризации в практически бескислородных условиях мономеров водной фазы с по меньшей мере одной системой инициаторов свободнорадикальной полимеризации,
e) получение обратной эмульсии полимера по окончании полимеризации,
f) необязательно и предпочтительно разбавление или концентрирование с помощью перегонки указанной обратной эмульсии;
g) необязательно осуществление дополнительной обработки полимера указанной обратной эмульсии.
Необязательную стадию f) можно осуществлять перед стадией g) или после нее. Предпочтительно стадию f) осуществляют после стадии g). Смешивание на стадии c) предпочтительно осуществляют при высоком усилии сдвига.
Первый конкретный и предпочтительный вариант осуществления обратной эмульсии водорастворимого полимера A
В соответствии с первым конкретным и предпочтительным вариантом осуществления обратная эмульсия водорастворимого полимера A получена в первую очередь путем получения обратной эмульсии, а затем путем разбавления указанной обратной эмульсии водным раствором с получением разбавленной обратной эмульсии. Затем указанную разбавленную обратную эмульсию объединяют с твердыми частицами полимера B с получением композиции по настоящему изобретению.
Перед разбавлением обратная эмульсия полимера А предпочтительно содержит от 10 до 50% по весу масла, более предпочтительно от 15 до 45% по весу. Обратная эмульсия полимера A предпочтительно содержит от 5 до 55% по весу воды, более предпочтительно от 5 до 35% по весу.
В данном предпочтительном варианте осуществления степень разбавления предпочтительно составляет от 2,5% до 20% по весу в пересчете на общий вес обратной эмульсии, полученной в конце полимеризации, более предпочтительно от 3 до 15 вес.%, еще более предпочтительно от 3 до 10 вес.%. Степень разбавления представляет собой вес водного раствора в пересчете на вес обратной эмульсии, полученной в конце полимеризации.
Водный раствор, применяемый для разбавления, может представлять собой воду или солевой раствор, предпочтительно солевой раствор.
Даже если композиция по настоящему изобретению уже обладает лучшим эффектом увеличения вязкости и эффектом обеспечения суспендирования, дополнительная стадия разбавления обратной эмульсии с помощью водного раствора в соответствии с данным предпочтительным вариантом осуществления дополнительно улучшает характеристики с точки зрения эффекта увеличения вязкости и эффекта обеспечения суспендирования.
Второй конкретный и предпочтительный вариант осуществления обратной эмульсии водорастворимого полимера A
В соответствии со вторым конкретным и предпочтительным вариантом осуществления обратная эмульсия водорастворимого полимера A получена путем проведения полимеризации частично или полностью под давлением, предпочтительно составляющем от 0,1 до 200 мбар (1 бар = 105 Па), более предпочтительно от 5 до 150 мбар, еще более предпочтительно от 20 до 100 мбар.
Даже если композиция по настоящему изобретению уже обладает лучшим эффектом увеличения вязкости и эффектом обеспечения суспендирования по сравнению с композицией, известной из уровня техники, полимеризация обратной эмульсии при определенном уровне вакуума дополнительно улучшает характеристики с точки зрения эффекта увеличения вязкости и эффекта обеспечения суспендирования.
В соответствии с конкретным и предпочтительным вариантом осуществления, если полимеризацию обратной эмульсии водорастворимого полимера A проводят частично при давлении менее 200 мбар, то продолжительность полимеризации при пониженном давлении предпочтительно составляет по меньшей мере 10% от общей продолжительности полимеризации, предпочтительно по меньшей мере 30%, более предпочтительно более 50%, еще более предпочтительно больше 80%. В предпочтительном варианте осуществления полимеризацию полностью проводят при давлении менее 200 мбар.
Полимеризацию предпочтительно проводить по партиям. С промышленной точки зрения предпочтительно получать большую партию, но обычно увеличить объем партии затруднительно. Было обнаружено, что объем полимеризуемой партии может составлять более 10 м3, предпочтительно более 20 м3 и более предпочтительно более 40 м3, если полимеризацию проводят при давлении менее 200 мбар.
Если полимеризацию проводят частично или полностью при давлении от 0,1 до 200 мбар, то на практике стадии a), b) и c) проводят при атмосферном давлении, и давление понижают до значения по меньшей мере ниже 200 мбар на протяжении всей продолжительности полимеризации или ее части, предпочтительно в ходе всей полимеризации. Дополнительные стадии дегазирования с помощью азота и повышения температуры реакции могут быть добавлены к стадиям, описанным ранее.
