Жидкие композиции, которые под воздействием сдвигового усилия обратимо становятся вязкими или гелями

Номер патента: 2805

Опубликовано: 31.10.2002

Авторы: Лафюма Франсуаз, Маруа Пьер, Симоне Корали

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Жидкость на водной основе с вязкостью, регулируемой системой, состоящей из осажденных наночастиц диоксида кремния, имеющих диаметр меньше чем 70 нм, ассоциированных с водорастворимым сополимером с молекулярной массой выше 700000 г/моль, образованным, по меньшей мере, из 50% одного или нескольких водорастворимых сомономеров (I), имеющих низкое сродство или не имеющих сродства к диоксиду кремния, причем остальная часть образована одним или несколькими водорастворимыми сомономерами (II), которые адсорбируются на диоксиде кремния.

2. Жидкость по п.1, отличающаяся тем, что водорастворимый сополимер имеет молекулярную массу выше 1000000 г/моль, предпочтительно выше 2000000 г/моль.

3. Жидкость по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сомономер (I) выбирают из следующих мономеров: акриламида, акриловой кислоты, метакриловой кислоты или любых других производных акриловой кислоты, с алкильной группой в b -положении, AMPS (2-акриламидо-2-метилпропансульфонат) или сульфированного стирола.

4. Жидкость по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что сомономер (II) выбирают из следующих мономеров: винилпирролидона, винилимидазола (рН>6), винилпиридина, алкилвиниловых простых эфиров, N-винилацетамида, гидроксиэтилметакрилата и алкильных производных этих соединений.

5. Жидкость по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что сополимер представляет собой сополимер типа (1-х)полиакриламид/х поливинилимидазола, где х равен числу в диапазоне от 0,05 до 0,2.

6. Жидкость по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что сополимер представляет собой сополимер типа (1-х)полиакриламид/х поливинилпирролидон, где х равен от 0,05 до 0,2.

7. Жидкость по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что диаметр частиц диоксида кремния меньше чем 10 нм.

8. Жидкость по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что концентрация сополимера находится в диапазоне от 0,5 до 10 г/л.

9. Жидкость по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что число граммов сополимера на квадратный метр поверхности диоксида кремния находится в диапазоне от 0,1 до 2 мг/м2, предпочтительно в диапазоне от 0,2 до 1,5 мг/м2.

10. Жидкость по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один конкурирующий агент, выбранный из

неионогенных поверхностно-активных веществ (в частности, спиртов жирного ряда);

поли(этиленоксидов) (ПЭО), поли(пропиленоксидов) (ППО) и их сополимеров с молекулярной массой выше 2000, предпочтительно выше 3000;

простых полиэфиров или N-замещенных амидов (таких как N-метилпирролидон, диметилформамид или изопропилакриламид);

диспергирующих агентов.

 

