RU2139424C1 - Compound and method for producing reagent for cross-linking solutions of polysaccharides - Google Patents
Compound and method for producing reagent for cross-linking solutions of polysaccharides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139424C1 RU2139424C1 RU98104258A RU98104258A RU2139424C1 RU 2139424 C1 RU2139424 C1 RU 2139424C1 RU 98104258 A RU98104258 A RU 98104258A RU 98104258 A RU98104258 A RU 98104258A RU 2139424 C1 RU2139424 C1 RU 2139424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sodium
- tetraborate
- crosslinker
- stirring
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, составам и способам приготовления реагентов для получения жидкостей-песконосителей на водной основе для гидравлического разрыва пласта. The present invention relates to the oil and gas industry, in particular, compositions and methods for preparing reagents for producing water-based sand carriers for hydraulic fracturing.
Известны жидкости-песконосители на основе водных растворов полисахаридов, где в качестве сшивателей используются боросодержащие соединения: бораты щелочных и щелочноземельных металлов - патент США N 4619776, E 21 B 43/26, 1986 г. Sand-based fluids based on aqueous polysaccharide solutions are known, where boron-containing compounds are used as crosslinkers: alkali and alkaline earth metal borates - US Pat. No. 4,619776, E 21 B 43/26, 1986.
Недостатком данных сшивателей является то, что их необходимо вводить в раствор полисахарида в сухом виде, при этом плохая растворимость солей борной кислоты в воде не позволяет проводить процесс сшивки на потоке, при закачке геля в пласт, что значительно усложняет проведение процесса ГРП, т.к. высокая структурная вязкость получаемого геля затрудняет его смешение с проппанатом. The disadvantage of these crosslinkers is that they must be introduced into the polysaccharide solution in dry form, while the poor solubility of boric acid salts in water does not allow the crosslinking process to be carried out when the gel is injected into the formation, which significantly complicates the hydraulic fracturing process, because . the high structural viscosity of the resulting gel makes it difficult to mix with propanate.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ приготовления сшивателя, позволяющего получить термостабильный гель на потоке при закачке его в скважину, патент США N 625660, E 21 B 43/26, 1992 г. (прототип). При этом в качестве сшивателя предлагается состав, приготовленный следующим образом: к 300 частям 40%-ного водного раствора глиоксаля добавляется 130 частей десятиводного тетрабората натрия. К полученной суспензии добавляется 65 частей 25%-ного раствора щелочи до получения pH в пределах от 4,9 до 6,5, а затем 71,4 частей 70%-ного водного раствора сорбитола, после чего раствор нагревают до 95oC и выдерживают в течение 3-х часов, при этом цвет раствора меняется от желтого до янтарного. После охлаждения pH полученного комплекса находится в пределах от 4,5 до 5,0. Затем полученный комплекс дополнительно разбавляется глиоксалем и 25%-ным раствором гидроокиси натрия в следующей пропорции : 41,6-55,5% об. Первоначального приготовленного комплекса, 41,6-278 об. % Глиоксаля и 16,7 об.% 25%-ного раствора гидроокиси натрия.Closest to the technical nature of the present invention is a method of preparing a crosslinker, allowing to obtain a thermostable gel on the stream when it is injected into the well, US patent N 625660, E 21 B 43/26, 1992 (prototype). In this case, as a crosslinker, a composition is prepared as follows: 130 parts of ten-sodium tetraborate are added to 300 parts of a 40% aqueous glyoxal solution. 65 parts of a 25% alkali solution are added to the resulting suspension to obtain a pH in the range of 4.9 to 6.5, and then 71.4 parts of a 70% aqueous sorbitol solution, after which the solution is heated to 95 ° C and held within 3 hours, while the color of the solution changes from yellow to amber. After cooling, the pH of the resulting complex is in the range from 4.5 to 5.0. Then the resulting complex is additionally diluted with glyoxal and 25% sodium hydroxide in the following proportion: 41.6-55.5% vol. The initial cooked complex, 41.6-278 vol. % Glyoxal and 16.7 vol.% 25% sodium hydroxide solution.