По окончании полимеризации в реакторе обратно устанавливают атмосферное давление для выгрузки эмульсии типа «вода в масле». Также можно поддерживать давление ниже 200 мбар во время стадии a, и/или b), и/или c), и/или во время выгрузки и/или во время хранения обратной эмульсии.
Все средства снижения давления являются известными средствами, но это не является ограничением. Примеры, которые можно упомянуть, включают поршневые насосы прямого вытеснения, такие как жидкостно-кольцевые насосы или диафрагмовые насосы, насосы с импульсной подачей, регенеративные насосы, улавливающие насосы, паровые эжекторы.
Полимеризацию предпочтительно проводят в реакторе, приспособленном для поддержания низкого давления, предпочтительного для способа. Также целесообразным может быть использование конденсатора для удаления воды и/или смеси летучих веществ или масла из отходящего газа, выделяемого из эмульсии в ходе полимеризации при низком давлении или под вакуумом.
Полимеризация в целом инициируется после сброса давления в реакторе, но также может инициироваться перед стадией понижения давления или во время нее. Стадия сброса давления обычно длится несколько секунд, или даже несколько минут, в зависимости от объема реактора и в зависимости от оборудования, используемого для обеспечения вакуума.
Таким образом, в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления последовательно выполняют следующее:
- проводят стадии a), b) и c) при атмосферном давлении и осуществляют барботирование азотом,
- понижают давление,
- инициируют стадию d) полимеризации.
В другом варианте осуществления последовательно выполняют следующее:
- проводят стадии a), b) и c) при атмосферном давлении и осуществляют барботирование азотом,
- одновременно понижают давление и инициируют полимеризацию.
В другом варианте осуществления последовательно выполняют следующее:
- проводят стадии a), b) и c) при атмосферном давлении и осуществляют барботирование азотом,
- инициируют полимеризацию,
- в ходе полимеризации понижают давление.
В предпочтительном варианте осуществления отходящий газ, образованный в ходе полимеризации под вакуумом и состоящий из смеси воды и масла, не возвращается в полимеризационную массу, а конденсируется с применением конденсатора и удаляется из полимера A.
Общее описание обратной эмульсии водорастворимого полимера A
В общем, в конце реакции полимеризации добавляют по меньшей мере одно средство для инверсии фаз, предпочтительно при температуре ниже 50°C.
Традиционно полимеризацию в целом проводят в изотермических, адиабатических условиях или при регулируемой температуре. Иными словами, температуру поддерживают постоянной, обычно на уровне 10-60°C (изотермический процесс), или же обеспечивают повышение температуры естественным образом (адиабатический процесс), и причем в данном случае реакция обычно начинается при температуре ниже 10°C, а конечная температура обычно превышает 50°C, или же, наконец, повышение температуры регулируют так, чтобы кривая изменения температуры находилась между изотермической кривой и адиабатической кривой.
Начальная температура полимеризация предпочтительно составляет от 0,1 до 40°C, более предпочтительно от 10 до 30°C. Конечная температура полимеризации предпочтительно составляет от 20°C до 90°C, более предпочтительно от 35°C до 70°C.
Продолжительность полимеризации предпочтительно составляет менее 24 часов, более предпочтительно менее 10 часов, еще более предпочтительно менее 8 часов.
Для получения полимера A можно применять такие же дополнительные мономеры, средство для обеспечения разветвления, регулятор степени полимеризации при свободнорадикальной полимеризации, как описано выше.
В соответствии с настоящим изобретением водорастворимый полимер A может характеризоваться структурой, которая представляет собой линейную, разветвленную, звездообразную, гребневидную, блочную или микроблочную структуру, или контролируемой полидисперсностью по молекулярной массе. Данные свойства могут быть получены путем подбора инициатора, регулятора степени полимеризации, методики полимеризации, такой как матричная полимеризация, контролируемая радикальная полимеризация, известная как RAFT (обратимая передача цепи по механизму присоединение-фрагментация), NMP (нитроксид-опосредованная полимеризация), или ATRP (радикальная полимеризация с переносом атома), или полимеризация типа MADIX (макромолекулярный дизайн путем замены ксантата), включения структурных мономеров и/или концентрации. Общие знания специалиста позволяют ему или ей получать водорастворимый полимер, характеризующийся одним из таких типов структуры. Полимер A в соответствии с настоящим изобретением, независимо от его конкретного строения, остается водорастворимым.
