RU2057781C1

RU2057781C1 - Viscoelastic composition

Info

Publication number: RU2057781C1
Application number: RU93037888A
Authority: RU
Inventors: А.А. Перейма; К.М. Тагиров; В.И. Ильяев; В.И. Нифантов
Original assignee: Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: petroleum and gas extractive industries. SUBSTANCE: the invention permits using the composition on greater scale of 5-110 C, and increases its sand retaining, sedimentation and separation ability. In order to speed up preparation of viscoelastic composition, 1% gel solution of polyacrylamide redialised with γ rediation and 20% solution of condensed sulphite-alcoholic vinasse are prepared, 1 kg of viscoelastic composition is prepared by dissolving successively under agitation 0.05-0.30 wt % (0.5-3g) potassium bichromate, 5-25 g of 20% condensed sulphite alcoholic vinasse. This value corresponds to 0.1-0.5 wt % (1-5g) calculated as dry matter and 300-500 g of 1% solution of radialised polyacrylamide. The system is diluted with water in amount of 472.0-694.5 ml (98.7-99.55 wt %). EFFECT: improved properties of the viscoelastic composition. 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при изменении фильтрационных характеристик пластов, при проведении гидроразрыва, разделении потоков жидкостей в скважине, очистке ствола скважин и других ремонтных работах. The invention relates to the oil and gas industry and can find application when changing the filtration characteristics of the reservoirs, when carrying out hydraulic fracturing, separation of fluid flows in the well, cleaning the wellbore and other repair work.

Анализ существующего уровня техники показал следующее: известен гелеобразующий состав для временной изоляции пласта, содержащий следующие компоненты, мас. The analysis of the current level of technology showed the following: a gel-forming composition for temporary isolation of the reservoir is known, containing the following components, wt.

Радиализоанный γ-излу-
чением полиакриламид (РПАА) 0,40-0,70
Феррохромлигно- сульфонат 0,20-1,05 Сульфат меди 0,008-0,035 Вода Остальное
Недостатком указанного состава является ограниченная область применения: по совокупности основных свойств состав не может быть использован по многоцелевому назначению, а также узкий температурный диапазон работоспособности, как состава для временной изоляции.Radialized γ-radiation
the value of polyacrylamide (RPAA) 0.40-0.70
Ferrochrome lignosulfonate 0.20-1.05 Copper sulfate 0.008-0.035 Water Else
The disadvantage of this composition is the limited scope: in terms of the combination of basic properties, the composition cannot be used for multi-purpose use, as well as the narrow temperature range of operability, as a composition for temporary isolation.

Верхний температурный предел применимости ограничен 90^оС. Это обусловлено нестойкостью тетрааммиаката меди, разлагающегося при повышении температуры с выделением аммиака и воды, что приводит к нарушению структурно-реологических свойств геля. При этом резко снижается пескоудерживающая способность, необходимым условием сохранения которой является мелкоячеистая структура полимера с низкой фильтрацией.The upper temperature limit applicability is limited to 90 ° ^C. This is caused by instability of tetraammiakata copper, decomposing at higher temperatures with the release of ammonia and water, which leads to disruption of structural and rheological properties of the gel. At the same time, the sand holding capacity sharply decreases, the necessary condition for the preservation of which is the fine-meshed polymer structure with low filtration.

Нижний температурный предел применимости ограничен 20^оС, так как при более низких температурах процессы гелеобразования замедляются, что не обеспечивает требуемой вязкости. Кроме того, компоненты состава взаимодействуют с составляющими цементного и глинистого растворов. Например, сульфат меди (тетрааммиакат меди) активно реагирует со щелочами этих растворов в виде гидроксидов кальция или калия (натрия), образуя гипс, который в зоне смешивания растворов может привести к ускорению схватывания цементного раствора. Поэтому полимерный состав нецелесообразно использовать для разделения потоков жидкостей. Так как РПАА практически не имеет адгезии к породе, а в рассматриваемом составе отсутствуют компоненты, улучшающие это свойство, состав имеет слабую кольматирующую способность. Поэтому он не способен влиять и на фильтрационные свойства пласта.The lower temperature limit of applicability is limited to 20 ^{° C,} since at lower temperatures the gelling process is slowed, it does not provide the desired viscosity. In addition, the components of the composition interact with the components of cement and clay mortars. For example, copper sulfate (copper tetraammiakate) actively reacts with the alkalis of these solutions in the form of calcium or potassium (sodium) hydroxides, forming gypsum, which in the mixing zone of the solutions can lead to accelerated setting of the cement. Therefore, the polymer composition is inappropriate to use for the separation of fluid flows. Since the RPAA has practically no adhesion to the rock, and in the composition under consideration there are no components that improve this property, the composition has a weak mating ability. Therefore, it is not able to influence the filtration properties of the formation.

