RU2597907C1 - Method of producing grouting composition for waterproofing structure in rocks of water-soluble salts - Google Patents
Method of producing grouting composition for waterproofing structure in rocks of water-soluble salts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597907C1 RU2597907C1 RU2015141406/03A RU2015141406A RU2597907C1 RU 2597907 C1 RU2597907 C1 RU 2597907C1 RU 2015141406/03 A RU2015141406/03 A RU 2015141406/03A RU 2015141406 A RU2015141406 A RU 2015141406A RU 2597907 C1 RU2597907 C1 RU 2597907C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- waterproofing
- polyacrylamide
- aqueous solution
- composition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам получения тампонажных составов для гидроизоляции сооружений в породах водорастворимых солей.The invention relates to the mining industry, and in particular to methods for producing grouting compositions for waterproofing structures in rocks of water-soluble salts.
Известен способ получения гидролизованного полиакриламида (ГПАА) для гелеобразующих составов, включающий приготовление реакционной смеси, содержащей водный раствор акриламида и солей щелочных металлов угольной кислоты, обескислороживание, полимеризацию акриламида с совмещенным гидролизом при нагревании указанной реакционной смеси под действием инициаторов радикального типа, перед обескислороживанием приготовленную реакционную смесь выдерживают в течение 2-4 часов при температуре 25-40°C (Пат. 2175975 Российская Федерация, МПК7 C08L 101/14, Е21В 43/22, C08F 220/56, C08F 220/04. Способ получения гидролизованного полиакриламида для гелеобразующих составов. - З. №2000106083/04, заявл. 13.03.2000, опубл. 20.11.2001, бюл. №32).A known method for producing hydrolyzed polyacrylamide (GPAA) for gel-forming compositions, comprising preparing a reaction mixture containing an aqueous solution of acrylamide and alkali metal salts of carbonic acid, deoxygenation, polymerization of acrylamide with combined hydrolysis by heating the reaction mixture under the action of radical initiators, before deoxygenation is prepared the mixture is kept for 2-4 hours at a temperature of 25-40 ° C (Pat. 2175975 Russian Federation, IPC 7 C08L 101/14, E21 In 43/22, C08F 220/56, C08F 220/04. A method of producing hydrolyzed polyacrylamide for gel-forming compositions - Z. No.2000106083/04, declared 13.03.2000, publ. 20.11.2001, bull. No. 32).
Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает надежности тампонирования в условиях водорастворимых пород.The disadvantage of this method is that it does not provide the reliability of plugging in water-soluble rocks.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах, включающий полиакриламид (ПАА), сшиватель, соляную кислоту, наполнитель и воду, в котором в качестве сшивателя содержится уротропин или формалин, а в качестве наполнителя лигнин или древесная мука хвойных пород (Пат. 2147672 Российская Федерация, МПК7 Е21В 33/138, Е21В 43/32. Вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах. - З. №98119387/03, заявл. 26.10.1998, опубл. 20.04.2000).Closest to the proposed technical solution is a viscoelastic composition for insulation work in wells, including polyacrylamide (PAA), a crosslinker, hydrochloric acid, a filler and water, which contains urotropine or formalin as a crosslinker, and lignin or softwood flour as a filler (Pat. 2147672 Russian Federation, IPC 7 Е21В 33/138, Е21В 43/32. Viscoelastic composition for insulation work in wells. - Z. No. 98119387/03, decl. 10.26.1998, publ. 04.20.2000).
Недостатком данного состава является то, что после тампонирования щелей во время сшивки водный раствор полиакриламида растворит соли, с которыми он контактирует, в результате чего образуются новые пустоты (щели) и цель тампонирования, а именно полное заполнение пустот и щелей не будет достигнута.The disadvantage of this composition is that after plugging the gaps during crosslinking, an aqueous solution of polyacrylamide will dissolve the salts with which it comes into contact, resulting in the formation of new voids (gaps) and the goal of plugging, namely the complete filling of voids and gaps will not be achieved.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении тампонажного состава, повышающего надежность гидроизоляции подземных сооружений в породах водорастворимых солей за счет гидроизоляции поверхности сооружения в широком диапазоне регулируемого времени, температуры и степени минерализации воды.The technical result of the invention is to obtain a grouting composition that increases the reliability of waterproofing of underground structures in rocks of water-soluble salts by waterproofing the surface of the structure in a wide range of adjustable time, temperature and degree of mineralization of water.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения тампонажного состава для гидроизоляции сооружения в породах водорастворимых солей, включающий приготовление смеси, содержащей водный раствор полиакриламида и сшивающего агента, для приготовления смеси используют концентрированный водный раствор низкомолекулярного полиакриламида, а перед добавлением сшивающего агента вводят насыщенный раствор солей, в которых находится гидроизоляционное сооружение, и дополнительно соли того же состава в количестве, необходимом для насыщения водного раствора полиакриламида.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of producing a cement slurry for waterproofing structures in water-soluble rocks, comprising preparing a mixture containing an aqueous solution of polyacrylamide and a crosslinking agent, a concentrated aqueous solution of low molecular weight polyacrylamide is used to prepare the mixture, and a saturated solution is introduced before adding the crosslinking agent salts in which the waterproofing structure is located, and additionally salts of the same composition in quantity, is necessary ohm to saturate the aqueous solution of polyacrylamide.