Недостатками указанных способа и состава является высокая стоимость применяемых реагентов, таких как глиоксаль и сорбитол, а также сложная технология приготовления, требующая выдержки при нагревании в течение 3-х часов и последующего разбавления полученного комплекса, а также недостаточные реологические параметры получаемого полисахаридного геля. The disadvantages of the above method and composition are the high cost of the reagents used, such as glyoxal and sorbitol, as well as the complex preparation technology that requires exposure to heating for 3 hours and subsequent dilution of the resulting complex, as well as insufficient rheological parameters of the resulting polysaccharide gel.
Задачей изобретения является:
1) Получение сшивателя без использования дефицитных и дорогостоящих реагентов.The objective of the invention is:
1) Obtaining a crosslinker without the use of scarce and expensive reagents.
2) Упрощение технологии получения сшивателя. 2) Simplification of the technology for producing a stapler.
3) Получение сшивателя, применение которого позволит получать более структурированные полисахаридные гели, обладающие высокими реологическими свойствами как при температуре 20oC, так и при повышенных температурах.3) Obtaining a crosslinker, the use of which will allow you to get a more structured polysaccharide gels with high rheological properties both at a temperature of 20 o C, and at elevated temperatures.
Поставленная задача решается тем, что состав для приготовления реагента для сшивки водных растворов полисахаридов, включающий десятиводный тетраборат натрия, органический растворитель и водный раствор щелочи, в качестве органического растворителя содержит глицерин, а в качестве водного раствора щелочи - 5 - 40%-ный раствор гидроокиси натря или калия, и дополнительно - хромкалиевые квасцы или ацетат хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Десятиводный тетраборат натрия - 15 - 25
Глицерин - 35 - 70
5 - 40%-ный водный раствор гидроокиси натрия или калия - 5 - 50
хромкалиевые квасцы или ацетат хрома 1-50 г на 1 кг раствора десятиводного тетрабората натрия, глицерина и гидроокиси натрия или калия.The problem is solved in that the composition for the preparation of a reagent for crosslinking aqueous solutions of polysaccharides, including ten-sodium sodium tetraborate, an organic solvent and an aqueous alkali solution, contains glycerin as an organic solvent, and a 5 - 40% hydroxide solution as an alkali aqueous solution sodium or potassium, and additionally - potassium alum or chromium acetate in the following ratio of components, wt.%:
Sodium tetraborate ten - 25 - 25
Glycerin - 35 - 70
5 - 40% aqueous solution of sodium or potassium hydroxide - 5 - 50
chrome potassium alum or chromium acetate 1-50 g per 1 kg of a solution of ten-sodium tetraborate, glycerol and sodium or potassium hydroxide.
Также поставленная задача решается тем, что в способе приготовления реагента для сшивки водных растворов полисахаридов, включающем предварительное смешение десятиводного тетрабората натрия с органическим растворителем с последующим добавлением водного раствора щелочи, десятиводный тетраборат натрия смешивают с растворителем - глицерином, добавляют водный раствор щелочи - 5 - 40%-ный раствор гидроокиси натрия или калия, а затем в полученный истинный раствор дополнительно вводят хромкалиевые квасцы или ацетат хрома. The problem is also solved by the fact that in the method of preparing the reagent for crosslinking aqueous solutions of polysaccharides, which includes preliminary mixing of ten-sodium sodium tetraborate with an organic solvent followed by the addition of an aqueous alkali solution, ten-sodium sodium tetraborate is mixed with a solvent glycerol, an aqueous alkali solution of 5-40 is added % solution of sodium or potassium hydroxide, and then chromium potassium alum or chromium acetate is additionally introduced into the resulting true solution.
Десятиводный тетраборат натрия (бура) представляет собой твердое кристаллическое вещество - бесцветный порошок, обладающий следующими физико-химическими свойствами:
Плотность при температуре 20oC - 1730 кг/м3,
Растворимость в воде при температуре 20oC - 75 г на 100 г воды.Ten-sodium sodium tetraborate (borax) is a solid crystalline substance - a colorless powder with the following physicochemical properties:
Density at a temperature of 20 o C - 1730 kg / m 3 ,
Solubility in water at a temperature of 20 o C - 75 g per 100 g of water.
Глицерин представляет собой бесцветную вязкую жидкость, обладающую следующими физико-химическими характеристиками:
плотность глицерина при температуре 20oC - 1260 кг/м3,
растворимость в воде - растворяется в воде в любых соотношениях.Glycerin is a colorless viscous liquid with the following physicochemical characteristics:
the density of glycerol at a temperature of 20 o C - 1260 kg / m 3 ,
solubility in water - soluble in water in any ratio.