В качестве прототипа взят вязкоупругий состав многоцелевого назначения, содержащий следующие компоненты, мас. Полиакриламид (ПАА) 0,03-0,19 Бихромат щелочного металла 0,04-0,780 Восстановитель 0,007-1,550 Формалин 0,001-0,680 Вода Остальное (Пересчет на мас. осуществлен от мас.ч. соотношения компонентов в данном составе). As a prototype, a viscoelastic multipurpose composition containing the following components, wt. Polyacrylamide (PAA) 0.03-0.19 Alkali metal bichromate 0.04-0.780 Reducer 0.007-1.550 Formalin 0.001-0.680 Water Else (Recalculation by weight is carried out from the weight parts of the ratio of components in this composition).

Недостатком этого состава является узкий температурный диапазон работоспособности 50-90^оС, а также недостаточно высокие показатели в пределах вышеуказанного температурного диапазона, характеризующие пескоудерживающую, кольматирующую и разделяющую способность.The disadvantage of this composition is the narrow temperature range of operability of 50-90 ^{° C,} and insufficiently high rates within the above temperature range characterizing peskouderzhivayuschuyu, bridging and separating ability.

Нецелесообразность применения состава при температурах ниже 50^оС обусловлена малой прочностью образующихся при сшивке ПАА поперечных связей и снижением за счет этого вязкости и фильтрационных свойств, что вызывает необходимость регулирования гелеобразования путем ввода значительного количества кислоты, а также проведения дополнительных мероприятий по защите оборудования от коррозии.Inappropriate to apply the composition at temperatures below 50 ^{° C} due to low strength formed upon crosslinking PAA crosslinking and thereby reduces the viscosity and filtration properties, necessitating regulation of gelation by adding a considerable amount of acid, as well as additional measures for protection against corrosion of equipment.

Нецелесообразность применения состава при температурах выше 90^оС обусловлена термодеструкций геля.Inappropriate to apply the composition at temperatures above 90 ^{° C} due to thermal degradation of the gel.

Невысокие значения показателей пескоудерживающей способности обусловлены характером реакций макроаналогичных превращений при данном соотношении компонентов, т. е. содержание ПАА недостаточно для образования теневой сетки, а следовательно, и для формирования полноценной трехмерной структуры. За счет формалина происходит укрупнение ("сшивка") макромолекул ПАА (см. схему, фиг. 1). При этом образуется крупноячейская сетка сшитого в водном растворе полимера, которая по своей структуре не включает всю использованную для его растворения воду. В связи с этим отдельные пространственно ориентированные молекулы воды при наличии даже незначительного перепада давления легко отделяются, что приводит к синерезису состава и обусловливает его повышенную фильтрацию. Это приводит к выпаданию некоторой части песка-закрепителя в осадок и невозможности его транспортирования в глубь пласта. The low values of the sand-holding capacity indicators are due to the nature of the reactions of macro-analogous transformations at a given ratio of components, i.e., the PAA content is insufficient for the formation of a shadow network, and therefore for the formation of a full three-dimensional structure. Due to formalin, coarsening (“cross-linking”) of PAA macromolecules occurs (see diagram, Fig. 1). In this case, a large-mesh network of a polymer crosslinked in an aqueous solution is formed, which in its structure does not include all the water used to dissolve it. In this regard, individual spatially oriented water molecules in the presence of even a slight pressure drop are easily separated, which leads to a syneresis of the composition and causes its increased filtration. This leads to the precipitation of some of the sand fixer in the sediment and the impossibility of its transportation deep into the reservoir.

При использовании состава для разделения потоков жидкостей (бурового и цементного растворов) происходит их смешивание, увеличивающееся при турбулентном режиме движения потоков. Это объясняется недостаточным содержанием связующего ПАА в составе, не обеспечивающем требуемых по цели реологических показателей. Хорошее смешивание с цементным раствором определяется также тем, что при взаимодействии формалина с гидроксидом кальция образуется смесь сахаров, а затем сахаратов кальция, повышающих пластичность раствора. Это улучшает смешивание технологических жидкостей, и поэтому полимерный состав нецелесообразно применять как рзделитель, особенно при температурах ниже 50^оС, когда он имеет недостаточную вязкость жидкой фазы.When using the composition for the separation of fluid flows (drilling and cement slurries), their mixing occurs, increasing with the turbulent flow regime. This is explained by the insufficient content of the binder PAA in the composition that does not provide the rheological indices required for the purpose. Good mixing with a cement mortar is also determined by the fact that when formalin reacts with calcium hydroxide, a mixture of sugars is formed, and then calcium sugars, which increase the plasticity of the solution. This improves the mixing of process fluids, and therefore the polymer composition is impractical to use as a rzdelitel, especially at temperatures below ⁵⁰ ° C when it has insufficient viscosity of the liquid phase.