Водорастворимый полимер A в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно характеризуется средневесовой молекулярной массой, составляющей от 2 миллионов г/моль до 20 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 4 миллионов г/моль, более предпочтительно выше 6 миллионов г/моль, еще более предпочтительно выше 8 миллионов г/моль. Средневесовая молекулярная масса водорастворимого полимера A предпочтительно ниже средневесовой молекулярной массы водорастворимого полимера B, и предпочтительно на 10% меньше, более предпочтительно на 20% меньше, еще более предпочтительно на 30% меньше.
Масло, применяемое для получения обратной эмульсии по настоящему изобретению, может представлять собой минеральное масло, растительное масло, синтетическое масло или смесь нескольких таких масел. Примерами минерального масла являются минеральное масло, содержащее насыщенные углеводороды алифатического, нафтенового, парафинового, изопарафинового, циклопарафинового или нафтилового типа. Примером синтетического масла является гидрогенизированный полидецен или гидрогенизированный полиизобутен; сложный эфир, такой как октилстеарат или бутилолеат. Ряд продуктов Exxsol® от Exxon являются подходящими маслами.
Обычно весовое соотношение водной фазы и масляной фазы в ходе полимеризации предпочтительно составляет от 50/50 до 90/10, более предпочтительно от 70/30 до 80/20.
Обратная эмульсия полимера A предпочтительно содержит от 10 до 50% по весу масла, более предпочтительно от 15 до 45% по весу. Обратная эмульсия полимера A предпочтительно содержит от 5 до 55% по весу воды, более предпочтительно от 5 до 35% по весу. Обычно, если обратную эмульсию концентрируют с помощью перегонки, концентрированная обратная эмульсия содержит от 44% до 60% по весу полимера А, предпочтительно от 51 до 58%.
Средство для инверсии фаз представляет собой поверхностно-активное вещество, обычно характеризующееся значением HLB более 10. В качестве примера такого средства для инверсии фаз можно упомянуть этоксилированные сложные эфиры сорбитана, такие как сорбитана олеат, этоксилированный 20 эквивалентами этиленоксида (EO 20), сорбитана лаурат, полиэтоксилированный 20 молями этиленоксида, касторовое масло, полиэтоксилированное 40 молями этиленоксида, декаэтоксилированный олеодециловый спирт, гептаэтоксилированный лауриловый спирт или сорбитана моностеарат, полиэтоксилированный 20 молями этиленоксида. Средство для инверсии фаз также может представлять собой полиоксиэтиленалкилфенол; простой цетиловый эфир полиоксиэтилена (10 моль); простой алкиларильный эфир полиоксиэтилена; производные четвертичного аммония; олеат калия; этосульфат N-цетил-N-этилморфолиния; лаурилсульфат натрия; продукты конденсации высших жирных спиртов с этиленоксидом, такие как продукт реакции олеилового спирта с 10 единицами этиленоксида; продукты конденсации алкилфенолов и этиленоксида, такие как продукты реакции изооктилфенола с 12 единицами этиленоксида; продукты конденсации аминов высших жирных кислот с пятью или более единицами этиленоксида; тристерилфенол этиленоксида; продукты конденсации этиленоксида и неполных сложных эфиров многоатомных спиртов и высших жирных кислот и их внутренние ангидриды (например, ангидрид маннита и ангидрид сорбита); аминоксид; алкилполиглюкозид; глюкамид; сложный эфир фосфорной кислоты или соль алкилбензолсульфоновой кислоты; водорастворимое полимерное поверхностно-активное вещество.
В предпочтительном варианте осуществления средство для инверсии фаз представляет собой этоксилированный нонилфенол, предпочтительно характеризующийся показателем этоксилирования от 4 до 10, этокси-/пропоксиспирт, предпочтительно характеризующийся показателем этокси-/пропоксилирования от C12 до C25, или этоксилированный тридециловый спирт, или жирный этокси-/пропоксиспирт, или этокси-/пропоксилированное касторовое масло.
Обратная эмульсия полимера A может содержать по меньшей мере два средства для инверсии фаз, предпочтительно по меньшей мере три средства для инверсии фаз, еще более предпочтительно по меньшей мере четыре средства для инверсии фаз.