Текст

Смотреть все

1 Данное изобретение относится к способам бурения и завершения подготовки нефтяных,геотермальных и аналогичных скважин к эксплуатации и к стимулированию развития способов или, в более широком смысле, к технологиям скальных резервуаров, направленных на оптимизацию извлечения жидкостей, содержащихся в этих резервуарах. В промышленности эксплуатации нефтяных скважин используют ряд водорастворимых полимеров с застудневающими или придающими вязкость свойствами. Наиболее часто используемые полимеры, такие как растительные камеди, образуют раствор с неньютоновскими свойствами, с низкой вязкостью при низкой скорости сдвига и высокой вязкостью в состоянии покоя (реоразжижающая жидкость). Для многочисленных применений необходимо противоположное поведение (способность придать реовязкость). Так, один известный способ вторичной добычи углеводородов состоит из нагнетания промывочной жидкости, такой как вода, к которой был добавлен полимер для повышения ее вязкости, для вытеснения углеводородов в направлении к производственной скважине. Жидкость, в которой вязкость обратимо повышается сдвигающим усилием, могла бы минимизировать связанное с вязкостью образование языков обводнения и могла бы делать фронт промывки ровным путем предотвращения образования полостей невымытых углеводородов. Придающие реовязкость композиции можно получить ассоциацией коллоидных частиц с полимером. Научные публикации, перечисленные ниже, относятся к ассоциации наночастиц диоксида кремния (в осажденной форме) с гомополимером типа поли(этиленоксида) с молекулярной массой в диапазоне от 4000000 до 5000000 г/моль.and Surface 111, p. 139-145, 1996. В таких системах придание вязкости при сдвигающем усилии обратимо, но такие ассоциации очень непрочны и очень чувствительны к ионной силе среды и к присутствию поверхностно-активных веществ, которые нарушают свойства,придающие реовязкость. Поли(окси)этилены очень дорогие, они производятся только в небольших количествах, которые не подходят для промышленных применений.Particles And Its Effect On The Rheological Properties Of Suspension, Y. Otsubo and K. Umeya наблюдали феномен гелеобразования в системах диоксид кремния аэросил/полиакриламид (в среде глицерин/вода). Гелеобразование в этом случае было необратимым при скорости сдвига выше критической. Когда скорость сдвига снижали, вязкость, оставалась на уровне, достигнутом при высоком уровне сдвига, и поведение,таким образом, становилось реоразжижающим. Таким образом, существует потребность в жидкости с обратимо придающими реовязкость свойствами, которая может быть эффективно использована в промышленном масштабе. Данное изобретение предлагает жидкость на водной основе, главным образом для бурения, завершения подготовки скважины к эксплуатации или любого другого вмешательства в скважину, такую как углеводородная скважина,в которой вязкость регулируют системой, состоящей из осажденных наночастиц диоксида кремния (А), ассоциированных с водорастворимым сополимером (В), включающим один или несколько мономеров (I), имеющих низкое сродство или не имеющих сродства к диоксиду кремния, и один или несколько сомономеров(II), которые адсорбируются на диоксиде кремния. Термин наночастицы диоксида кремния означает частицы с диаметром, меньшим, чем 70 нанометров, предпочтительно меньшим, чем 40 нанометров, более предпочтительно, меньшим, чем 10 нанометров. Водорастворимые сополимеры изобретения должны иметь молекулярную массу выше,чем 700000 г/моль, предпочтительно выше, чем 1000000 г/моль и, более предпочтительно выше,чем 2000000 г/моль. Сомономеры типа (II) должны быть в меньшем количестве и должны быть хорошо диспергированы в сополимере,который, таким образом, включает в себя, по меньшей мере, 50%, и, предпочтительно, по меньшей мере, 70% сомономеров типа (I), со статистическим распределением блоков, т.