Отсутствие компонентов, склонных к образованию труднорастворимых соединений при контактировании со стенками скважины, а также недостаточная адсорбционная способность макромолекул ПАА и отдельных компонентов состава обуславливают его невысокие кольматирующие свойства, в связи с чем данный состав недостаточно эффективен при использовании для регулирования фильтрационных свойств пласта. The absence of components that are prone to the formation of sparingly soluble compounds when in contact with the walls of the well, as well as the insufficient adsorption ability of PAA macromolecules and individual components of the composition determine its low collating properties, and therefore this composition is not effective enough when used to control the filtration properties of the formation.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения сводится к следующему: расширение диапазона применения состава при 5-110^оС, повышение пескоудерживающей, кольматирующей и разделяющей способности.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is as follows: expanding the range of application of the composition at 5-110 ^{° C,} raising peskouderzhivayuschey, and bridging the separating ability.

Технический результат достигается с помощью известного состава, заключающего акриловый полимер, бихромат щелочного металла, формальдегидсодержащую структурирующую добавку и воду, который в качестве акрилового полимера содержит радиализованный γ-излучением полиакриламид (РПАА), а в качестве формальдегидсодержащей структурирующей добавки конденсировнную сульфит-спиртовую барду (КССБ), при следующем соотношении компонентов, мас. РПАА 0,3-0,5
Бихромат щелочного металла 0,05-0,30 КССБ 0,1-0,5 Вода Остальное
РПАА используют по ТУ 6-01-1049-81;
бихромат щелочного металл по ГОСТ 2652-78;
КССБ по ТУ 39-094-75, причем берут КССБ марки КССБ-2 с содержанием 2 мас. фенола.The technical result is achieved using a known composition comprising an acrylic polymer, an alkali metal bichromate, a formaldehyde-containing structured additive and water, which as a acrylic polymer contains γ-radiated polyacrylamide (RPAA), and as a formaldehyde-containing structured additive condensed sulfite-alcohol bard (KCC ), in the following ratio of components, wt. RPAA 0.3-0.5
Alkali metal dichromate 0.05-0.30 KSSB 0.1-0.5 Water Else
RPAA is used according to TU 6-01-1049-81;
alkali metal dichromate according to GOST 2652-78;
KSSB according to TU 39-094-75, and KSSB of the KSSB-2 brand with the content of 2 wt. phenol.

Предлагаемый вязкоупругий состав многоцелевого назначения явным образом не следует из уровня техники. Известно использование водного раствора РПАА в буферной жидкости для глушения нефтяных и газовых скважин с целью уменьшения загрязнения пласта за счет снижения адгезии дисперсной фазы к породе; использование РПАА в смеси с азотнокислым кальцием с целью повышения надежности изоляции; использование РПАА в смеси феррохромлигносульфонатом и ПАВ с целью повышения эффективности изоляции за счет получения устойчивой пены; использование РПАА в смеси с бентонитом, силикатом натрия с целью улучшения тампонирующих свойств за счет стабилизации фазового состава при сохранении растекаемости и снижения синерезиса образующегося геля. The proposed viscoelastic composition for multi-purpose use does not explicitly follow from the prior art. It is known to use an aqueous RPAA solution in a buffer fluid to kill oil and gas wells in order to reduce formation contamination by reducing the adhesion of the dispersed phase to the rock; the use of RPAA in a mixture with calcium nitrate in order to increase the reliability of isolation; the use of RPAA in a mixture of ferrochrome lignosulfonate and surfactant in order to increase the efficiency of isolation by obtaining a stable foam; the use of RPAA in a mixture with bentonite, sodium silicate in order to improve plugging properties by stabilizing the phase composition while maintaining flowability and reducing the syneresis of the gel formed.

Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень. The present invention has an inventive step.

РПАА имеет сетчатую структуру, образующуюся при pазрыве связей основной цепи макромолекулы ПАА линейного строения под действием γ-излучения. Сетчатая структура РПАА способна удерживать большое количество молекул воды, которые входят в макромолекулярную матрицу, увеличивая внутреннее трение между отдельными микромолекулами РПАА, благодаря чему он имеет значительно большую вязкость растворов, чем необлученный ПАА при равном содержании основного вещества в растворе. RPAA has a network structure, which is formed upon the breaking of bonds of the main chain of a linear PAA macromolecule under the influence of γ-radiation. The network structure of the RPAA is able to retain a large number of water molecules that enter the macromolecular matrix, increasing internal friction between the individual micromolecules of the RPA, due to which it has a significantly higher viscosity of solutions than unirradiated PAA with an equal content of the main substance in the solution.