Эмульгирующее средство представляет собой поверхностно-активное вещество, обычно характеризующееся значением HLB менее 10. В качестве примера такого эмульгирующего средства можно упомянуть полимеры, представляющие собой поверхностно-активные вещества, такие как сложные полиэфиры с молекулярной массой от 1000 до 3000, продукты конденсации поли(изобутенил)янтарной кислоты или ее ангидрида и полиэтиленгликоля, блок-сополимеры с молекулярной массой от 2500 до 3500, например продаваемые под торговыми наименованиями Hypermer®, экстракты на основе сорбитана, например, сорбитана моноолеат, сорбитана изостеарат или сорбитана сесквиолеат, полиэтоксилированные сложные эфиры сорбитана или же диэтоксилированный олеоцетиловый спирт или тетраэтоксилированный лаурилакрилат, продукты конденсации высших жирных спиртов с этиленоксидом, такие как продукт реакции олеилового спирта с 2 единицами этиленоксида; продукты конденсации алкилфенолов и этиленоксида, такие как продукт реакции нонилфенола с 4 единицами этиленоксида. Продукты, подобные Witcamide® 511, продукты на основе бетаина и этоксилированный амин также являются хорошими вариантами эмульгирующих средств.
В предпочтительном варианте осуществления эмульгирующее средство представляет собой сорбитана моноолеат, сложные эфиры полиэтоксилированного сорбитана или диэтаноламид жирной кислоты таллового масла.
Обратная эмульсия полимера A может содержать по меньшей мере два эмульгирующих средства, предпочтительно по меньшей мере три эмульгирующих средства, еще более предпочтительно по меньшей мере четыре эмульгирующих средства. Обратная эмульсия полимера A предпочтительно содержит от 0,8 до 6% по весу, более предпочтительно от 0,8 до 3 вес. % по меньшей мере одного эмульгирующего средства.
Обратная эмульсия полимера A предпочтительно содержит от 1 до 12% по весу, более предпочтительно от 2 до 8 вес.% по меньшей мере одного средства для инверсии фаз.
Обратная эмульсия полимера A может содержать от 1 до 17% по весу солей.
Соли, присутствующие в обратной эмульсии, могут представлять собой, например, соли натрия, соли лития, соли калия, соли магния, соли алюминия, соли аммония, фосфатные соли, сульфатные соли, хлоридные соли, фторидные соли, цитратные соли, ацетатные соли, тартратные соли, гидрофосфатные соли, водорастворимые неорганические соли, другие неорганические соли и их смеси. Такие соли включают хлорид натрия, сульфат натрия, бромид натрия, хлорид кальция, сульфат аммония, хлорид аммония, хлорид лития, бромид лития, хлорид калия, бромид калия, сульфат магния, сульфат алюминия, гидрофосфат аммония, гидрофосфат натрия, гидрофосфат калия и их смеси. Хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид аммония, сульфат аммония являются предпочтительными, а их смеси являются особенно предпочтительными.
Закачиваемый флюид и способ обработки участка подземного пласта
Композиция по настоящему изобретению обладает улучшенным эффектом обеспечения суспендирования, который менее чувствителен к условиям сдвига. Композиция по настоящему изобретению также улучшает эффективность при такой же дозировке или сохраняет такую же эффективность при более низкой дозировке. Это представляет особый интерес в операции по разрыву пласта, в частности в случае применения веществ, снижающих трение, с высокой вязкостью (HVFR), поскольку обычно важна дозировка HVFR.
Также преимуществом композиции является то, что она представлена в форме жидкости и поэтому является легко транспортируемой, диспергируемой, поддается перекачиванию насосом, стабильна при хранении, что облегчает ее применение в условиях добычи нефти и газа.
Во втором аспекте настоящее изобретение предусматривает закачиваемый флюид для способа добычи нефти и газа, при этом указанный флюид получен с использованием композиции по настоящему изобретению. Закачиваемый флюид может представлять собой закачиваемый флюид для нагнетания полимера или флюид для разрыва пласта.
В способе по настоящему изобретению закачиваемый флюид обычно получают путем смешивания композиции по настоящему изобретению с водной средой, такой как вода, морская вода или солевой раствор. При смешивании композиции с достаточным количеством водной среды в обратной эмульсии происходит инверсия фаз, и полимер A быстро высвобождается, тогда как полимер B начинает медленнее растворяться в водной среде, даже будучи предварительно набухшим.
Закачиваемый флюид содержит водорастворимые полимеры A и B в общем количестве, составляющем предпочтительно от 0,0005% по весу до 3% по весу, более предпочтительно от 0,02 вес.% до 2 вес.%, еще более предпочтительно от 0,05 вес.% до 1 вес.%, еще более предпочтительно от 0,1 вес.% до 1 вес.%. Количество водорастворимых полимеров A и B варьирует в зависимости от способа добычи нефти и газа, условий в подземном пласте (например, содержания солей и/или температуры) и необходимых результатов.