Объем вводимого раствора солей определяется требуемой рабочей вязкостью тампонажного состава. Соли для насыщения водного раствора низкомолекулярного полиакриламида добавляют в измельченном виде.The volume of injected salt solution is determined by the required working viscosity of the cement composition. Salts to saturate an aqueous solution of low molecular weight polyacrylamide are added in crushed form.
В подземных рудниках периодически возникает необходимость производства гидроизоляционных работ. Для гидроизоляции подземных сооружений в условиях водорастворимых пород (соляных, калийных рудников), в частности в условиях калийно-магниевых солей, необходимо иметь гидроизолирующий состав, который набухает в водных растворах низкомолекулярных электролитов гидрогеля в сочетании с устойчивостью к действию солей.In underground mines, the need for waterproofing works periodically arises. For the waterproofing of underground structures in conditions of water-soluble rocks (salt, potash mines), in particular in the conditions of potassium-magnesium salts, it is necessary to have a waterproofing composition that swells in aqueous solutions of low molecular weight hydrogel electrolytes in combination with resistance to salt.
Для обеспечения селективного изменения водопроницаемости подземных структур проводят герметизацию поверхности подземных сооружений с использованием материалов, частицы которых после попадания в пласт увеличивают свои геометрические размеры и прочно удерживаются за счет этого в породе. При этом на поверхности пласта или подземного сооружения образуется изолирующий экран герметичного гелеобразного полимерного слоя требуемого объема в зависимости от проницаемости поверхности горной породы. Требуемая скорость гелеобразования достигается изменением концентрации полимерной дисперсии, размером полимерных частиц и скоростью набухания их в воде.To ensure a selective change in the water permeability of underground structures, the surface of underground structures is sealed using materials whose particles, after entering the reservoir, increase their geometrical dimensions and are firmly held due to this in the rock. At the same time, an insulating screen of a sealed gel-like polymer layer of the required volume is formed on the surface of the reservoir or underground structure depending on the permeability of the rock surface. The required gelation rate is achieved by changing the concentration of the polymer dispersion, the size of the polymer particles and their swelling rate in water.
Осуществление предлагаемого способа приводим для условий Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей.The implementation of the proposed method is given for the conditions of the Verkhnekamsk deposit of potassium and magnesium salts.
Тампонирование гидроизоляционного сооружения в сильвинитовом пласте, состоящем из солей NaCl (71%) и KCl (29%), произведено в следующей последовательности.The plugging of the waterproofing structure in the sylvinite reservoir, consisting of NaCl (71%) and KCl (29%) salts, was carried out in the following sequence.
Первоначально определяют затраты времени на тампонаж. Потребное время тампонажа - не менее 20 часов. С запасом принято, что время гелеобразования должно быть 25-28 часов.Initially determine the time spent on grouting. The required tamping time is at least 20 hours. It was accepted with a margin that gelation time should be 25-28 hours.
Экспериментально установлен следующий состав 1 м3 тампонажной композиции с требуемым временем гелеобразования.The following composition of 1 m 3 of grouting composition with the required gelation time was experimentally established.
Водный раствор 31%-ного полиакриламида (ПАА) - 510 л.An aqueous solution of 31% polyacrylamide (PAA) - 510 liters.
Раствор, насыщенный NaCl и KCl, - 398 л.The solution saturated with NaCl and KCl is 398 l.
Мелкодробленая смесь солей NaCl (71%) + KCl (29%) - 137 кг.A finely divided mixture of salts of NaCl (71%) + KCl (29%) - 137 kg.
37%-ный раствор формалина - 25,5 л.37% formalin solution - 25.5 liters.
Тампонажную композицию готовили в следующей последовательности.The grouting composition was prepared in the following sequence.
Формалин смешивали с раствором NaCl + KCl, после перемешивания добавляли в него водный раствор 31%-ного ПАА и мелкодробленую смесь солей NaCl + KCl и перемешивали в течение 10-15 минут.Formalin was mixed with a solution of NaCl + KCl, after stirring, an aqueous solution of 31% PAA and a finely divided mixture of salts of NaCl + KCl were added to it and stirred for 10-15 minutes.