КССБ представляет собой продукт конденсации лигносульфонатов с фенолом и формальдегидом в кислой среде с последующей нейтрализацией едким натром. В данном составе КССБ играет двоякую роль. Во-первых, является восстановителем в ред-окс системе и обеспечивает образование трехвалентного хрома из бихромата щелочного металла (см. схему, фиг.2). KSSB is a condensation product of lignosulfonates with phenol and formaldehyde in an acidic medium, followed by neutralization with sodium hydroxide. In this composition, KSSB plays a dual role. Firstly, it is a reducing agent in the redox system and ensures the formation of trivalent chromium from alkali metal dichromate (see diagram, Fig. 2).

Катионы трехвалентного хрома являются сшивающим агентом для РПАА. Во-вторых, КССБ содержит новолачную смолу, участвующую в процессе структурообразования РПАА с появлением поперечных связей, упрочняющих макромолекулярную матрицу. Новолачная смола является промежуточным продуктом, получаемым при конденсации лигносульфонатов с фенолом и формальдегидом (см. схему, фиг.3). Trivalent chromium cations are a crosslinking agent for RPAA. Secondly, KSSB contains novolac resin, which is involved in the structure formation of RPAA with the appearance of cross-links, strengthening the macromolecular matrix. Novolac resin is an intermediate product obtained by condensation of lignosulfonates with phenol and formaldehyde (see scheme, Fig. 3).

Таким образом, "сшивка" РПАА с образованием поперечных связей происходит при участии трехвалентного иона хрома и олигомера новолачной смолы (см. схему, фиг.4). Thus, the "crosslinking" of the RPAA with the formation of cross-bonds occurs with the participation of the trivalent chromium ion and oligomer novolac resin (see diagram, figure 4).

Выделяющийся при рекомбинации молекул РПАА аммиак (см. схему, фиг.5) вступает во взаимодействие с формальдегидом с образованием гексаметилентетраамина (уротропина) по схеме, изображенной на фиг.6. Ammonia released during the recombination of RPAA molecules (see scheme, FIG. 5) reacts with formaldehyde to form hexamethylenetetraamine (urotropine) according to the scheme depicted in FIG. 6.

Уротропин также способен принимать участие в сшивке макромолекул РПАА. Urotropin is also able to participate in the crosslinking of RPAA macromolecules.

Учитывая, что процессы гелеобразования состава вследствие реакционной способности ингредиентов в области низких пластовых температур (ниже 15^оС по ГОСТ 25597-83) протекают достаточно интенсивно с образованием гелей с необходимыми реологическими свойствами, нижней температурной границей применения состава следует считать 5^оС. При более низкой температуре (около 0^оС) реологические свойства РПАА ухудшаются, что ограничивает его применение.Given that processes of gelation due to reactivity of composition ingredients at low reservoir temperatures (below 15 ^{° C} in accordance with GOST 25597-83) proceed sufficiently rapidly to form a gel with appropriate rheological properties, the lower temperature limit of use of the formulation should be considered as 5 ° ^C. At higher low temperature (about 0 ^about C) rheological properties of RPAA deteriorate, which limits its use.

Верхняя граница применения состава (110^оС) обусловлена тем, что при более высоких температурах происходит трансформация связей в макромолекулярной матрице геля, приводящая к ухудшению его реологических показателей и фильтрации, что особенно отрицательно влияет на песконесущую и кольматирующую способности состава.The upper limit of use of the composition (110 ° ^C) due to the fact that at higher temperatures the transformation in the bonds of the macromolecular matrix of the gel, which leads to deterioration of its rheological and filtration performance, which is especially negative effect on peskonesuschuyu composition and bridging capabilities.

Достаточные вязкоупругие свойства состава, его компонентный состав, обеспечивающий включение всех ингредиентов в макромолекулярную матрицу, исключающий их присутствие в полимерном растворе в "свободном" виде и возможность химического взаимодействия с цементным и глинистым растворами с образованием слоев однородной массы, обусловливает применение данного состава в качестве разделителя потоков технологических жидкостей. Sufficient viscoelastic properties of the composition, its component composition, ensuring the inclusion of all ingredients in the macromolecular matrix, excluding their presence in the polymer solution in the "free" form and the possibility of chemical interaction with cement and clay solutions with the formation of layers of uniform mass, determines the use of this composition as a separator flows of technological liquids.