Закачиваемый флюид также может содержать другие компоненты, такие как расклинивающие наполнители (такие как песок, песок с покрытием, керамические шарики), щелочные средства, поверхностно-активные вещества, нанофлюид сложного состава, микроэмульсии, биоциды, ингибиторы коррозии, кислоты, ингибиторы образования отложений, ингибиторы набухания глины, гуар, производные гуара, производные карбоксиметилцеллюлозы, сшивающие средства, такие как соединения циркония, соединения, представляющие собой титанаты или бораты, сшивающие средства замедленного действия, разрушители цепи, инкапсулированные разрушители цепи, предварительно сформированные частицы гелей, наногелей, гели из коллоидной дисперсии, глины, бентониты, в зависимости от характера способа добычи нефти и газа.
Поверхностно-активные вещества особенно полезны для закачиваемого флюида в соответствии с настоящим изобретением, поскольку они могут повысить эффективность указанного флюида, особенно в способе добычи нефти и газа. Они предпочтительно выбраны из анионных или катионных поверхностно-активных веществ и бетаинов.
Благодаря улучшенному эффекту обеспечения суспендирования, обеспечиваемому композицией по настоящему изобретению в закачиваемом флюиде, который содержит частицы, такие как расклинивающие наполнители, инкапсулированные разрушители цепи, предварительно сформированные частицы гелей, наногелей или микрогелей, при этом указанные частицы имеют склонность быть более стабильными в закачиваемом флюиде, и осаждение значительно уменьшается.
В третьем аспекте настоящее изобретение предусматривает способ обработки участка подземного пласта, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида с помощью по меньшей мере указанной композиции, введение закачиваемого флюида в участок подземного пласта.
Обработка участка подземного пласта включает обработку части подземного пласта или обработку всего подземного пласта.
В четвертом аспекте настоящее изобретение предусматривает способ разрыва пласта, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение флюида для разрыва пласта с помощью по меньшей мере указанной композиции и с помощью по меньшей мере расклинивающего наполнителя, введение флюида для разрыва пласта в участок подземного пласта.
В пятом аспекте настоящее изобретение предусматривает способ нагнетания полимера, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида для нагнетания полимера с помощью по меньшей мере указанной композиции, введение закачиваемого флюида для нагнетания полимера во весь подземный пласт или его участок.
В шестом аспекте настоящее изобретение предусматривает способ улучшения эффекта обеспечения суспендирования в закачиваемом флюиде, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида путем смешивания указанной композиции с водой, морской водой или солевым раствором, введение закачиваемого флюида во весь подземный пласт или его участок. Флюид на водной основе для обработки пласта может представлять собой флюид для разрыва пласта или закачиваемый флюид для нагнетания полимера.
Точнее говоря, настоящее изобретение предусматривает способ улучшения эффекта обеспечения суспендирования в закачиваемом флюиде, включающий обеспечение композиции по настоящему изобретению, получение закачиваемого флюида путем смешивания указанной композиции с водой, морской водой или солевым раствором, где полученный закачиваемый флюид характеризуется улучшением эффекта обеспечения суспендирования по сравнению с таким же закачиваемым флюидом, в котором композиция по настоящему изобретению заменена идентичной композицией, за исключением того, что полимеры не содержат катионных мономерных звеньев в соответствии с настоящим изобретением.
Композицию по настоящему изобретению можно также применять в любой подземной обработке, такой как операции бурения, обработки пласта для интенсификации притока, операции заканчивания и способ увеличения добычи нефти.
В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение предусматривает способ разрыва пласта, включающий:
a. обеспечение композиции по настоящему изобретению;
b. добавление указанной композиции во флюид на водной основе с образованием закачиваемого флюида;
c. добавление по меньшей мере расклинивающего наполнителя в закачиваемый флюид либо перед стадией b, либо после нее;
d. введение закачиваемого флюида в участок подземного пласта;
e. разрыв участка подземного пласта с помощью закачиваемого флюида;
f. удаление смеси газа, масла и флюида на водной основе.
Композицию по настоящему изобретению также можно преимущественно применять в бумажной промышленности, в промышленности по очистке воды или сточных вод, в строительной промышленности, в горнодобывающей промышленности, в косметической, текстильной или промышленности моющих средств, в сельском хозяйстве, в гражданских строительных работах.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано, ссылаясь на следующие примеры. Следующие примеры являются лишь иллюстративными в отношении настоящего изобретения и не рассматриваются как ограничивающие. Если не указано иное, все процентные содержания указаны по весу (вес.%).