е. с большим числом очень коротких последовательностей. Примерами мономеров типа (I) являются акриламид, акриловая кислота, метакриловая кислота или любые другие производные акриловой кислоты, замещенные алкильной группой в -положении, AMPS (2-акриламидо-2 метилпропансульфонат) или сульфированный стирол. Предпочтителен акриламид вследствие его умеренной цены, быстроты, с которой он образует высокие молекулярные массы и его слабого взаимодействия с поверхностью диоксида кремния. Сомономеры типа (II) могут иметь функциональные группы, которые способны адсорбироваться на диоксиде кремния и, таким образом, содержат один или несколько гетероато 3 мов, имеющих легко доступную электронную пару (пары). Примерами их являются винилпирролидон, винилимидазол (рН 6), винилпиридин, алкилвиниловые простые эфиры, Nвинилацетамид и гидроксиэтилметакрилат и алкильные производные этих соединений. Два(или более) сомономеров типа (II) с очень разным сродством к поверхности диоксида кремния можно ввести в сополимер, так чтобы изменить влияние на реологию раствора, когда такой раствор подвергается действию сдвигающего усилия. Предпочтительны сополимеры типа где у = 1-х и х представляет число в диапазоне от 0,05 до 0,2. Концентрация сополимера в жидкости на водной основе данного изобретения обычно составляет от 0,5 до 10 г/л и обычно не превышает 5%. Осажденный диоксид кремния добавляют в таком количестве, чтобы число граммов сополимера на квадратный метр площади диоксида кремния было в диапазоне от 0,1 до 2 мг/м 2, предпочтительно в диапазоне от 0,2 до 1,5 мг/м 2. Знание удельной площади поверхности диоксида кремния, например в м 2/г, и концентрации диоксида кремния в растворе, например в г/л, дает возможность получить площадь поверхности диоксида кремния на единицу объема раствора в м 2/л и дает возможность установить связь ее с концентрацией полимера в растворе. Для данного добавленного количества Q полимера на единицу площади поверхности диоксида кремния количество полимера и, таким образом, диоксида кремния определяет степень повышения вязкости (которая может привести к гелеобразованию) для данной скорости сдвига за данное время, и, кроме того, для получения этого эффекта необходима минимальная скорость сдвига - известна также как критическая скорость сдвига. Следует отметить, что повышение вязкости (или гелеобразование) водных растворов,содержащих систему сополимер/диоксид кремния данного изобретения, обратимо, т.е. когда скорость сдвига снижают, вязкость уменьшается. В зависимости от состава, некоторые гелеобразующие жидкости этой композиции проявляют эффект гистерезиса, т.е. после того, как имело место гелеобразование, значительно меньшая 4 скорость сдвига достаточна для поддержания эффекта гелеобразования в течение определенного периода времени. Дальнейшее снижение скорости сдвига затем ведет к разжижению жидкости. В одном варианте к водному раствору добавляют третью добавку (С), известную как конкурирующий агент. Эта добавка (С) должна адсорбироваться на поверхности диоксида кремния, либо сильнее, чем абсорбирующийся сомономер(ы), либо, по существу, равным образом или незначительно слабее его. В первом случае целью является снижение доступной для адсорбции сополимера площади диоксида кремния путем блокирования части центров адсорбции диоксида кремния и путем расширения этих центров. Во втором случае конкурирующий агент снижает интенсивность адсорбции сополимера обратимой конкуренцией за центры адсорбции диоксида кремния. Следует отметить,что интерпретации механизмов, предложенных здесь, даются исключительно путем указания и не должны рассматриваться как ограничение изобретения. Сравнение силы адсорбции проводят путем сравнения изотерм адсорбции сополимеров и конкурирующих агентов. Присутствие конкурирующего агента необязательно в данном изобретении, но его присутствие может снизить диапазон отношения Q, для которого подбирают обратимое придание реовязкости/гелеобразования. Это означает также, что сомономеры типа (II) с сильным взаимодействием с диоксидом кремния могут быть использованы при таких концентрациях сополимера, при которых они могут образовывать постоянные гели, или при которых они придают реовязкость тем композициям, которые могли бы быть реогелеобразующими, или опять переходить из зоны реоразжижения в зону придания реовязкости. Может быть выгодным использование не просто одного, а смеси множества конкурирующих агентов с различным сродством к поверхности диоксида кремния для изменения влияния на реологию раствора во время действия сдвига на раствор. Количество конкурирующего агента обычно составляет меньше, чем 50 г/л, и обычно не превышает 2,5 г/л. Конкретными подходящими продуктами для использования в качестве конкурирующего агента (С) являются неионогенные поверхностно-активные вещества (в частности, алкилфенилэтиленгликоль) и совместно действующие поверхностноактивные вещества (например, бутанол