Наличие в составе геля смол новолачного типа, участвующих в процессах формирования макромолекулярной матрице с прочными поперечными связями, предопределяет хорошую адсорбционную и адгезионную способности состава на поверхности стенок скважины. При этом образуется плотная полимерная пленка, препятствующая проникновению в поры пласта фильтратов цементного и глинистого растворов и твердых частиц, что свидетельствует о достаточно хороших кольматирующих свойствах данного состава. The presence in the gel composition of novolac type resins involved in the formation of a macromolecular matrix with strong transverse bonds determines the good adsorption and adhesive ability of the composition on the surface of the well walls. At the same time, a dense polymer film is formed, which prevents the penetration of cement and clay mortars and solid particles into the pores of the formation, which indicates sufficiently good colmatizing properties of this composition.

Образование геля с высокими водоудерживающими и стабильными реологическими свойствами необходимо для выполнения функции песконосителя. В случае выполнения гидроразрыва пласта с помощью предлагаемого состава последующее восстановление проницаемости пласта проводят путем кислотной обработки, вызывающей деструкцию состава. При закачке в высокотемпературные пласты, восстановление проницаемости последних происходит самопроизвольно после термодеструкции состава при температурах выше 160^оС в течение 2-3 ч.The formation of a gel with high water-holding and stable rheological properties is necessary to perform the function of sand carrier. In the case of hydraulic fracturing using the proposed composition, the subsequent restoration of the permeability of the formation is carried out by acid treatment, causing the destruction of the composition. When injected into a high-temperature reservoirs, the permeability of the last recovery occurs spontaneously after thermal degradation composition at temperatures above 160 ^{° C} for 2-3 hours.

П р и м е р 1. Для ускорения получения вязкоупругого состава готовят рабочие растворы:
по ТУ 6-01-1049-81 выпускают 7%-й раствор геля РПАА. Для приготовления 1 кг 1%-го раствора геля берут 142,86 г 7%-го раствора и разбавляют 357,14 мл воды; плотность полученного 1%-ного раствора равна 1 г/см³; для приготовления 1 кг 20%-го раствора КССБ берут 200 г порошка КССБ-2 и при перемешивании разбавляют 800 мл воды. Плотность полученного 20%-ного раствора равна 1,2 г/см³.PRI me R 1. To accelerate the production of a viscoelastic composition prepare working solutions:
according to TU 6-01-1049-81 produce a 7% RPAA gel solution. To prepare 1 kg of a 1% gel solution, 142.86 g of a 7% solution are taken and diluted with 357.14 ml of water; the density of the obtained 1% solution is 1 g / cm ³ ; to prepare 1 kg of a 20% KSSB solution, 200 g of KSSB-2 powder is taken and diluted with 800 ml of water with stirring. The density of the obtained 20% solution is 1.2 g / cm ³ .

Для приготовления 1 кг вязкоупругого состава в 694,5 мл (99,55 мас.) воды последовательно растворяют 0,5 г (0,05 мас.) бихромата калия, приливают 4,2 мл (5 г) 20%-го раствора КССБ, что составляет в пересчете на сухое вещество 1 г (0,1 мас.). Далее к полученному раствору при перемешивании приливают 300 мл (г) 1%-го раствора РПАА, что составляет в пересчете на сухое вещество 3 г (0,3 мас.). To prepare 1 kg of viscoelastic composition in 694.5 ml (99.55 wt.) Of water, 0.5 g (0.05 wt.) Of potassium dichromate is successively dissolved, 4.2 ml (5 g) of a 20% KSSB solution are added , which is in terms of dry matter 1 g (0.1 wt.). Next, 300 ml (g) of a 1% RPA solution is added to the resulting solution with stirring, which is, in terms of dry matter, 3 g (0.3 wt.).

Полученный вязкоупругий состав имеет следующие параметры (см. опыты 1, 2, 3, таблицы):
при 5^оС: η 55 мПа ·с, τ_o 212 дПа, Ф 2,7 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,155 г/см³, через 2 ч 0,181 г/см³, ФГР 2,0 см³/30 мин, ФЦР 5,0 см³/30 мин, эффект смешивания с цементным и глинистым раствором (визуально) трудно смешивается, образования однородной массы не наблюдается;
при 20^оС: η 57 мПа· с, τ_o 258 дПа, Ф 2,5 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,157 г/см³, через 2 ч 0,170 г/см³, ФГР 2,0 см³/30 мин, ФЦР 4,7 см³/30 мин, эффект смешивания: аналогичный вышеуказанному;
при 110^оС: η 43 мПа· с, τ_o 201 дПа, Ф 2,5 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,186 г/см³, через 2 ч 0,197 г/см³, ФГР 2,5 см³/30 мин, ФЦР 6,7 см³/30 мин, эффект смешивания: аналогичный.The obtained viscoelastic composition has the following parameters (see experiments 1, 2, 3, tables):
at ⁵ ° C: η 55 mPas, τ _o 212 dPa, F 2.7 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.155 g / cm ³ after 2 h 0.181 g / cm ^3, 2.0 cm GRF ^3/30 min, DRC 5.0 cm ^3/30 min, mixing with the cement and the effect of mud (visually) is difficult to mix, a uniform mass is not observed;
at ²⁰ ° C: η 57 mPas, τ _o 258 dPa, F 2.5 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.157 g / cm ³ after 2 h 0.170 g / cm ^3, 2.0 cm GRF ^3/30 min, DRC 4.7 cm ^3/30 min, mixing effect: the same as above;
at ¹¹⁰ ° C: η 43 mPas, τ _o 201 dPa, F 2.5 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.186 g / cm ³ after 2 h 0.197 g / cm ^3, 2.5 cm GRF ^3/30 min, DRC 6.7 cm ^3/30 min, mixing effect: similar.