Примеры
Обратная эмульсия полимера A
Способ получения обратной эмульсии
В химический стакан объемом 1000 мл добавляли 365,33 г 50% раствора акриламида, 266,67 г DMAEA⋅MeCl и 136,74 г деионизированной воды. Поддерживали pH при значении 4,5. К водной фазе добавляли 0,4 г Versenex 80 и 1,98 г раствора бромата натрия. В реакторе получали органическую фазу путем добавления 175,1 грамма Exxsol D100S и 25 граммов сорбитана моноолеата. В реактор добавляли водную фазу при 500 об/мин с применением мешалки в форме полумесяца. Посредством применения смесителя с высоким усилием сдвига образовывалась эмульсия.
Присутствующий в эмульсии кислород удаляли путем продувки азотом в течение 30 мин. Температуру эмульсии повышали и устанавливали на уровне 22°C перед началом полимеризации. Для инициирования полимеризации смесь перемешивали при 400 об/мин и по каплям добавляли MBS при скорости 0,5 мл в минуту. Температуру повышали и поддерживали на уровне 50°C, пока не было отмечено понижение температуры. К эмульсии добавляли 30 г нонилфенол-9-этоксилатов с перемешиванием при 30°C. Получали EMI1 – EMI 6 с применением такого же протокола синтеза, регулируя составы мономеров, как представлено в таблице 1.
EMI 6 подвергали полимеризации так, что все стадии полимеризации проводили при давлении 80 мбар.
Таблица 1. Химический состав эмульсий
Твердые частицы
Способ получения твердых частиц
a) Стадия полимеризации
В химический стакан объемом 2000 мл добавляли 670,2 г деионизированной воды, 1015,4 г 50% раствора акриламида (AM) и 171 г 80% раствора DMAEA⋅MeCl. pH составлял 3,4–3,8.
Полученный таким образом раствор охлаждали до 0-5°C и переносили в адиабатические условия для реакции полимеризации. Для удаления каких-либо следовых количеств кислорода проводили барботирование азотом в течение 30 мин.
В реактор добавляли нижеуказанные соединения:
• 1 г 2,2’-азобис(2-метилпропионитрила) AZDN
• 2 мл персульфата аммония при концентрации 2 г/л
• 2,5 мл раствора гексагидрата сульфата аммония-железа(II) (соли Мора) при концентрации 2 г/л.
Через несколько минут реактор закрывали. Продолжительность реакции составляла от 2 до 5 часов до достижения максимальной температуры. После выдерживания в течение ночи из реактора удаляли гель полимера и затем разрезали на небольшие куски геля с размером частиц, составляющим от 1 до 6 мм.
Таблица 2. Химический состав гранулированного полимера
Получение мелких полимерных частиц
Для уменьшения размеров частиц применяли устройство для измельчения, затем для получения частиц размером менее 350 мкм применяли сито, и типичное распределение частиц по размерам являлось следующим: D (10) 72,3 мкм, D (50) 133 мкм, D (90) 225 мкм. Мелкие частицы F1 – F3 получали в соответствии с указанным способом из соответствующих порошков P1 – P3.
Получение композиции (твердые частицы + обратная эмульсия)
Композиции получали путем включения мелких частиц в эмульсию при магнитном перемешивании при 500 об/мин в течение 10 мин. В таблице 3 описаны составы 8 композиций, при этом 5 примеров в соответствии с настоящим изобретением и 3 сравнительных примера. Композиции содержат 90 вес.% обратной эмульсии и 10 вес.% твердых частиц.
Таблица 3. Составы композиций
Общие процедуры оценки вязкости и эффекта обеспечения суспендирования
Получали растворы полимера, которые соответствовали иллюстративным закачиваемым флюидам, путем добавления в условиях усилия сдвига необходимого количества композиций 1–8 для достижения концентрации активного полимера 5040 ppm в 400 мл солевого раствора API. Солевой раствор API содержит 85 г/л NaCl и 33 г/л CaCl2⋅2H2O в деионизированной воде. Затем раствор перемешивали в течение 30 минут при 500 об/мин.
Проводили оценку реологических свойств при 25°C с применением реометра Anton Paar MCR302, оснащенного измерительной системой «конус-плоскость», нержавеющая сталь, 50 мм и 2°. Как вязкость (η), так и первая разность нормальных напряжений (N1) регистрировали путем построения реологической кривой в диапазоне скоростей сдвига 0,1-50 с-1. Вязкоупругие свойства оценивали на том же оборудовании, проводя измерение зависимости вязкоупругих свойств от амплитуды колебаний в режиме линейной вязкоупругости. Модуль упругости (G') и модуль вязкости (G'') регистрировали в диапазоне частот 0,1-10 Гц при 10% растяжении.