со спиртами жирного ряда); поли(этиленоксид)(ПЭО),поли(пропиленоксид) (ППО) и их сополимеры. Молекулярные массы выше 2000, предпочтительно выше 3000;(такие как N-метилпирролидон, диметилформамид или изопропилакриламид); диспергирующие агенты, такие как полинафтадинсульфонаты (PNS) или полимеламинсульфонаты (PMS). Жидкости данного изобретения могут включать также другие добавки или агенты для придания им других свойств, например, рНбуферы или любые другие добавки, требуемые для проведения конкретной обработки. Эти жидкости более конкретно и выгодно используют в качестве промывочной жидкости для извлечения (добычи) вторичных углеводородов. Следующее выгодное применение состоит в обработке материнской породы путем закачивания растворов из скважин добычи в скальный резервуар, причем поведение по приданию реовязкости позволяет получить при помощи сдвига вязкость, которая выше, чем вязкость жидкости, которую нужно заместить, таким образом,предотвращая эффекты образования языков обводнения, которые имеют место с ньютоновскими жидкостями и еще более с реоразжижающими жидкостями, когда нагнетаемая жидкость менее вязкая, чем заменяемая жидкость. Жидкости данного изобретения можно также использовать для помещения временных пробок, либо в пористой горной породе, либо в цилиндрическом пространстве приблизительно с круговым или кольцевым поперечным сечением. В этом случае ее обратимая природа позволяет жидкости разжижаться, чтобы не быть блокированной, не оставляя в результате повреждения (т.е. без снижения проницаемости пористой горной породы), которое требует трудных и дорогих обработок для его устранения, если оно,действительно, способно устраняться. Одним примером использования, таким образом, является временная защита скального резервуара от вредного воздействия другой жидкости, которая может повредить его, или временное блокирование части зоны резервуара у границы скважины, чтобы облегчить закачивание обрабатывающей жидкости в неблокированную зону, например, чтобы устранять повреждения или обращать смачивание скального резервуара(гидрофильное смачивание/олеофильное смачивание) в одном или в другом направлении, в зависимости от требуемого действия на поток углеводородов. Этот тип вмешательства называется обходом. При сдвиге жидкости в открытой скважине, в подъемной трубе, обсадной трубе или кольцеобразном пространстве может создаваться временная пробка, которая может, помимо прочего, привести к осаждению характерной пробки из цемента на ее поверхности. Можно также временно закрыть в наивысшей степени проницаемые или очень разорванные зоны (зоны поглощения бурового раствора) в резервуаре, где поглощается буровой раствор или цемент, создавая по 002805 6 терю циркуляции. Эти жидкости могут также действовать, разрывая коллекторы, тем самым повышая добычу месторождения путем включения их в первоначальную часть разрывающей жидкости (предварительная подушка) и/или в основную часть этой жидкости, предназначенную для поддержания стенок разрыва на расстоянии. Были испытаны различные составы жидкости, которые все соответствовали жидкости на водной основе, готовой для использования. Для этих испытаний использовали суспензии коммерчески доступных осажденных диоксидов кремния, проданных HOECHST под торговым названием KLEBESOL 30R25 и KLEBESOL 30R9. Диоксиды кремния систематически промывали в ультрафильтрующем элементе для предотвращения побочных действий, обусловленных в основном присутствием поверхностно-активных веществ. Продукты имели следующие характеристики:KLEBOSOL KLEBOSOL 30R25 30R9 Размер частицы (диапазон в нм) 11,5 4,5 Концентрация в суспензии (г/л) 255,5 232,3 рH 8,32 8,36 Проводимость(мСм/см) 0,66 1,34 Удельная площадь поверхности (м 2/г) 120 300 Все количества диоксида кремния, данные ниже, приводятся относительно массы осажденного диоксида кремния в конечном водном растворе. Следует отметить, что системы, полученные с диоксидами кремния Aerosil, такими как гидрофильный диоксид кремния Aerosil 380 отDeGUSSA CO, с удельной площадью поверхности 38030 м 2/г и диаметром 7 мм, не проявляли какойлибо эффект придания реовязкости. Сополимеры с физико-химическими характеристиками, данными в приведенной ниже таблице,были получены с использованием радикального способа. После взвешивания различных мономеров в желаемых пропорциях, в реактор при перемешивании вводили желаемое количество воды. После