П р и м е р 2. Проводят все операции так, как указано в примере 1, и готовят следующий вязкоупругий состав, мас./г:
РПАА 0,5/5 (берут 500 мл (г) 1%-го раствора, содержащего 495 мл воды или 49,5 мас.)
бихромат калия 0,3/3,
КССБ 0,5/5 (берут 20,8 мл (25 г) 20%-го раствора, содержащего 20 мл воды или 2 мас.),
вода 98,7/987 (с учетом взятых растворов к системе необходимо добавить 472 мл (47,2 мас. воды).PRI me R 2. Carry out all operations as described in example 1, and prepare the following viscoelastic composition, wt./g:
RPAA 0.5 / 5 (take 500 ml (g) of a 1% solution containing 495 ml of water or 49.5 wt.)
potassium dichromate 0.3 / 3,
KSSB 0.5 / 5 (take 20.8 ml (25 g) of a 20% solution containing 20 ml of water or 2 wt.),
water 98.7 / 987 (taking into account the solutions taken, 472 ml (47.2 wt. water) must be added to the system.

Полученный вязкоупругий состав имеет следующие параметры (см. опыты 6, 5, 7 таблицы):
при 5^оС: η- 48 мПа· с, τ_o 452 дПа, Ф 2,4 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,052 г/см³, через 2 ч 0,112 г/см³, ФГР 1,2 см³/30 мин, ФЦР 2,8 см³/30 мин, эффект смешивания аналогичный;
при 20^оС: η 48 мПа ·с, τ_o 477 дПа, Ф 2,7 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,054 г/см³, через 2 ч 0,098 г/см³, ФГР 1,0 см³/30 мин, ФЦР 2,5 см³/30 мин, эффект смешивания аналогичный;
при 110^оC: η 37 мПа ·с, τ_o 391 дПа, Ф 2,5 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,075 г/см³, через 2 ч -0,091 г/см³, ФГР 2,0 см³/30 мин, ФЦР 3,0 см³/30 мин, эффект смешивания аналогичный.The resulting viscoelastic composition has the following parameters (see experiments 6, 5, 7 of the table):
at ⁵ ° C: η- 48 mPas, τ _o 452 dPa, F 2.4 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.052 g / cm ³ after 2 h 0.112 g / cm ^3, GRF 1.2 cm ^3/30 min, DRC 2.8 cm ^3/30 min, mixing the same effect;
at ²⁰ ° C: η 48 mPas, τ _o 477 dPa, F 2.7 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.054 g / cm ³ after 2 h 0.098 g / cm ^3, 1.0 cm GRF ^3/30 min, DRC 2.5 cm ^3/30 min, mixing the same effect;
at ¹¹⁰ ° C: η 37 mPas, τ _o 391 dPa, F 2.5 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.075 g / ^cm3, 2 h -0.091 g / cm ^3, GRF 2.0 cm ^3/30 min, DRC 3.0 cm ^3/30 min, a similar mixing effect.

П р и м е р 3. Проводят все операции так, как указано в примере 1, и готовят следующий вязкоупругий состав, мас./г:
РПАА 0,4/4 (берут 400 мл (г) 1%-го раствора, содержащего 396 мл воды или 39,6 мас.),
Бихромат калия 0,2/2,
КССБ 0,3/3 (берут 12,5 мл (15 г) 20%-ного раствора, содержащего 12 мл воды или 1,2 мас.),
вода 99,1/991 (с учетом взятых растворов к системе необходимо добавить 583 мл воды или 58,3 мас.).PRI me R 3. Carry out all operations as described in example 1, and prepare the following viscoelastic composition, wt./g:
RPAA 0.4 / 4 (take 400 ml (g) of a 1% solution containing 396 ml of water or 39.6 wt.),
Potassium Dichromate 0.2 / 2,
KSSB 0.3 / 3 (take 12.5 ml (15 g) of a 20% solution containing 12 ml of water or 1.2 wt.),
water 99.1 / 991 (taking into account the solutions taken, 583 ml of water or 58.3 wt.% must be added to the system).