Реологические измерения применяли для определения следующих параметров.
- Время вязкоупругой релаксации флюида:
.
- Значение λe/v:
.
- Теоретическая скорость осаждения частиц песка в состоянии покоя (d: 0,86 мм, Δρ: 1650 кг/м3, g: 9,81 м/с², K и n – коэффициенты в степенной зависимости вязкости, от 100 до 400 с-1):
.
Результаты
Оценка композиций 1–8 в солевом растворе API
С помощью данных измерений течения и колебаний можно рассчитать значение λe/v при скорости сдвига 500 с-1. Если λe/v > 1, то в системе преобладают упругие характеристики, при этом проявляются удовлетворительные свойства обеспечения суспендирования. Напротив, если λe/v < 1, то в системе преобладают вязкие характеристики, при этом проявляются слабые свойства обеспечения суспендирования.
Для композиций 1–8 данные измерений собраны в таблице 4. Вязкость, скорость осаждения, время релаксации и λe/v свидетельствуют о лучших свойствах обеспечения суспендирования в случае всех примеров по сравнению со сравнительными примерами.
Таблица 4. Реологические измерения в солевом растворе API
Композиция по настоящему изобретению (2, 3, 6, 7, 8) продемонстрировали хорошие результаты по сравнению со сравнительными примерами (1, 4, 5), для которых результаты были плохими. Композиции 2 и 3, характеризующиеся количеством DMAEA⋅MeCl в диапазоне по настоящему изобретению (10-40 мол.%), давали хорошие результаты по сравнению с плохими результатами композиций 1 и 4, в которых содержание DMAEA⋅MeCl находится за пределами данного диапазона.
Результаты являются хорошими, когда катионность полимера обратной эмульсии выше катионности полимера в форме частиц (композиция 3), и в то же время результаты являются плохими, когда катионность полимера обратной эмульсии ниже катионности полимера в форме частиц (композиция 5).
Результаты еще лучше, когда молекулярная масса полимера эмульсии ниже молекулярной массы полимера в форме частиц (композиция 2 по сравнению с композицией 6 и композиция 3 по сравнению с композицией 7).
Результаты дополнительно улучшаются, когда обратная эмульсия получена под вакуумом (композиция 8 по сравнению с композицией 3).
Группа изобретений относится к добычи нефти и газа. Технический результат - улучшение показателя вязкости закачиваемого флюида, обеспечение суспендирования в нем частиц, в том числе и при условии высокого усилия сдвига, экологическая безопасность. Композиция для получения закачиваемого флюида для добычи нефти и газа содержит обратную эмульсию водорастворимого полимера A, содержащего катионные мономерные звенья, и твердые частицы водорастворимого полимера B, содержащего катионные мономерные звенья. Водорастворимый полимер A содержит от 10 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев в пересчете на общее количество мономерных звеньев. Катионность в мол.% полимера A выше или равняется катионности в мол.% полимера B. Способ обработки участка подземного пласта, включает обеспечение указанной выше композиции, получение закачиваемого флюида с использованием по меньшей мере указанной выше композиции, введение закачиваемого флюида в участок подземного пласта. Способ разрыва пласта включает обеспечение указанной выше композиции, получение флюида для разрыва пласта с использованием по меньшей мере указанной выше композиции и по меньшей мере расклинивающего наполнителя, введение флюида для разрыва пласта в участок подземного пласта. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 табл.
1. Композиция для получения закачиваемого флюида для добычи нефти и газа, содержащая
- обратную эмульсию водорастворимого полимера A, содержащего катионные мономерные звенья, и
- твердые частицы водорастворимого полимера B, содержащего катионные мономерные звенья, и
при этом водорастворимый полимер A содержит от 10 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев в пересчете на общее количество мономерных звеньев, и при этом катионность в мол.% полимера A выше или равняется катионности в мол.% полимера B.
2. Композиция по п. 1, где полимер A содержит от 15 до 40 мол.% катионных мономерных звеньев.
3. Композиция по п. 1, где полимер B содержит от 2 до 30 мол.% катионных мономерных звеньев.
4. Композиция по п. 1, где катионность в мол.% полимера А на по меньшей мере 5% выше по сравнению с катионностью в мол.% полимера B.
5. Композиция по п. 1, где средневесовая молекулярная масса полимера A и полимера B составляет от 2 миллионов г/моль до 20 миллионов г/моль.
6. Композиция по п. 1, где средневесовая молекулярная масса водорастворимого полимера A ниже средневесовой молекулярной массы водорастворимого полимера B.