Эффективность применения полимеров акриламида в гелеобразующих составах оценивали по времени гелеобразования и величинам динамической вязкости составов.The efficiency of using acrylamide polymers in gel-forming compositions was evaluated by gelation time and dynamic viscosity values of the compositions.
Концентрированные водные растворы полимеров акриламида были испытаны при температурах от 10 до 50°C в водных гелеобразующих составах, содержащих сшивающие агенты.Concentrated aqueous solutions of acrylamide polymers were tested at temperatures from 10 to 50 ° C in aqueous gelling formulations containing crosslinking agents.
Примеры.Examples.
Эффективность предлагаемого состава для гидроизоляции сооружения в породах, водорастворимых солей, имеющего вид геля, подтверждается результатами лабораторных испытаний.The effectiveness of the proposed structure for waterproofing structures in rocks, water-soluble salts, having the form of a gel, is confirmed by the results of laboratory tests.
Определялись зависимости времени гелеобразования от параметров водных гелеобразующих составов: концентрации ПАА, ГПАА и сшивающих агентов, рН исходных водных растворов ПАА, минерализации воды и температуры гелеобразования.The dependences of the gelation time on the parameters of aqueous gelling compositions were determined: the concentration of PAA, GPAA and crosslinking agents, the pH of the initial aqueous solutions of PAA, water salinity and gelation temperature.
Лабораторным испытаниям подвергалось 17 гелей различного состава (табл. 1) при их контактировании с водой и растворением солей.17 gels of various compositions (Table 1) were subjected to laboratory tests upon their contact with water and dissolution of salts.
Испытания проводили следующим образом.The tests were carried out as follows.
Образцы сшитого геля начальным объемом 80 мл помещали в сосуд и заливали в него 300 мл жидкостей различного состава. Через определенные промежутки времени жидкость выливали, определяли ее объем и снова заливали в сосуд. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.Crosslinked gel samples with an initial volume of 80 ml were placed in a vessel and 300 ml of liquids of various compositions were poured into it. At certain intervals, the liquid was poured, its volume was determined and again poured into the vessel. The experimental results are shown in table 2.
Из таблицы 2 следует, что гели, приготовленные на воде при контактировании с раствором солей, уменьшаются в объеме, что не обеспечивает герметизацию, а гели, приготовленные на растворе солей с добавлением солевого порошка, увеличиваются в объеме, что обеспечивает надежную герметизацию тампонирования соляной породы.From table 2 it follows that the gels prepared on water in contact with a salt solution decrease in volume, which does not provide sealing, and the gels prepared on a salt solution with the addition of salt powder increase in volume, which ensures reliable sealing of plugging of salt rock.
Кроме того, лабораторными испытаниями установлено, что время гелеобразования водного раствора ПАА увеличивается:In addition, laboratory tests found that the gelation time of an aqueous solution of PAA increases:
- при уменьшении температуры (от 50 до 10 градусов - в 10-20 раз);- with a decrease in temperature (from 50 to 10 degrees - 10-20 times);
- при уменьшении концентрации ПАА (от 20 до 5% - в 10-20 раз);- with a decrease in the concentration of PAA (from 20 to 5% - 10-20 times);
- уменьшении концентрации формалина (от 3,5 до 1% - в 10 раз);- a decrease in the concentration of formalin (from 3.5 to 1% - 10 times);
- увеличении рН-гелеобразующего водного состава (от 3 до 10 - в 10 раз);- increasing the pH-gelling water composition (from 3 to 10 - 10 times);
- увеличении минерализации водного гелеобразующего состава (в присутствии хлористого натрия с массовой концентрацией 15% - в 2 раза);- increase the salinity of the aqueous gelling composition (in the presence of sodium chloride with a mass concentration of 15% - 2 times);
- увеличении характеристической вязкости ПАА (от 1,4 до 0,4 дл/г - в 4-8 раз).- increase in the intrinsic viscosity of PAA (from 1.4 to 0.4 dl / g - 4-8 times).
Для получения формоустойчивого полимерного геля в течение 24 часов при 10°C необходимо использовать гелеобразующий состав с высокой степенью минерализации и с рН менее 6, содержащий 1,7% масс. формалина и 20% масс. полиакриламида, имеющего характеристическую вязкость менее 0,5 дл/г.To obtain a form-stable polymer gel within 24 hours at 10 ° C, it is necessary to use a gel-forming composition with a high degree of mineralization and with a pH of less than 6, containing 1.7% of the mass. formalin and 20% of the mass. polyacrylamide having an intrinsic viscosity of less than 0.5 dl / g.