Гидроокись натрия - щелочь, представляет собой твердое вещество, бесцветные кристаллы, выпускается в виде чешек или гранул, а также в виде раствора, обладает следующими физико-химическими характеристиками:
Плотность при температуре 20oC - 2130 кг/м3
Растворимость в воде при температуре 20oC - 109 г на 100 г воды
Гидроокись калия - щелочь, представляет собой твердое вещество, бесцветные кристаллы, выпускается в виде чешуек или гранул, а также в виде раствора, обладает следующими физико-химическими характеристиками:
Плотность при температуре 20oC - 2040 кг/м3
Растворимость в воде при температуре 20oC - 112 г на 100 г воды
Хромкалиевые квасцы представляют собой твердое вещество - кристаллы фиолетового цвета, обладают следующими физико-химическими характеристиками:
Плотность при температуре 20oC - 1830 кг/м3
Растворимость в воде при температуре 20oC - 24,4 г на 100 г воды
Ацетат хрома представляет собой твердое кристаллическое вещество, выпускается в виде раствора, обладает следующими физико-химическими характеристиками: - 1300 кг/м3
В отличие от безводного тетрабората натрия десятиводный тетраборат натрия растворяется в глицерине. Растворение в глицерине идет с повышением температуры, которое также способствует растворению. Но десятиводный тетраборат натрия также растворяется и в растворах щелочей, поэтому добавление в суспензию глицерина и десятиводного тетрабората натрия водного раствора щелочи позволяет, с одной стороны, легко перейти от суспензии к истинному раствору, а с другой, - снизить вязкость системы и упростить ее перемешивание.Sodium hydroxide - alkali, is a solid substance, colorless crystals, is available in the form of Czechs or granules, as well as in the form of a solution, has the following physicochemical characteristics:
Density at a temperature of 20 o C - 2130 kg / m 3
Solubility in water at a temperature of 20 o C - 109 g per 100 g of water
Potassium hydroxide - alkali, is a solid substance, colorless crystals, is available in the form of flakes or granules, as well as in the form of a solution, has the following physicochemical characteristics:
Density at a temperature of 20 o C - 2040 kg / m 3
Solubility in water at a temperature of 20 o C - 112 g per 100 g of water
Potassium alum is a solid substance - violet crystals, have the following physicochemical characteristics:
Density at a temperature of 20 o C - 1830 kg / m 3
Solubility in water at a temperature of 20 o C - 24.4 g per 100 g of water
Chromium acetate is a solid crystalline substance, is available in the form of a solution, has the following physicochemical characteristics: - 1300 kg / m 3
In contrast to anhydrous sodium tetraborate, sodium ten tetraborate dissolves in glycerol. Dissolution in glycerol occurs with an increase in temperature, which also contributes to dissolution. But ten-sodium sodium tetraborate also dissolves in alkali solutions, therefore, the addition of an aqueous alkali solution to the suspension of glycerol and ten-sodium sodium tetraborate makes it possible, on the one hand, to easily switch from the suspension to the true solution and, on the other, to reduce the viscosity of the system and simplify its mixing.
В результате смешения и происходящих в результате этого реакций получается бесцветная подвижная жидкость, обладающая также низкой температурой замерзания, что немаловажно для проведения процесса ГРП в зимнее время. As a result of mixing and the reactions occurring as a result of this, a colorless mobile liquid is obtained, which also has a low freezing point, which is important for the hydraulic fracturing process in winter.
Нижний предел концентраций десятиводного тетрабората натрия обусловлен достаточным содержанием бора в сшивателе, т.к. меньшее его количество приводит к увеличению расхода сшивателя при получении жидкости для ГРП, а верхний предел - растворимостью десятиводного тетрабората натрия в системе растворителей : глицерин - щелочь, выше которого возможно осаждение кристаллов десятиводного тетрабората из раствора сшивателя. The lower limit of the concentration of sodium tetraborate tetraborate is due to the sufficient content of boron in the crosslinker, because a smaller amount leads to an increase in the crosslinker consumption upon receipt of hydraulic fracturing fluid, and the upper limit is caused by the solubility of sodium ten-tetraborate in a solvent system: glycerin is an alkali, above which crystals of ten-tetraborate may precipitate from the crosslinker solution.