Полученный вязкоупругий состав имеет следующие параметры (см. опыты 10, 9, 11 таблицы):
при 5^оС: η- 73 мПа· с, τ_o 262 дПа, Ф 3,0 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,111 г/см³, через 2 ч 0,128 г/см³, ФРГ 1,7 см³/30 мин, ФЦР 3,5 см³/30 мин, эффект смешивания аналогичный;
при 20^оС: η 75 мПа ·с, τ_o 285 дПа, Ф 3,0 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,103 г/см³, через 2 ч 0,123 г/см³, ФГР 1,5 см³/30 мин, ФЦР 3,5 см³/30 мин, эффект смешивания аналогичный;
при 110^оС: η 57 мПа ·с, τ_o 196 дПа, Ф 3,0 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,175 г/см³, через 2 ч 0,196 г/см³, ФГР 1,6 см³/30 мин, ФЦР 3,6 см³/30 мин, эффект смешивания аналогичный.The resulting viscoelastic composition has the following parameters (see experiments 10, 9, 11 of the table):
at ⁵ ° C: η- 73 mPas, τ _o 262 dPa, F 3.0 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.111 g / cm ³ after 2 h 0.128 g / cm ^3, West Germany 1.7 cm ^3/30 min, DRC 3.5 cm ^3/30 min, mixing the same effect;
at ²⁰ ° C: η 75 mPas, τ _o 285 dPa, F 3.0 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.103 g / cm ³ after 2 h 0.123 g / cm ^3, 1.5 cm GRF ^3/30 min, DRC 3.5 cm ^3/30 min, mixing the same effect;
at ¹¹⁰ ° C: η 57 mPas, τ _o 196 dPa, F 3.0 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.175 g / cm ³ after 2 h 0.196 g / cm ^3, 1.6 cm GRF ^3/30 min, DRC 3.6 cm ^3/30 min, a similar mixing effect.

П р и м е р 4. Проводят все операции так, как указано в примере 1, и готовят следующий вязкоупругий состав, мас./г:
РПАА 0,2/2 (берут 200 мл (г) 1%-го раствора, содержащего 198 мл воды или 19,8 мас.),
бихромат калия 0,04/0,4,
КССБ 0,05/0,5 (берут 2,1 мл (2,5 г) 20%-го раствора, содержащего 2,0 мл воды или 0,2 мас.),
вода 99,71/997,1 (с учетом взятых растворов к системе необходимо добавить 797,1 мл воды или 79,71 мас.).PRI me R 4. Perform all operations as described in example 1, and prepare the following viscoelastic composition, wt./g:
RPAA 0.2 / 2 (take 200 ml (g) of a 1% solution containing 198 ml of water or 19.8 wt.),
potassium dichromate 0.04 / 0.4,
KSSB 0.05 / 0.5 (take 2.1 ml (2.5 g) of a 20% solution containing 2.0 ml of water or 0.2 wt.),
water 99.71 / 997.1 (taking into account the taken solutions, it is necessary to add 797.1 ml of water or 79.71 wt. to the system).

Полученный вязкоупругий состав имеет следующие параметры (см. опыты 30, 29, 31 таблицы):
при 5^оС: η 23 мПа ·с, τ_o 65 дПа, Ф 18,0 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,338 г/см³, через 2 ч 0,401 г/см³, ФГР 6,0 см³/30 мин, ФЦР 14,5 см³/30 мин, наблюдают частичное смешивание с цементным и глинистым растворами;
при 20^оС: η 24 мПа ·с, τ_o 78 дПа, Ф 17,3 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,326 г/см³, через 2 ч 0,380 г/см³, ФГР 6,5 см³/30 мин, ФЦР 16,0 см³/30 мин, наблюдают частичное смешивание;
при 110^оС: η 36 мПа· с, τ_o 21,0 дПа, Ф 21,0 см³/30 мин, ПУС через 1 ч 0,565 г/см³, через 2 ч 0,628 г/см³, ФГР 8,5 см³/30 мин, ФЦР 24,0 см³/30 мин, наблюдают частичное смешивание.The obtained viscoelastic composition has the following parameters (see experiments 30, 29, 31 of the table):
at ⁵ ° C: η 23 mPas, τ _o 65 dPa, F 18.0 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.338 g / cm ³ after 2 h 0.401 g / cm ^3, 6.0 cm GRF ^3/30 min, DRC 14.5 cm ^3/30 min, observed partial mixing with the cement and the mud;
at ²⁰ ° C: η 24 mPas, τ _o 78 dPa, F 17.3 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.326 g / cm ³ after 2 h 0.380 g / cm ^3, 6.5 cm GRF ^3/30 min, DRC 16.0 cm ^3/30 min, observed partial mixing;
at ¹¹⁰ ° C: η 36 mPas, τ _o 21,0 dPa, F 21.0 cm ^3/30 min after 1 hr AA 0.565 g / cm ³ after 2 h 0.628 g / cm ^3, GRF 8 5 cm ^3/30 min, DRC 24.0 cm ^3/30 min, observed partial mixing.

