Способ определения концентрации полиакриламида в водных растворах Советский патент 1992 года по МПК G01N27/416 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а также к геологии, в частности к бурению глубоких разведочных скважин, и может быть использовано при приготовлении и применении полимерных буровых растворов (промывочных жидкостей).

Известен способ, включающий приготовление водного раствора и измерение его физического параметра (измерение вязкости вискозиметром и вычисление остаточного количества полимера).

Недостатком такого способа является значительная затрата времени на определение, которая возникает в результате того, что исследуемые растворы обладают тик- сотропными свойствами. Следовательно,

значения вязкости г зависят от градиента скорости, т.е. от скорости вращения цилиндра. В простейшем случае такого рода зависимость напряжения сдвига (г) описывается уравнением Шведова-Бингам

т То + г}

dU dX

N:

Ј чз

XI

где Г0 - динамическое напряжение сдвига; rj - вязкость (пластическая),

-ттт-градиент скорости.

Это линейное уравнение описывает только узкий участок сдвиговых напряжений, полная кривая зависимости ( т )

имеет S-образный вид. В связи с этим определение концентрации полиакриламида в растворе по величине вязкости его возможно: в очень узком диапазоне сдвиговых напряжений, выбор которого представляет самостоятельную задачу и достаточно трудоемок по времени; необходимо большое число измерений для нахождения линейноdU / ч го участка зависимости -ттт- (т).

Наиболее близким к изобретению является способ, в котором по изменению окислительно восстановительного потенциала определяют химический состав буровых растворов и пластовых вод.

Однако известный способ не позволяет контролировать содержание реагентов, так как изменение величины окислительно-восстановительного потенциала составляет всего 50-10 мВ и неизвестна температурная зависимость окислительно-восстановительного потенциала..

Целью изобретения является повышение точности определения и понижение предела обнаружения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему приготовление водного раствора и измерение его физического параметра, измеряют окислительно-восстановительный потенциал в температурном интервале от 40 до 70°С и по его значению определяют искомую концентрацию по графику, предварительно полученному для известных концентраций полиакриламида в том же температурном интервале, или по уравнению

lgC -a-b ДЕ,

где С - искомая концентрация полиакриламида;

ДЕ - значение окислительно-восстановительного потенциала;

а и b - коэффициенты, значения которых в зависимости от температуры следующие: при 40°С а 0.03, b 6,50; при 50°С d 0,27; b 6,45; при 60°С а 0,48; b 6,30; при 70°С а 0,77; Ь 6,21.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - график концентрационной зависимости окислительно-восстановительного потенциала от температуры (10 - при 40°С, 11 - при 50°С, 12 - при 60°С, 13 - при 70°С).

Устройство включает термостат 1, в котором установлена ячейка 2 для исследуемого раствора с помещенными в нее термометром 3, капилляром 4 для подвода газа (барботажа) и рабочим платиновым электродом 5, подсоединенным к ионометру 6, предназначенному для измерения через электролитический ключ 7; хлорсереб- ряный электрод 8, помещенный в ячейку 9 (установленную также в термостате 1)с раствором насыщенного хлорида калия (или нитрата аммония) подсоединен к ионометру 6 в качестве электрода сравнения; электролитический ключ 7, обеспечивающий проводимость между растворами, изготовлен из

стекла в виде трубки, объем которой запол- . нен нитратом аммония NH/jNOa, приготовленным на геле агар-агара (для максимального снижения диффузионного, потенциала); ионометр 6 подключен к

электронному потенциалу КСП для измерения окислительно-восстановительного потенциала. Окислительно-восстановительный потенциал ОВП измеряют по электродвижущей силе (А Е) гальванического элемента:

Пример. Готовят водный раствор полиакриламида (ПАА). Помещают раствор в ячейку 2 и измеряют ОВП при 40°С. Значение ДЕ равно 0,283 В. На фиг.2 проводят линию при ДЕ 0,283 В параллельно оси абсцисс до пересечения с прямой 10 (фиг.2). Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось абсцисс и находят

1дС -1,87илиС 1,35-10 2мас.%. Находят также значение концентрации по уравнению д С -а - b Д Е;

40

.87:

-2

С 1,35-10 zMac.%.

Результаты совпадают,

Предлагаемый способ по сравнению с

известным сокращает время определения концентрации, так как время измерения физического параметра составляет всего 5-10 минут (в прототипе - 2-3 часа). Точность определения концентрации ПАА по

величине Д Е составляет 2,4 - 3,6% (по известному способу 10 - 15%), результат совершенно независим от тиксотропных свойств изучаемых систем, т.е. увеличивает достоверность измеряемых величин.

Формула изобретения Способ определения концентрации полиакриламида в водных растворах, включающий измерение окислительно-восстановительного потенциала водного раствора и математического расчета концентрации полиакриламида, отличающий- с я тем. что, с целью повышения точности

Ю

определения и понижения предела обнаружения, окислительно-восстановительный потенциал определяют при температуре раствора от 40 до 70°С.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а также к геологии, в частности к бурению глубоких разведочных скважин, и может быть использовано при приготовлении и применении полимерных буровых растворов. Цель - повышение точности определения и понижения предела обнаружения. Поставленная цель достигается тем; что измеряют окислительно-восстановительный потенциал в температурном интервале 40-70°С. Искомую концентрацию определяют по калибровочному графику или предлагаемому уравнению. 2 ил. Ј

0.16

.pt/r. L

-&С,;;Ьйс.