Использование предлагаемого технического решения позволяет получить гидроизолирующий состав, обеспечивающий надежность гидроизоляции подземных сооружений в породах водорастворимых солей за счет гидроизоляции поверхности сооружения в широком диапазоне регулируемого времени, температуры и степени минерализации воды.Using the proposed technical solution allows to obtain a waterproofing composition that ensures the reliability of the waterproofing of underground structures in rocks of water-soluble salts due to the waterproofing of the surface of the structure in a wide range of adjustable time, temperature and degree of mineralization of water.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141406/03A RU2597907C1 (en) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Method of producing grouting composition for waterproofing structure in rocks of water-soluble salts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141406/03A RU2597907C1 (en) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Method of producing grouting composition for waterproofing structure in rocks of water-soluble salts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2597907C1 true RU2597907C1 (en) | 2016-09-20 |
Family
ID=56937876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015141406/03A RU2597907C1 (en) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | Method of producing grouting composition for waterproofing structure in rocks of water-soluble salts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2597907C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3958638A (en) * | 1975-06-16 | 1976-05-25 | Phillips Petroleum Company | Method for altering the permeability of a subterranean formation |
SU1694859A1 (en) * | 1989-11-22 | 1991-11-30 | Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт | Viscoelastic composition for various application |
RU2147672C1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-04-20 | Открытое акционерное общество "Сибирская Инновационная Нефтяная Корпорация" - СибИНКор | Viscoelastic compound for isolation jobs in wells |
RU2363848C1 (en) * | 2007-10-30 | 2009-08-10 | Наталья Андреевна Клименко | Method of anthropogenic epigenesis of backfilling water permeable areas or zones in salt rock |
RU2504571C2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" | Composition for prevention of hydrate salt depositions and corrosion |
-
2015
- 2015-09-29 RU RU2015141406/03A patent/RU2597907C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3958638A (en) * | 1975-06-16 | 1976-05-25 | Phillips Petroleum Company | Method for altering the permeability of a subterranean formation |
SU1694859A1 (en) * | 1989-11-22 | 1991-11-30 | Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт | Viscoelastic composition for various application |
RU2147672C1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-04-20 | Открытое акционерное общество "Сибирская Инновационная Нефтяная Корпорация" - СибИНКор | Viscoelastic compound for isolation jobs in wells |
RU2363848C1 (en) * | 2007-10-30 | 2009-08-10 | Наталья Андреевна Клименко | Method of anthropogenic epigenesis of backfilling water permeable areas or zones in salt rock |
RU2504571C2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" | Composition for prevention of hydrate salt depositions and corrosion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2517063C (en) | A method of using a swelling agent to prevent a cement slurry from being lost to a subterranean formation | |
RU2726079C2 (en) | Low-strength gel systems for increasing oil recovery using chemical reagents | |
CN104087275B (en) | A kind of high-temperature-resistant high-salt tiny gels granular profile control agent and its preparation method and application | |
CN107250320A (en) | The delay gelatinizing of polymer | |
CN107686723A (en) | CO (carbon monoxide)2Response in-situ gel channeling sealing sol and preparation method and application thereof | |
RU2694664C2 (en) | Systems and methods for performing blasting operations | |
CN106317321A (en) | Composition used for preparing downhole cross-linked complex gel and cross-linked complex gel prepared thereby | |
BRPI0706656B1 (en) | lost circulation composition for use in a wellbore | |
RU2597907C1 (en) | Method of producing grouting composition for waterproofing structure in rocks of water-soluble salts | |
US8746339B2 (en) | Triggerable lost circulation material and method of use | |
Lee et al. | Study on crosslink-induced gelation of xanthan gum biopolymer and its soil strengthening behavior as sustainable grout material | |
CN103980872A (en) | Environmental-friendly gel plugging agent applicable to low-temperature oil pool and applications of gel plugging agent | |
RU2627502C1 (en) | Development method of non-homogeneous oil formation with use of polymer-dispersed composition | |
AU2017100604A4 (en) | Method of limiting or reducing permeability of a matrix to liquid or gas flow | |
CN102173652B (en) | Thickening colloid used for treating fire disaster of coal seam | |
RU2411278C1 (en) | Composition for restricting inflow of water into wells | |
CA2725373C (en) | Solids free sealing fluid | |
RU2526039C1 (en) | Well water production isolation composition | |
RU2562642C1 (en) | Reagent for oil production and oil production method using it | |
CN107312508B (en) | Application of aluminum salt complex in preparation of drilling fluid and drilling fluid | |
RU2592932C1 (en) | Composition for increasing oil production | |
RU2141029C1 (en) | Method of isolation of lost circulation zones in well | |
JP7127466B2 (en) | Addition material | |
RU2743157C1 (en) | Method of increasing oil recovery | |
RU2254353C1 (en) | Drilling mud for boring permafrost |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170930 |