Разработка гелеобразующих композиций на основе полимер-коллоидных комплексов водорастворимых полимеров с золями полигидроксохлорида алюминия для изоляции водопритоков в нефтедобывающих скважинах

• Автор: Зельцер, Павел Семенович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Типы полиэлектролитных комплексов водорастворимых по 7 лимеров и некоторые закономерности их образования
1.2 Гелеобразующие составы, используемые в физико химических методах увеличения нефтеотдачи плаетов

1.3 Использование солей алюминия в гелеобразующих системах

2 Изучение взаимодействия полиэлектролитов с коллоидными ча стицами золей ПГХА

3 Исследование условий образования гелей гидроксида алюминия и оптимизации состава гелеобразующей композиции

3.1 Изучение гидролиза карбамида в присутствии солей алюми ния

3.2 Выбор оптимального состава гелеобразующей компози ции и условий образования гелей гидроксида алюминия на основе оксихлоридов алюминия

3.3 Исследование структуры и прочностных характеристик гелей

4 Экспериментальное исследование водо изолирую шей способности гидрогелей и гидроксида алюминия на основе полимерколлоидных комплексов водорастворимых полимеров с золями полигидроксохлорида алюминия
4.1 Исследование водоизолирующих свойств гелеобразующих композиций на основе солей алюминия и полиакриламида
4.2 Водоизолирующая способность гелеобразуюшей композиции, содержащей слабокатионный полиэлектролит
4.3 Водоизолирующая способность гелеобразующих композиций, содержащих слабоанионные полиэлектролиты
5 Проведение стендовых исследований с моделированием пласто
пых условий и использованием кернового материала и пластовых флюидов и результаты проведения промысловых испытаний
5.1 Исследования гелеобразования и водоизоляционной способ ности гелеобразующего состава на стендовой установке
5.2 Результаты проведения промысловых испытаний 6 Экспериментальная часть
6.1 Исходные вещества и реактивы
6.2 Определение характеристик полиэлектролитов
6.3 Получение и изучение свойств полимерколлоидных комплек 0 сов
6.4 Изучение структуры гидрогелей
6.5 Реологические исследования
6.6 Изучение фильтрационных характеристик гидрогелей на мо
дельной системе
6.7 Исследование влияния гелеобразующего состава на проница 4 емость породы, насыщенной пластовыми флюидами при термобарических условиях нефтяного пласта
6.8 Проведение опытнопромышленных испытаний
Выводы
Список использованных источников


Растворимые ПЭК представляют собой блоксополимеры, в которых сочетаются достаточно протяженные гидрофобные и гидрофильные фрагменты. Таким образом, образование и изменение состава ПЭК в растворах, обусловленное обратимостью интерполимерной реакции, носит сложный характер и определяется многими факторами, к которым следует отнести природу полиэлектролитов, их молекулярную массу, ионную силу раствора. Помимо реакции между полиэлектролитами, ПЭ могут взаимодействовать с поверхностноактивными веществами ПАВ катионного, анионного или неионогенного характера , . Такое взаимодействие можно отнести к новому типу макромолскулярных реакций, которые вызывают самостоятельный интерес. Ассоциация полиэлектролитов с противоположно заряженными ПАВ катионного и анионного типа приводит к образованию нового соединения полимерколлоидного комплекса ПКК. Г1КК новый класс индивидуальных макромолскулярных соединений с высокой склонностью к образованию надмолекулярных структур, возникает в результате кооперативных взаимодействий макромолекул с ПАВ. Как и в случае ПЭК, ПКК могут образовываться как растворимые в водных и водносолевых средах нестехиометрические КК, так и нерастворимые стехиометрические ПКК . ПКК имеют принципиально отличную структуру от структуры ПЭК. Их формирование сопровождается образованием мицелл в объеме макромолекулы . Существенную роль в процессе образования ПКК играет химическая природа полиэлектролита тип ионогенной группы, плотность и характер распределения заряда на цепи, конформапионное состояние, гибкость и гидрофобные свойства макромолекул, а также тип малых противоионов. На образование ПКК также оказывают влияние следующие факторы природа, концентрация ПАВ в растворе, молекулярная масса полиэлектролита, среды, присутствие низкомолскулярного электролита , . ПКК, подобно комплексам ПЭПЭ, способны диссоциировать в водных и водносолевых средах . Определено, что константа диссоциации комплекса в водных и водносолевых средах уменьшается, что соответствует увеличению стабильности ПКК с увеличением степени заполнения ионогенных групп сополимера ионами ПАВ изза увеличения вклада гидрофобных взаимодействий неполярных алкильных группировок ПАВ, заполняющих макромолекулы ПЭ . На стабильность комплексов оказывает влияние также размер ионогенных групп ПЭ, что подтверждается сравнением констант диссоциации комплексов ПАВПЭ, не имеющих массивных заместителей при ионогенных группах Г1Э и комплексов с массивными заместителями. ПКК данного типа образуются при нековалентных взаимодействиях макромолекул водорастворимых полимеров с металлами в нулевой валентности и оксидами или сульфидами металлов. Повышенный интерес к формированию наноразмерных частиц, внедренных в полимерную матрицу, обусловлен наличием у них необычных химических и физических свойств каталитических, электрических, оптических, магнитных, что позволяет использовать их в самых различных областях. Наиболее распространенные методы получения комплексов это введение металлосодержаших прекурсоров в раствор полимера или добавление их в процессе полимеризации с последующим восстановлением. В работах , были исследованы механизм влияния макромолекул на процесс формирования новой металлической фазы при восстановлении ионов металла в разбавленных растворах полимеров и на поведение образованных золей, и выявлены общие закономерности взаимодействий макромолекул с наночастицами. К факторам, определяющим возможность получения и устойчивости золя металла, относятся длина цепей полимера, в растворе которого образуется золь металла соотношение концентрации макромолекул и наночастиц, гидрофильногидрофобный баланс цепей полимера при синтезе золей в водной среде и термодинамическое качество растворителя по отношению к полимеру . Необходимое условие получения устойчивых золей с малым и изолированными, т. Это условие не всегда достаточно. В работе было показано, что даже при очень хорошем термодинамическом качестве растворителя в условиях синтеза металла в растворе полимера высокодисперсное состояние металла в принципе недостижимо даже в присутствии избытка макромолекул большой длиной. ММ полимерных матриц.