Нижний предел содержания глицерина обусловлен растворимостью десятиводного тетрабората натрия, ниже этого предела возможно выделение кристаллов соли, а верхний - необходимостью введения в состав раствора щелочи, способствующего растворению дестиводного тетрабората натрия и снижению вязкости полученного раствора. The lower limit of glycerol content is due to the solubility of sodium tetraborate, salt crystals can be precipitated below this limit, and the alkali must be added to the solution to dissolve the sodium tetraborate and reduce the viscosity of the resulting solution.
Нижний предел содержания щелочи в сшивателе обусловлен растворимостью десятиводного тетрабората натрия, а верхний предел содержания щелочи определяется уровнем pH, который достигается при добавлении сшивателя в раствор полисахарида - не выше 10, т.к. при более высоком значении pH сшивка ухудшается. The lower limit of the alkali content in the crosslinker is due to the solubility of sodium tetraborate, and the upper limit of the alkali content is determined by the pH level that is achieved when the crosslinker is added to the polysaccharide solution - not higher than 10, because at a higher pH, crosslinking is impaired.
Введение в состав сшивателя солей хрома: хромкалиевых квасцов и ацетата хрома в указанных пределах определяется увеличением реологических параметров полисахаридного геля как при 20oC, так и при повышенных температурах.The introduction into the composition of the crosslinker of chromium salts: potassium alum and chromium acetate within the specified limits is determined by the increase in the rheological parameters of the polysaccharide gel both at 20 o C and at elevated temperatures.
Для характеристики предлагаемого сшивателя были приготовлены образцы гелей с использованием сшивателей с различным содержанием компонентов, а в качестве растворов полисахарида были использованы растворы, содержащие 0,36 мас.% гидроксипропилгуара (ГПГ) или карбоксиметилгидроксипропилгуара (КМГПГ) и 2 мас.% хлористого калия, который обычно вводится в жидкость ГРП на основе пресной воды для снижения набухания глин. To characterize the proposed crosslinker, gel samples were prepared using crosslinkers with different component contents, and solutions containing polysaccharide used solutions containing 0.36 wt.% Hydroxypropylguar (GPG) or carboxymethylhydroxypropyl guar (CMHPG) and 2 wt.% Potassium chloride, which usually injected into a fracturing fluid based on fresh water to reduce clay swelling.
Пример 1. Example 1
В 100 мл пресной воды растворяли 2 г хлористого калия, а затем в полученный раствор при перемешивании вводили 0,3 6 г ГПГ, после чего перемешивание продолжали в течение 20 минут для полной гидратации полисахарида. В полученный раствор полисахарида вводили 0,4 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 35 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 15 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 50 г 5%-ного раствора гидроокиси натрия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. In 100 ml of fresh water, 2 g of potassium chloride was dissolved, and then 0.3 6 g of GPG was added to the resulting solution with stirring, after which stirring was continued for 20 minutes to completely hydrate the polysaccharide. 0.4 ml of a crosslinker, prepared as follows, was introduced into the obtained polysaccharide solution: 15 g of sodium tetraborate 10 g was gradually added to 35 g of glycerol while stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 50 g of 5 were added to the resulting mixture % sodium hydroxide solution and stirring was continued until complete dissolution of sodium tetraborate tetraborate and a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 2. Example 2
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,3 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 40 г глицерина при перемешивании постепенно и добавляли 17 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 43 г 15%-ного раствора гидроокиси калия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.3 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: gradually, to 40 g of glycerol was added and 17 g of sodium tetraborate tetraborate was added, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which stirring was continued , 43 g of a 15% potassium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium sodium tetraborate was completely dissolved and a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 3. Example 3
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,2 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 70 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 25 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 5 г 40%-ного раствора гидроокиси натрия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.2 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 25 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 70 g of glycerol with stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 5 g of a 40% sodium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium sodium tetraborate was completely dissolved and a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 4. Example 4
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,4 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 35 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 15 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 50 г 5%-ного раствора гидроокиси калия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 0,1 г хромкалиевых квасцов (1 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.4 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 15 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 35 g of glycerol while stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 50 g of a 5% potassium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium tetraborate sodium was completely dissolved and a true solution was obtained. Then, 0.1 g of potassium alum (1 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 5. Example 5
