Тампонажні матеріали на основі мономерів -акриламіду і стиролу

До таких мономерів відносяться акриламід і стирол, які утворюють водозакупорювальний матеріал за рахунок реакції полімеризації в пласто­вих умовах.

Акриламід (МРТУ 90-70-64) - це безбарвний кристалічний порошок, добре розчинний у воді, спирті та інших розчинниках; токсичний; темпе­ратури топлення 84°С, кипіння 215°С [408]. Водні розчини мономерів акриламіду є істинними розчинами, які за фізичними властивостями мало відрізняються від води.

Наявність подвійного зв'язку в молекулі акриламіду зумовлює його здатність до реакції полімеризації з утворенням полімерів, молекулярна маса яких сягає декількох мільйонів. Лінійні полімери акриламіду роз­чиняються у воді, утворюючи високов'язкі розчини.

У присутності зшиваючих агентів акриламід утворює нерозчинні полімери. Такими агентами можуть бути алкіліденовий бісакриламід, вінілові мономери та інші речовини. Додавання похідного акриламіду -NjN'-метиленбісакриламіду (CH₂-CH-CONH₂)₂CH₂ - до водного роз­чину акриламіду в присутності ініціаторів полімеризації призводить до утворення полімеру з тривимірною просторовою структурою. Як іні­ціатори полімеризації можна використати окислювально-відновлювальну систему (наприклад, водні розчини надсірчанокислого (персульфату) амонію (NH₄)₂S₂0₈ і сіркуватисто-кислого (тіосульфат) натрію Na^C^), діяння різних променів, ультразвук. Після додавання ініціатора до розчину мономеру протягом деякого часу - індукційного періоду - не спосте­рігаються зовнішні ознаки полімеризації системи, а відтак настає швидке наростання в'язкості системи з утворенням полімеру.

Зміною концентрації акриламіду в розчині (1-40%), зшиваючого агента - NjN'-метиленбісакриламіду (0, 5-1% від маси акриламіду), ініціаторів полімеризації - персульфату амонію (NH₄)₂S₂0₈ (0, 01-15, 5% від маси акриламіду) і тіосульфату натрію Na₂S₂0₃ (0, 02-14, 5% від маси акри-

ламіду) та речовини з властивостями лугу (наприклад, кальцинованої соди Na₂C0₃ для підвищення рН середовища) тривалість індукційного періоду можна забезпечити в межах 1-3 год. за температур 20-40°С. При цьому утворюється високоеластичний полімер з тривимірною просторовою граткою.

Гель такого полімеризованого акриламіду на контакті з поверхнею, змоченою нафтою, залишається у в'язко-плинному стані, а на контакті з гідрофільною поверхнею характеризується деякою силою адгезії. У водонасичених кернах відбувається зниження коефіцієнта проникності на 98-100% а в нафтонасичених кернах при зворотній фільтрації нафти коефіцієнт проникності відновлюється на 70-90%.

Селективні властивості такого полімеру на основі акриламіду під­тверджено роботами у свердловинах [408]. Так, на родовищах Татар­стану після ізоляційних робіт із запомповуванням суміші в продуктивний пласт обводненість продукції свердловин зменшилась з 92 до 55%, серед­ній дебіт нафти зріс з 1, 9 до 12, 8 т/добу, тривалість ефекту коливалась від декількох місяців до декількох років.

На дослідній ділянці родовища Джордан-Юніверсіті-Юніт (США) в три нагнітальні свердловини запомпували полімеризаційну суміш на основі мономерів акриламіду - АМ-9. Суміш, розроблена фірмою Ameri­can Cianamid включає розчин мономерів акриламіду та метиленбісакри-ламіду (92%) і каталізатора (8%). Каталізатор - окислювально-від-новлювальна система. Для приготування суміші використовували спе­ціальне устатковання, котре дає змогу роздільно запомповувати розчини мономерів і каталізатора. Змішування відбувалося у стовбурі сверд­ловини, а суміш потрапляла в пласт за 3-5 хв. до початку гелеутворення. Зону перфорації до рівня високопроникних інтервалів засипали піском, а верхню частину відтинали пакером.

Після ізоляційних робіт у свердловинах здійснювали кислотні оброблен­ня. На основі досліджень сусідніх 16 видобувних свердловин встановлено, що в результаті припинення непродуктивного запомповування і збільшення охоплення заводненням за 18 міс. додатково видобуто 47 тис. м³ нафти [5].

Для ізоляції зон поглинання з метою вирівнювання профілю приймаль-ності нагнітальної свердловини запропоновано на 1 м товщини запом-пувати від 12, 6 до 6400 л розчину кополімеру, який отримується шляхом іонізаційного випромінювання високої енергії 10-60% розчину акриламіду в суміші з натрієвим акрилатом [5].

Стирол (ГОСТ 10003-76) - рідина з динамічним коефіцієнтом в'яз­кості 0, 781 мПа-с, токсична, замерзає за температури -30 °С.

Для мономерів характерні реакції гідролітичної поліконденсації і термополімеризації, при цьому утворюються нерозчинні полімери.