выдерживания 1/2 ч в потоке азота вводили инициатор (АВАН, молекулярная масса 270,9 г/моль, продан HOECHST): чем меньше его количество, тем выше молекулярная масса. После выдерживания в течение 4 ч при 60 С при перемешивании в потоке азота сополимер осаждали в абсолютном этаноле и сушили в вакууме. Тип РАА 80/ РАА 90/ РАА 95/ сополимера PVP20 PVP10 PVP5% сомономе 20 10,7 5,1 ров (согласно анализу) Средневесовая молеку- 2,6 х 106 3 х 106 1,2 х 106 лярная масса Индекс по 6,7 6 7,6 лидисперсности Сополимер типа PAA95/PVP5 (Q = 0,66 мг/м 2 полимера на м 2 поверхности диоксида кремния) добавляли к водному раствору, содержащему 42,5 г/л диоксида кремния 30R25. При рН=8,7 вязкость раствора повышалась от 3,8 мПаc в состоянии покоя до 21 мПаc при мини мальной критической скорости сдвига 1600 с-1. Пример 2. Сополимер типа PAA95/PVP15 (Q = 0,5 мг/м 2) добавляли к водному раствору, включающему 42,5 г/л диоксида кремния 30R25. При рН получения (8,7) система становилась гелем в начале или гелем, по меньшей мере, при самой низкой скорости сдвига. рН можно было варьировать вплоть до 10,8. РН Вязкость в состоянии покоя (мПас) Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1) Пример 6. Сополимер типа PAA95/PVP5 (Q=0,84 мг/м 2) добавляли к водному раствору, включающему 42,5 г/л диоксида кремния 30R25. При 20 С вязкость раствора была 10,3 мПаc в со стоянии покоя и повышалась до 120 мПас при минимальной критической скорости сдвига 300 с-1. Пример 7. Получали систему, включающую 16 г/л диоксида кремния 30R9 и 3,905 г/л сополимера типа PAA90/PVI10 (т.е. Q=0,8 мг/м 2). Значение рН было 8,6. Без конкурирующего агента раствор образовывал гель в состоянии покоя и проявлял себя как твердый гель при сдвиге. Добавляли различные количества конкурирующего агента, в данном случае незаряженное поверхностно-активное вещество. Тритон X100 (алкилфенилэтиленгликоль от FLUKA, средняя масса 646 г/моль, и плотность d204 = 1,065 г/см 3). При повышении рН первоначальная вязкость и гелеобразующее действие существенно снижались и критическая скорость сдвига перемещалась к более высоким значениям. Пример 3. Сополимер типа PAA90/PVI10 (Q=0,6 мг/м 2) добавляли к водному раствору, включающему 16 г/л диоксида кремния 30R9. рН варьировали между 7,2 и 10,3. При рН 9,1 или меньше раствор превращался в гель при самой низкой скорости сдвига. Было отмечено, что повышение значения рН регулирует этот эффект. РН Вязкость в состоянии покоя (мПас) Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1) Пример 4. Сополимер типа PAA95/PVP добавляли к водному раствору, включающему 42,5 г/л диоксида кремния 30R25. Значение рН было 8,2. Отношение Q варьировали. 12 36 Вязкость после сдвига (мПас) Пример 5. Сополимер типа PAA95/PVP5 (Q=0,8 мг/м 2) добавляли к водному раствору, включающему 16 г/л диоксида кремния 30R9. Значение рН было 8,5. Вязкость раствора была 3,7 мПасв состоянии покоя, и система становилась гелем при 2000 c-1. Объемный процент Тритона X100 0,25 0,5 Вязкость в состоянии покоя (мПас) 144 73 727 703 Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость 7 16 сдвига (с-1) При добавлении 1% Тритона X100 больше не было придания вязкости. Добавление незаряженного поверхностноактивного вещества в качестве конкурирующего агента вызывало превращение из состояния постоянного геля в придающее реовязкость состояние. Этот эффект оптимизировали для процентов Тритона в диапазоне от 0,25 до 0,75. Пример 8. Испытание по примеру 7 повторяли с использованием системы, состоящей из водного раствора, включающего в себя 16 г/л диоксида кремния 30R9 и 7,8325 г/л сополимера типаPAA80/PVI20 (Q = 1,6 мг/м 2). Значение рН было 8,4. Конкурирующим агентом был Тритон X100. Без конкурирующего агента или самое большее с 0,1% по объему (т.е. 1,06 г/л) конкурирующего агента не происходило придания вязкости или образования геля (система была нереозагущающейся, вследствие слишком высокого сродства полимера к диоксиду кремния). Объемный процент Тритона X100 Вязкость в состоянии покоя (мПас) Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1) Можно было обнаружить, что при добавлении 0,75% придания вязкости не происходило. Пример 9. Получали растворы, содержащие 42,5 г/л диоксида кремния 30R25 и 3,6 г/л сополимера типа PAA95/PVP5 (Q=0,7 мг/м 2). В этом случае процедура операции состояла из варьирования действия ионной силы I на полимерный раствор и добавления суспензии диоксида кремния для предотвращения агрегации частиц диоксида кремния в суспензии. Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1) Пример 10. Получали систему PAA95/PVI5 - диоксид кремния 30R25. Концентрации диоксида кремния и полимера были соответственно 42,5 г/л и 1,795 г/л (Q = 0,35 мг/м 2). Значение рН было 8,4. Было измерено время - время геля - необходимое для появления эффекта придания вязкости. Минимальная критическая 1300 800 700 650 625 600 скорость сдвига (с-1) Время геля (с) 3 10 14 39 84 171 После воздействия сдвигового усилия использовали скорость 10 с-1 в течение более чем 1/2 ч, и поскольку вязкость не снижалась, это свидетельствовало о том, что после воздействия усилия эффект придания вязкости мог сохраняться при использовании очень низкой скорости, оставаясь обратимым. Пример 11. Испытание проводили в той же самой системе PAA90/PVT10, 3,8825 г/л, и диоксид кремния 30R9 (16 г/л) [Q = 0,8 мг], как для примера 7,заменяя конкурирующий агентd204 =1,0279 г/см 3). Значение рН было 8,6, и проводимость была 178 мкСм/см. Объемный % NMP Вязкость в состоянии покоя (мПаС) Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1)NMP оказывал такое же влияние на реологическое поведение, как Тритон Х 100: повышение критической скорости сдвига и снижение эффекта придания вязкости с повышением процента конкурирующего агента. Пример 12. Предыдущее испытание повторяли, добавляя полимер типа поливинилпирролидона (PVP) с молекулярной массой 10000 г/моль, продан 10 ный FlUKA (К 15), в качестве конкурирующего агента. Значение рН было 8,8, и проводимость составила 186 мкСм/см.PVP действовал в качестве конкурирующего агента, но он менее предпочтителен вследствие небольших изменений в эффекте придания вязкости и неоднородности, обусловленной смесью сополимер-PVP. Пример 13. Снова использовали системуPAA90/PVI10, 3,8825 г/л, и диоксид кремния 30R9 (16 г/л) [Q = 0,8 мг]. Конкурирующим агентом был полиэтиленгликоль (ПЭГ) или поли(этиленоксид) (ПЭО) с молекулярной массой 400 г/моль и плотностью d204 = 1,13 г/см 3. Значение рН было 8,3, и проводимость была 230 мкСм/см. Объемный % ПЭГ 400 1 1,5 Вязкость в состоянии покоя (мПас) 404 55 3060 860 Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость 9,3 41 сдвига (с-1) Пример 14. Повторяли предыдущее испытание, в этот раз используя полиэтиленгликоль с более высокой массой (7500 г/моль). Значение рН было 8,3,и проводимость была 230 мкСм/см. Объемный % ПЭГ 7500 Вязкость в состоянии покоя (мПас) Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1)PAA90/PVI10, 3,8825 г/л, и диоксид кремния 30R9 (16 г/л) [Q = 0,8 мг]. Конкурирующим агентом был сополимер 50:50 этиленгликоля и пропиленгликоля, ПЭГ-ППГ, с массой 4800 г/моль (В 11/700, HOECHST). Значение рН было 9,07, и проводимость была 160 мкСм/см. Объемный % ПЭО-ППО Вязкость в состоянии покоя (мПас) Вязкость после сдвига (мПас) Минимальная критическая скорость сдвига (с-1) Этот пример показывает, что свойства по приданию вязкости проходят через максимум при добавлении конкурирующего агента. Пример 16. Снова использовали системуPAA90/PVI10, 3,8825 г/л, и диоксид кремния 30R9 (16 г/л) [Q = 0,8 мг]. В качестве конкурирующего агента добавляли различные типы спиртов жирного ряда от HOEHST, со следующими характеристиками: Тип спирта жирного ряда Genapol 2822 Рн 9,1 Проводимость (мкСм/см) 159 Мас.% спирта жирного 0,75 ряда Вязкость в состоянии 18 покоя (мПас) Вязкость после сдвига (мПа) 256 Минимальная критиче 145 ская скорость сдвига (с-1) характеристик путем добавления конкурирующего агента. Возможная реопексия путем разумного выбора полимерной композиции и ее пропорции и количества диоксида кремния. Возможность сохранения геля при очень низкой скорости сдвига, после того, как он образовался при более высокой скорости сдвига,выше критической скорости сдвига (минимальная скорость сдвига для придания вязкости). Пониженная цена полимера с высокой молекулярной массой. Пример 17. Статическое испытание на скорость сдвига при промывании проводили с системой РАА 90/РУ 110, 3,8825 г/л и диоксид кремния 30R9 (16 г/л) [Q = 0,8 мг]: промывание от 0 до 10 с-1 в 2000 с, затем обратно. Полученная кривая приводится на фиг. 1 со скоростью сдвига(в с-1) в логарифмическом масштабе по абсциссе и вязкостью ) (в Паc), также в логарифмиче ском масштабе, по ординате. На фигуре можно видеть, что эффект