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,3 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 40 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 17 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 43 г 15%-ного раствора гидроокиси натрия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 2,5 г хромкалиевых квасцов (25 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.3 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 17 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 40 g of glycerol with stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 43 g of a 15% sodium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium tetraborate sodium was completely dissolved and a true solution was obtained. Then, 2.5 g of potassium alum (25 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 6. Example 6
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,2 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 70 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 25 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 5 г 40%-ного раствора гидроокиси калия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 5,0 г хромкалиевых квасцов (50 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.2 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 25 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 70 g of glycerol with stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 5 g of a 40% potassium hydroxide solution were added to the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium sodium tetraborate was completely dissolved and a true solution was obtained. Then, 5.0 g of potassium alum (50 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 7. Example 7
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,3 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 40 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 17 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 43 г 15%-ного раствора гидроокиси калия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 2,5 г ацетата хрома (25 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.3 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 17 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 40 g of glycerol with stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 43 g of a 15% potassium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium sodium tetraborate was completely dissolved and a true solution was obtained. Then, 2.5 g of chromium acetate (25 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 8. Example 8
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,4 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 35 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 15 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 50 г 5%-ного раствора гидроокиси калия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 0,1 г ацетата хрома (1 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.4 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 15 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 35 g of glycerol while stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 50 g of a 5% potassium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium tetraborate sodium was completely dissolved and a true solution was obtained. Then, 0.1 g of chromium acetate (1 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 9. Example 9
Раствор полисахарида готовили аналогично примеру 1. В полученный раствор полисахарида вводили 0,2 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 70 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 25 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 5 г 40%-ного раствора гидроокиси натря и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 5,0 г ацетата хрома (50 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. A polysaccharide solution was prepared analogously to Example 1. 0.2 ml of a crosslinker prepared as follows was added to the obtained polysaccharide solution: 25 g of sodium ten-tetraborate was gradually added to 70 g of glycerol with stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping mixing, 5 g of a 40% sodium hydroxide solution were introduced into the resulting mixture, and stirring was continued until the ten-sodium sodium tetraborate was completely dissolved and a true solution was obtained. Then, 5.0 g of chromium acetate (50 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Пример 10. Example 10
В 100 мл пресной воды растворяли 2 г хлористого калия, а затем в полученный раствор при перемешивании вводили 0,36 г КМГПГ, после чего перемешивание продолжали в течение 20 минут для полной гидратации полисахарида. В полученный раствор полисахарида вводили 0,3 мл сшивателя, приготовленного следующим образом: к 40 г глицерина при перемешивании постепенно добавляли 17 г десятиводного тетрабората натрия, перемешивание продолжали до получения однородной массы, после чего, не прекращая перемешивания, в полученную смесь вводили 43 г 15%-ного и раствора гидроокиси натрия и перемешивание продолжали до полного растворения десятиводного тетрабората натрия и получения истинного раствора. Затем к 100 г раствора добавляли 2,5 г хромкалиевых квасцов (25 г/кг раствора) и полученную смесь вновь перемешивали до получения истинного раствора сшивателя. Сразу после введения сшивателя в раствор полисахарида был получен сшитый гель высокой вязкости. 2 g of potassium chloride were dissolved in 100 ml of fresh water, and then 0.36 g of CMHPG was added to the resulting solution with stirring, after which stirring was continued for 20 minutes to completely hydrate the polysaccharide. 0.3 ml of a crosslinker, prepared as follows, was introduced into the obtained polysaccharide solution: 17 g of sodium tetraborate 10 g was gradually added to 40 g of glycerol with stirring, stirring was continued until a homogeneous mass was obtained, after which, without stopping stirring, 43 g of 15 g were added to the resulting mixture % and a solution of sodium hydroxide and stirring was continued until complete dissolution of ten-sodium tetraborate and obtaining a true solution. Then, 2.5 g of potassium alum (25 g / kg of solution) was added to 100 g of the solution, and the resulting mixture was again mixed until a true crosslinker solution was obtained. Immediately after introducing the crosslinker into the polysaccharide solution, a crosslinked gel of high viscosity was obtained.
