Способ определения концентрации полиакриламида в водных растворах

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а также к геологии , в частности к бурению глубоких разведочных скважин, и может быть использовано при приготовлении и применении полимерных буровых растворов. Цель - повышение точности определения и понижения предела обнаружения. Поставленная цель достигается тем; что измеряют окислительно-восстановительный потенциал в температурном интервале 40-70°С. Искомую концентрацию определяют по калибровочному графику или предлагаемому уравнению. 2 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)з G 01 N 27/416

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

dU = +9,Х

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757468/25 (22) 09.11.89 (46) 23.03,92. Бюл. hL 11 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) В.Д.Шантарин и А,И.Заболотская (53) 543.257.1(088.8) (56) Дедусенко Г,Л. и др. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. — М.:

Недра, 1985, с. 6-9.

Серяков А.С. и др. Электрическая природа осложнений в скважине и борьба с ними. — М.: Недра, 1980, с. 31-32, 44-47. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПОЛИАКРИЛАМИДА В ВОДНЫХ

РАСТВОРАХ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а также к геологии, в частности к бурению глубоких разведочных скважин, и может быть использовано при приготовлении и применении полимерных буровых растворов (промывочных жидкостей).

Известен способ, включающий приготовление водного раствора и измерение его физического параметра (измерение вязкости вискозиметром и вычисление остаточного количества полимера).

Недостатком такого способа является значительная затрата времени на Определение, которая возникает в результате того, что исследуемые растворы обладают тик. сотропными свойствами. Следовательно, „.,5U „, 1721497 А1 (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а также к геологии, в частности к бурению глубоких разведочных скважин, и может быть использовано при приготовлении и применении полимерных буровых растворов.. Цель — повышение точности определения и понижения предела обнаружения. Поставленная цель достигается тем; что измеряют окислительно-восстановительный потенциал в температурном интервале 40-70 С. Искомую концентрацию определяют по калибровочному графику или предлагаемому уравнению, 2 ил. значения вязкости д зависят от градиента скорости, т.е. от скорости вращения цилиндра. В простейшем случае такого рода зависимость напряжения сдвига (г ) описывается уравнением Шведова-Бингам где г0 — динамическое напряжение сдвига; д- вязкость (пластическая), dU — градиент скорости.

Это линейное уравнение описывает только узкий участок сдвиговых напряжеdU ний, полная кривая зависимости (т) 1721497

15

IgC=-а-b ЛЕ, Ig С =-1,87:

С = 1,35 10 2 мас.%, 40

55 имеет S-образный вид. В связи с этим определение концентрации полиакриламида в растворе по величине вязкости его возможно: в очень узком диапазоне сдвиговых напряжений, выбор которого представляет самостоятельную задачу и достаточно трудоемок по времени; необходимо большое число измерений для нахождения линейного участка зависимости (T ) .

dU

Наиболее близким к изобретению является способ, в котором по изменению окислительно восстановительного потенциала определяют химический состав буровых растворов и пластовых вод.

Однако известный спосбб не позволяет контролировать содержание реагентов, так как изменение величины окислительно-восстановительного потенциала составляет всего 50-10 мВ и неизвестна температурная зависимость окислительно-восстановительного потенциала.

Целью изобретения является повышение точности определения и понижение предела обнаружения.

Поставленная цель достигается тем, что ссалаcнo способу, включающему приготовление водного раствора и измерение его физического параметра. измеряют окислительно-восстановительный потенциал в температурном интервале от 40 до 70 С и по его значению определяют искомую концентрацию по графику, предварительно полученному для известных концентраций полиакриламида в том же температурном интервале, или по уравнению

- где С вЂ” искомая концентрация полиакриламида;

Ь Е вЂ” значение окислительно-восстановительного потенциала; а и Ь вЂ” коэффициенты, значения которых в зависимости от температуры следующие: при 40 С а = 0,03, Ь .= 6,50; при 50 С д= 0,27; Ь= 6,45; при 60 С а = 0,48; Ь = 6,30; при 70 С а = 0,77; Ь = 6,21.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 — график концентрационной зависимости окислительно-восстановительного потенциала от температуры (10 — при 40 С, 11 — при 50 С, 12 — при 60 С, 13 — при 70 С).

Устройство включает термостат 1, в котором установлена ячейка 2 для исследуемого раствора с помещенными в нее термометром 3, капилляром 4 для подвода газа (барботажа) и рабочим платиновым электродом 5, подсоединенным к ионометру 6, предназначенному для измерейия через электролитический ключ 7; хлорсеребряный электрод 8, помещенный в ячейку 9 (установленную также в термостате 1) с раствором насыщенного хлорида калия (или нитрата аммония) подсоединен к ионометру

6 в качестве электрода сравнения; электролитический ключ 7, обеспечивающий проводимость между растворами, изготовлен из стекла в виде трубки, объем которой запол. нен нитратом аммония ЙН4МОз, приготовлен н ы м на геле а ra p-а гара (для максимального снижения диффузионного. потенциала); ионометр 6 подключен к электронному потенциалу КСП для измерения окисл ител ьно-восстановительного потенциала. Окислительно-восстановительный потенциал ОВП измеряют по электродвижущей силе (Л Е) гальванического элемента:

Платило- llncceeaye- Хлорид Хлорсавый мый рас- калия ребряэлектрод, твор (насы- ный

I щенный) электрод

Пример. Готовят водный раствор полиакриламида (ПАА), Помещают раствор в ячейку 2 и измеряют ОВП при 40 С, Значение Л Е равно 0,283 В. На фиг.2 проводят линию при ЬЕ = 0.283 В параллельно оси абсцисс до пересечения с прямой 10 (фиг.2). Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось абсцисс и находят

Ig C = -1,87 или С = 1,35.10 2 мас.%. Находят также значение концентрации по уравнению!ц С=-а-b hE;

Результаты совпадают.

Предлагаемый способ по сравнению с известным сокращает время определения концентрациИ, так как время измерения физического параметра составляет всего

5-10 минут (в прототипе — 2-3 часа), Точность определения концентрации ПАА по величине Л Е составляет 2,4 — 3 6% (по известному способу 10 — 15%), результат совершенно независим от тиксотропных свойств изучаемых. систем, т.е. увеличивает достоверность измеряемых величин.

Формула изобретения

Способ определения концентрации полиакриламида в водных растворах, включающий измерение окислительно-вос1721497 становительного потенциала водного раствора и математического расчета концентрации полиакриламида, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности

)б определения и понижения предела обнаружения, окислительно-восстановительный потенциал определяют при температуре раствора от 40 до 70 С.