1.1 . Адсорбции полимера на порошке адсорбента в статических условиях.
Цель проведения эксперимента:
- Определение кинетики процесса адсорбции полимера на модели породы; Определение величины (мг/гр) и характера адсорбции (моно - или полимолекулярная) полимера при:
Методика проведения эксперимента:
Приготавливается водный (водно-солевой) раствор полиакриламида (ПАА) следующих концентраций: 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05 % масс.; В колбу с подготовленным раствором полиакриламида добавляется адсорбент в при массовом соотношении: 1 гр. адсорбента на 100 мл раствора; Сосуд со смесью адсорбента и раствора полимера помещается в лабораторный встряхиватель для предотвращения агрегации частиц адсорбента; Время встряхивания смеси должно бытьне менее 48 часов для установления адсорбционного равновесия в системе полимер-адсорбент; В качестве адсорбента используется монофракция частиц диоксида кремния, соответствующая по дисперсности среднему размеру зерен определенного участка пласта; Удельная поверхность (Sуд) указанных монодисперсных порошков адсорбента определяется по методу воздухопроницаемости на приборе ПСХ 10. После установления адсорбционного равновесия в системе раствор полимера отделяется от адсорбента центрифугированием при скорости не более 3500 об/мин; Адсорбцию полиэлектролитов (в т. ч. ПАА - гидролизованного полиакриламида) рассчитывают по следующей формуле:
, где:
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
Г – адсорбция, мг/г;
с - исходная концентрация (до контакта с адсорбентом), мг/дм3;
cS - равновесная концентрация (после наступления адсорбционного равновесия), моль/дм3;
V – объём раствора полимера, в который введён адсорбент, дм3;
m – масса адсорбента, г.
После построения изотерм (Г = f(C)) расчетно-графическим методом определяется предельная величина адсорбции (Г∞) при заданных условиях эксперимента, мг ПАА/гр. Sуд адсорбента; Изменение концентрации ПАА до и после адсорбции определяют методом кондуктометрии..
1.2 . Адсорбции полимера при фильтрации через керн в динамических условиях.
Цель проведения эксперимента:
- Экспериментальное определение массовых потерь ПАА при фильтрации его растворов через керн в пластовых условиях; Определение величины адсорбции и механического удержания полимера при фильтрации его растворов через керн в пластовых условиях.
Методика проведения эксперимента:
В опытах исследуются образцы породы (керна) тех продуктивных отложений, для которых будет проектироваться метод заводнения; Отобранные образцы керна с заданной остаточной нефтенасыщенностью подготовливаются и исследуются на фазовую проницаемость по модели воды (ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лабораторных условиях…); На основании экспериментальных данных по фазовой проницаемости определяется текущая удельная поверхность фильтрующих пор исследуемых образцов керна Sф; Для определения удельной поверхности фильтрующих пор используется формула Козени-Кармана. Формула Козени-Кармана связывает пористость m, проницаемость Kпр и удельную поверхность фильтрации Sф:
Рис. 1. Схема фильтрационной установки Willie Geotechnik
Через установленный в кернодержатель исследуемый образец породы прокачивается 10 поровых объемов раствора ПАА; После прокачки заданного объема раствора ПАА процесс фильтрации останавливают на 48 часов для установления адсорбционного равновесия; Через 48 часов начинают процесс вытеснения раствора ПАА из керна путем закачки модели воды, при этом определяют фазовую проницаемость с интервалом 5 поровых объемов; Объем вытеснения раствора ПАА должен быть не менее 30 поровых объемов исследуемого образца керна; Скорость фильтрации флюидов (воды и растворов ПАА) через исследуемые керны не более 0,1 мл/мин; Давление гидрообжима боковой поверхности керна должно соответствовать пластовым давлениям тех продуктивных отложений, для которых будет проектироваться метод заводнения; По текущим величинам фазовой проницаемости определяется текущая удельная поверхность фильтрующих пор исследуемых образцов керна Sф; Параллельно определению фазовой проницаемости отбирают пробы жидкости (после вытеснения каждого последующего порового объема – Vпор.) для кондуктометрического определения текущей концентрации полимера; После построения зависимости изменения концентрации СПАА (по данным кондуктометрии) от n (количества прокачанных поровых объемов) графическим методом определяется предельная величина десорбции (Гдесорб.) при заданных условиях эксперимента, мг ПАА/гр. Sф керна, которая является величиной пропорциональной количеству механически удержанного полимера в поровом пространстве керна; Поправку на величину предельной адсорбции ПАА в керне (Г∞ керн) на определяют расчетным методом по формуле:
, где 
(соотношение удельной поверхности монодисперсного порошка адсорбента и удельной поверхности фильтрующих пор исследуемого образца керна).
Технические характеристики ПСХ 10
- Диапазон измерений газопроницаемости, mD 10 - 2000 Диапазон измерений удельной поверхности, см2/г 300 - 50 000 Диапазон измерений среднемассового размера частиц, мкм 0,5 - 200 Погрешность измерений, не более % ± 3 Потребляемая мощность (220 В ; 50 Гц), Вт 30 Габариты, мм 270х330 х430 Масса, кг 8
Программное обеспечение
- Измерения и расчеты среднего значения из «n» измерений газопроницаемости образцов с открытой пористостью. Уплотнение порошка в кювете. Измерение высоты слоя порошка. Расчеты удельной поверхности. Измерения и расчеты среднего значения из «n» измерений. Расчеты среднемассового размера частиц. Автоматическая коррекция константы прибора, исключающая необходимость в эталонном порошке.