Динамическая вязкость полученных гелей при температуре 26oC (80oF) определялась на ротационном вискозиметре "Rheotest-2" через 3 минуты с момента приготовления при скорости сдвига 85, 100 и 170 с-1, коэффициент консистенции "k", "Па-сn" и коэффициент ненъютовского поведения "n" определялись путем математической обработки полученных реологических кривых. Реологические параметры гелей при температуре 90oC (193- 194oF) при выдержке при ней в течение 16 и 263 минут определялись при скорости сдвига 40, 100 и 170 с-1, а коэффициенты "k" и "n" также определялись путем математической обработки полученных реологических кривых.The dynamic viscosity of the obtained gels at a temperature of 26 o C (80 o F) was determined on a Rheotest-2
Композиции гелей, полученных на основе водных растворов полисахаридов и борных сшивателей различного компонентного состава, приведены в таблице 1. Результаты исследований составов гелей согласно таблицы 1 приведены в таблицах 2 и 3. В таблице 2 приведены реологические характеристики полученных гелей при температуре 26oC (80oF), а в таблице 3 - при температуре 90oC (193-194oF). Для сравнения в таблицах 1, 2 и 3 приведены характеристики геля по прототипу (п.п.11- 12), данные взяты из патента США N 5145590 - таблицы 11-12.The compositions of the gels obtained on the basis of aqueous solutions of polysaccharides and boron crosslinkers of various component compositions are shown in table 1. The results of studies of the compositions of the gels according to table 1 are shown in tables 2 and 3. Table 2 shows the rheological characteristics of the obtained gels at a temperature of 26 o C (80 o F), and in table 3 - at a temperature of 90 o C (193-194 o F). For comparison, tables 1, 2 and 3 show the characteristics of the gel according to the prototype (claims 11-12), the data is taken from US patent N 5145590 - tables 11-12.
Как видно из таблиц 1, 2 и 3, при использовании предлагаемого сшивателя были получены полисахаридные гели, не только не уступающие по своим качествам гелю из прототипа, но и обладающие при достаточно высокой вязкости более высокими значениями коэффициента "k" и более низкими значениями коэффициента "n", что говорит о более прочной структуре получаемых гелей, причем наиболее структурированные гели, обладающие наименьшими коэффициентами ненъютоновского поведения жидкости "n" при высоких значениях коэффициентов консистенции "k", были получены при дополнительном введении в состав сшивателя хромкалиевых квасцов или ацетата хрома п.п.4-10 в таблицах 1, 2 и 3. As can be seen from tables 1, 2 and 3, when using the proposed crosslinker, polysaccharide gels were obtained, not only not inferior in quality to the gel from the prototype, but also having sufficiently high coefficient "k" and lower coefficient values "at sufficiently high viscosity" n ", which indicates a stronger structure of the obtained gels, and the most structured gels with the lowest non-Newtonian behavior coefficients of the liquid" n "at high values of the consistency coefficients" k "were obtained For the additional introduction of chromium potassium alum or chromium acetate into the crosslinker, items 4-10 in tables 1, 2 and 3.
Как известно, наиболее структурированные гели обладают наибольшей термостабильностью; так при выдержке в течение 263 минут при температуре 90oC гель по прототипу почти в 2 раза снижает коэффициент консистенции, в то время как гели, полученные при использовании предлагаемого сшивателя, сохраняют высокие значения коэффициентов "k" и значительно более низкие, чем у прототипа, значения коэффициентов "n". Известно также, что наиболее структурированные гели обладают наибольшей пескоудерживающей способностью, а также наименьшими потерями давления на трение в трубах. Таким образом, предлагаемый сшиватель позволит получать высококачественные жидкости для ГРП.As is known, the most structured gels have the greatest thermal stability; so when holding for 263 minutes at a temperature of 90 o C the gel of the prototype almost 2 times reduces the coefficient of consistency, while the gels obtained using the proposed stapler, retain high values of the coefficients "k" and much lower than that of the prototype , the values of the coefficients are "n". It is also known that the most structured gels have the greatest sand-holding ability, as well as the least friction pressure loss in the pipes. Thus, the proposed stapler will produce high-quality hydraulic fracturing fluids.