П р и м е р 5. Проводят все операции так, как указано в примере 1, и готовят следующий вязкоупругий состав, мас./г:
РПАА 0,6/6 (берут 600 мл (г) 1%-го раствора, содержащего 594 мл воды или 59,4 мас.),
бихромат калия 0,31/1,
КССБ 0,6/6 (берут 25 мл (30 г) 20%-го раствора, содержащего 24 мл воды или 2,4 мас.),
вода 98,49/984,9 (с учетом взятых растворов к системе необходимо добавить 366,9 мл воды или 36,69 мас.).PRI me R 5. Perform all operations as described in example 1, and prepare the following viscoelastic composition, wt./g:
RPA 0.6 / 6 (take 600 ml (g) of a 1% solution containing 594 ml of water or 59.4 wt.),
potassium dichromate 0.31 / 1,
KSSB 0.6 / 6 (take 25 ml (30 g) of a 20% solution containing 24 ml of water or 2.4 wt.),
water 98.49 / 984.9 (taking into account the solutions taken, 366.9 ml of water or 36.69 wt.% must be added to the system.

Показатели такой системы не измеримы. The performance of such a system is not measurable.

Содержание РПАА в растворе менее 0,3 мас. не обеспечивает его концентрации для образования структуры с необходимыми по цели реологическими свойствами, а более 0,5 мас. нецелесообразно, так как образуется высоковязкий полимерный раствор с плохой прокачиваемостью. The RPAA content in the solution is less than 0.3 wt. does not provide its concentration for the formation of structures with the necessary rheological properties, and more than 0.5 wt. impractical, since a highly viscous polymer solution with poor pumpability is formed.

Содержание в растворе бихромата щелочного металла менее 0,05 мас. и КССБ менее 0,1 мас. не обеспечивает получение геля с поперечными связями необходимой прочности для реализации его многоцелевого назначения, а содержание бихромата щелочного металла более 0,3 мас. и КССБ более 0,5 мас. экономически нецелесообразно, так как дальнейшего улучшения технологических показателей не происходит. The content in the solution of alkali metal bichromate is less than 0.05 wt. and KSSB less than 0.1 wt. does not provide a gel with cross-links of the required strength for the implementation of its multi-purpose, and the content of alkali metal dichromate is more than 0.3 wt. and KSSB more than 0.5 wt. it is not economically feasible, since there is no further improvement in technological indicators.

По сравнению с прототипом предлагаемый вязкоупругий состав обеспечивает расширение нижней границы температурного диапазона применения на 45^оС и верхней на 20^оС, при этом пластическая вязкость увеличивается в 6-15 раз; динамическое напряжение сдвига 25-100 раз; фильтратоотдача уменьшается в 6-13 раз; фильтрация через кольматационный слой глинистого раствора уменьшается в 2,5-10 раз, цементного раствора в 3,5-5 раз; пескоудерживающая способность позволяет производить гидроразрыв пласта, в то время как пескоудерживающая способность по прототипу минимальна через 15 мин наблюдают выделение песка); вязкоупругий состав трудно смешивается с цементным и глинистым растворами.Compared with the prior art proposed viscoelastic composition provides expansion lower limit temperature range at 45 ^{° C} and higher to 20 ^{° C,} the plastic viscosity increases to 6-15 times; dynamic shear stress 25-100 times; filtrate recovery is reduced by 6-13 times; filtration through the mud layer of the clay slurry is reduced by 2.5-10 times, cement mortar is 3.5-5 times; sand holding capacity allows for hydraulic fracturing, while sand holding capacity according to the prototype is minimal after 15 minutes, sand is observed); viscoelastic composition is difficult to mix with cement and clay mortars.

Claims

VISCOELASTIC COMPOSITION, including acrylic polymer, alkali metal dichromate, formaldehyde-containing structured additive and water, characterized in that it contains polyacrylamide radiated by γ-radiation and condensed sulfite-alcohol component as formaldehyde-containing additive in the following ratio.

Radiated g-radiation polyacrylamide 0.3 0.5
Alkali metal dichromate 0.05 0.30
Condensed sulphite-alcohol stillage 0.1 0.5
Water Else