придания реовязкости абсолютно обратим. Вышеприведенные примеры подчеркивают основные преимущества данного изобретения: Полная обратимость эффекта придания реовязкости/ гелеобразования. Возможность устранения или активации эффекта придания реовязкости/гелеобразования путем варьирования рН. Когда рН выше 9,5/10,поведение жидкости становится чисто ньютоновским, что позволяет жидкости перекачиваться. При регулировании значения рН in situ в нужный момент путем снижения рН до 8,5,функция придания реовязкости/гелеобразования активируется. Регулирование значения рН in situ можно проводить с использованием средств,которые хорошо известны из уровня техники,например, с использованием продукта, который разлагается со временем и под действием температуры с выделением ионов Н+, с использованием кислоты или рН-буфера, близкого к 8,5,капсулированного в оболочке, которая растворяется или разрушается при данной температуре или которая разрушается при действии сдвига. Хорошая устойчивость к повышению ионной силы среды, намеренно, путем добавления ионов или, случайно, путем растворения солей в геологических формациях или путем загрязнения подземными водами. Возможное регулирование основной смеси(тот же самый полимер и тот же самый диоксид кремния) до нужного уровня реологических ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Жидкость на водной основе с вязкостью,регулируемой системой, состоящей из осажденных наночастиц диоксида кремния, имеющих диаметр меньше чем 70 нм, ассоциированных с водорастворимым сополимером с молекулярной массой выше 700000 г/моль, образованным, по меньшей мере, из 50% одного или нескольких водорастворимых сомономеров (I), имеющих низкое сродство или не имеющих сродства к диоксиду кремния, причем остальная часть образована одним или несколькими водорастворимыми сомономерами (II), которые адсорбируются на диоксиде кремния. 2. Жидкость по п.1, отличающаяся тем, что водорастворимый сополимер имеет молекулярную массу выше 1000000 г/моль, предпочтительно выше 2000000 г/моль. 3. Жидкость по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сомономер (I) выбирают из следующих мономеров: акриламида, акриловой кислоты,метакриловой кислоты или любых других производных акриловой кислоты, с алкильной группой в -положении, AMPS (2-акриламидо 2-метилпропансульфонат) или сульфированного стирола. 4. Жидкость по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что сомономер (II) выбирают из следующих мономеров: винилпирролидона, винилимидазола (рН 6), винилпиридина, алкилвиниловых простых эфиров, N-винилацетамида,гидроксиэтилметакрилата и алкильных производных этих соединений. 5. Жидкость по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что сополимер представляет собой сополимер типа (1-х)полиакриламид/х поливинилимидазола, где х равен числу в диапазоне от 0,05 до 0,2. 6. Жидкость по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что сополимер представляет собой сополимер типа (1-х)полиакриламид/х поливинилпирролидон, где х равен от 0,05 до 0,2. 7. Жидкость по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что диаметр частиц диоксида кремния меньше чем 10 нм. 8. Жидкость по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что концентрация сополимера находится в диапазоне от 0,5 до 10 г/л. 9. Жидкость по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что число граммов сополимера на квадратный метр поверхности диоксида кремния находится в диапазоне от 0,1 до 2 мг/м 2, предпочтительно в диапазоне от 0,2 до 1,5 мг/м 2. 10. Жидкость по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один конкурирующий агент, выбранный из(ПЭО),поли(пропиленоксидов) (ППО) и их сополимеров с молекулярной массой выше 2000, предпочтительно выше 3000; простых полиэфиров или N-замещенных амидов (таких как N-метилпирролидон, диметилформамид или изопропилакриламид); диспергирующих агентов.

МПК / Метки

МПК: C08J 3/03, C09K 7/02, C08K 3/36

Метки: которые, вязкими, жидкие, гелями, композиции, воздействием, становятся, обратимо, сдвигового, усилия

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-2805-zhidkie-kompozicii-kotorye-pod-vozdejjstviem-sdvigovogo-usiliya-obratimo-stanovyatsya-vyazkimi-ili-gelyami.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Жидкие композиции, которые под воздействием сдвигового усилия обратимо становятся вязкими или гелями</a>

Похожие патенты