7. Композиция по п. 1, где массовое соотношение обратной эмульсии полимера A и твердых частиц полимера B составляет от 1:1 до 10:1.
8. Композиция по п. 1, где общая концентрация полимера А и полимера B в композиции составляет от 30 вес.% до 80 вес.%.
9. Композиция по п. 2, где катионный мономер выбран из группы, включающей диметиламиноэтилакрилат (DMAEA), кватернизированный или превращенный в соль, диметиламиноэтилметакрилат (DMAEMA), кватернизированный или превращенный в соль, диаллилдиметиламмония хлорид (DADMAC), акриламидопропилтриметиламмония хлорид (APTAC), метакриламидопропилтриметиламмония хлорид (MAPTAC).
10. Композиция по п. 1, где катионный мономер представляет собой диметиламиноэтилакрилат (DMAEA), кватернизированный или превращенный в соль.
11. Композиция по п. 1, где полимер A и полимер B дополнительно содержат дополнительные неионогенные мономеры, и/или анионные мономеры, и/или цвиттер-ионные мономеры.
12. Композиция по п. 1, где полимер B представляет собой сополимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, и акриламида, при этом количество DMAEA составляет от 2 до 30 мол.%, и количество акриламида составляет от 70 до 98 мол.%.
13. Композиция по п. 1, где полимер B представляет собой терполимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, акриламида и одного из двух следующих мономеров: акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли (солей), и при этом
- количество DMAEA составляет от 2 до 30 мол.%,
- количество акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли (солей) составляет от 0,5 до 10 мол.%, и
- количество акриламида является дополняющим количеством для достижения общего количества, составляющего 100 мол.%.
14. Композиция по п. 1, где полимер A представляет собой сополимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, и акриламида, и при этом количество DMAEA составляет от 10 до 40 мол.%, и количество акриламида составляет от 60 до 90 мол.%.
15. Композиция по п. 1, где полимер A представляет собой терполимер диметиламиноэтилакрилата (DMAEA), кватернизированного или превращенного в соль, акриламида и одного из двух следующих мономеров: акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли (солей), и при этом
- количество DMAEA составляет от 2 до 30 мол.%,
- количество акриловой кислоты и/или ее соли (солей) или акриламидо-трет-бутилсульфоновой кислоты (ATBS) и/или ее соли (солей) составляет от 0,5 до 10 мол.%, и
- количество акриламида является дополняющим количеством для достижения общего количества, составляющего 100 мол.%.
16. Композиция по п. 1, где обратная эмульсия получена путем полимеризации, проведенной частично или полностью при давлении, составляющем от 0,1 до 200 мбар.
17. Композиция по п. 1, где твердые частицы водорастворимого полимера B находятся в форме порошка, мелких частиц, гранул или шариков.
18. Закачиваемый флюид, полученный путем смешивания воды или солевого раствора с композицией по любому из пп. 1-17, где в указанном закачиваемом флюиде общее количество полимера A и полимера B составляет от 0,0005 вес.% до 1 вес.%.
19. Способ обработки участка подземного пласта, включающий обеспечение композиции по любому из пп. 1-17, получение закачиваемого флюида с использованием по меньшей мере указанной композиции и введение закачиваемого флюида в участок подземного пласта.
20. Способ разрыва пласта, включающий обеспечение композиции по любому из пп. 1-17, получение флюида для разрыва пласта с использованием по меньшей мере указанной композиции и по меньшей мере расклинивающего наполнителя и введение флюида для разрыва пласта в участок подземного пласта.
21. Способ нагнетания полимера, включающий обеспечение композиции по любому из пп. 1-17, получение закачиваемого флюида для нагнетания полимера с использованием по меньшей мере указанной композиции и введение закачиваемого флюида для нагнетания полимера во весь подземный пласт или его участок.
22. Способ улучшения эффекта обеспечения суспендирования в закачиваемом флюиде, включающий обеспечение композиции по любому из пп. 1-17, получение закачиваемого флюида путем смешивания указанной композиции с водой, морской водой или солевым раствором и введение закачиваемого флюида во весь подземный пласт или его участок.
| Изложница с суживающимся книзу сечением и с вертикально перемещающимся днищем | 1924 |
|
SU2012A1 |
| КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФЛЮИДОВ ИЗ ПОДЗЕМНОГО ПЛАСТА | 2001 |
|
RU2256071C2 |
| СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2577556C1 |
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
| Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
| Токарный резец | 1924 |
|
SU2016A1 |
| Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