Источники информации, принятые во внимание:
1) Патент США N 4619776, E 21 B 43/26, 1986 г.Sources of information taken into account:
1) US patent N 4619776, E 21 B 43/26, 1986
2) Патент США N 5145590, E 21 B 43/26, 1992 г., прототип. 2) US Patent N 5145590, E 21 B 43/26, 1992, prototype.
Claims (2)
Десятиводный тетраборат натрия - 15 - 25
Глицерин - 35 - 70
5 - 40%-ный водный раствор гидроокиси натрия или калия - 5 - 50
хромкалиевые квасцы или ацетат хрома 1 - 50 г на 1 кг раствора десятиводного тетрабората натрия, глицерина и гидроокиси натрия или калия.1. The composition for the preparation of the reagent for crosslinking aqueous solutions of polysaccharides, including ten-sodium tetraborate, an organic solvent and an aqueous alkali solution, characterized in that it contains glycerin as an organic solvent, and a 5 - 40% solution as an aqueous alkali solution sodium or potassium hydroxides, and in addition - potassium alum or chromium acetate in the following ratio of components, wt.%:
Sodium tetraborate ten - 25 - 25
Glycerin - 35 - 70
5 - 40% aqueous solution of sodium or potassium hydroxide - 5 - 50
potassium alum or chromium acetate 1 - 50 g per 1 kg of a solution of sodium tetraborate, glycerol and sodium or potassium hydroxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104258A RU2139424C1 (en) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Compound and method for producing reagent for cross-linking solutions of polysaccharides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104258A RU2139424C1 (en) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Compound and method for producing reagent for cross-linking solutions of polysaccharides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2139424C1 true RU2139424C1 (en) | 1999-10-10 |
Family
ID=20203121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98104258A RU2139424C1 (en) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | Compound and method for producing reagent for cross-linking solutions of polysaccharides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139424C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA011181B1 (en) * | 2007-02-08 | 2009-02-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method for treating subterranean formation |
| RU2572439C1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Composition to up bed production rate (versions) |
-
1998
- 1998-02-24 RU RU98104258A patent/RU2139424C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA011181B1 (en) * | 2007-02-08 | 2009-02-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method for treating subterranean formation |
| US7888295B2 (en) | 2007-02-08 | 2011-02-15 | Schlumberger Technology Corporation | Crosslinked polymer solutions and methods of use |
| RU2572439C1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) | Composition to up bed production rate (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5310489A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| CA1301444C (en) | Hydraulic fracturing process using a polymer gel | |
| US5217632A (en) | Process for preparation and composition of stable aqueous solutions of boron zirconium chelates for high temperature frac fluids | |
| US4215001A (en) | Methods of treating subterranean well formations | |
| US6024170A (en) | Methods of treating subterranean formation using borate cross-linking compositions | |
| CA2065575C (en) | Method and composition for improving the high temperature gel stability of borated galactomannans | |
| US6214773B1 (en) | High temperature, low residue well treating fluids and methods | |
| US5460226A (en) | Formation fracturing | |
| US4378049A (en) | Methods, additives and compositions for temporarily sealing high temperature permeable formations | |
| US5996694A (en) | Methods and compositions for preventing high density well completion fluid loss | |
| US6251838B1 (en) | Suspended delayed borate cross-linker | |
| CA2709984A1 (en) | Process to prepare zirconium-based cross-linker compositions and their use in oil field applications | |
| EA008796B1 (en) | Polymer crossing system | |
| EA011222B1 (en) | Dry blend fracturing fluid additives | |
| PL191498B1 (en) | Borate-crosslinked fluid working media for well operations and method of obtaining them | |
| US5252234A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| US3668122A (en) | Drilling fluid preparation | |
| US5266224A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| RU2139424C1 (en) | Compound and method for producing reagent for cross-linking solutions of polysaccharides | |
| US5252235A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| US5773638A (en) | Gelation additive for hydraulic fracturing fluids | |
| RU2215016C1 (en) | Process fluid for boring, completion and major repairs of oil and gas wells under abnormally high formation pressure and elevated temperature conditions | |
| US5252236A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| RU2297436C2 (en) | Composition of well-killing emulsion polysaccharide fluid and a method for preparation thereof | |
| WO2019079250A1 (en) | Fracturing fluids comprising alkanolamine borates as crosslinkers for polysaccharides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160225 |