«Proceedings of Gubkin University»

SPECIFICITY OF RHEOLOGICAL STUDIES OF AQUEOUS SOLUTIONS OF POLYACRYLAMIDE USING ROTATIONAL VISCOMETERS

UDC: 622.276.64:678.745.842+532.137
DOI: 10.33285/2073-9028-2021-3(304)-115-128

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Moscow, Russian Federation

Keywords: polyacrylamide, rheology, effective viscosity, torque, rotational viscometer, geometry of spindle

Annotation:

This paper contains the results of rheological studies of aqueous solutions of polyacrylamide FP307 within the concentration range of 0,025-0,05 % w. Rotational viscometers Brookfield DV2T (UL-adapter), Rheotest-2 (Cylinder S1) and Anton Paar ViscoQC 300 (Spindle CC18) are used for studies: Brookfield DV2T (UL-adapter) is mostly used; measurements using this attachment, however, have limitations; Rheotest-2 (Cylinder S1) is used for measuring high-viscosity and structured systems; Anton Paar ViscoQC300 (Spindle CC18) can measure almost every type of solution within the whole range of shear rates. The convergence of measurements using different rotational viscometers depends on their specificities and overall dimensions of the attachments used. It is found that aqueous solution of the researched polyacrylamide within the range of concentrations of 0,025-0,01 % w. can be carried out using Brookfield DV2T (UL-adapter), within the range of concentrations of 0,075-0,5 % w. - using Rheotest-2 (Cylinder S1) and within the whole range of concentrations - using Anton Paar ViscoQC 300 (Spindle CC18).

Bibliography:

1. Промысловая химия/М.А. Силин, Л.А. Магадова, Л.И Толстых, Л.Ф. Давлетшина и др. - М.: Издательский центр РГУ нефти и газа, 2016. - 350 с.
2. Черепанова Н.А. Обобщение опыта применения полимерного заводнения и критериев выбора полимера//Геология, геофизика, разработка нефтегазовых месторождений. - 2015. - № 10. - С. 48-52.
3. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: Учеб. пособие. - 3-е изд., перераб. - М.: Химия, 1968. - 544 с.
4. Северс Э.Т. Реология полимеров/Под ред. А.Я. Малкина. - М.: Химия,1966. - 198 с.
5. Кирсанов Е.А., Матвиенко В.Н. Неньютоновское течение дисперсных, полимерных и жидкокристаллических систем. - М.: Техносфера, 2016. - 379 с.
6. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии/Под ред. В.Г. Куличихина. - М.: КолосС, 2003. - 312 с.
7. Mungan N. Rheology and adsorption of aqueous polymer solutions//J Can Pet Technol, 1969. - Vol. 8. - No. 2. - P. 45-50.
8. More solutions to sticky problems [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.brookfieldengineering.com/-/media/ametekbrookfield/tech-sheets/more-solutions-2017.pdf?la=en&re-vision=95201d42-069e-445d-9cd6-ddea3d9df156&hash=69A9D97710801B42C6EB8DDF014641AE (дата обращения: 15.04.2021).
9. Фукс Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. - М.: Букинист, 2003. - 328 с.
10. Бондаренко А.В. Экспериментальное сопровождение опытно-промышленных работ по обоснованию технологии полимерного заводнения в условиях высокой минерализации пластовых и закачиваемых вод: Дисс. канд. техн. наук. - М., 2017. - 154 с.
11. Gaillard N., Thomas A., Favero C. Novel Associative Acrylamide-based Polymers for Proppant Transport in Hydraulic Fracturing Fluids. SPE 164072 was presented at the the SPE International Symposium on Oilfield Chemistry held in The Woodlands, Texas, USA, 8-10 April 2013.
12. Russell D. Shupe. Chemical Stability of Polyacrylamide Polymers//SPE 9299. - 1981.
13. Leblanc T., Braun O., Divers T., Gaillard N., Favero C. Rheological Properties of Stimuli-Responsive Polymers in Solution to Improve the Salinity and Temperature Performances of polymer-Based Chemical Enhanced Oil Recovery Technologies. Paper SPE 174618 presented at the SPE Enhanced Oil Recovery Conference held in Kuala Lumpur, Malaysia, 11-13 August 2015.
14. Структурно-механические свойства полиэлектролитов на основе полиакриламида/ Т.В. Шевченко, А.Ю. Темирев, Е.В. Ульрих, А.М. Пирогов, А.В. Шилов//Химическая промышленность сегодня. - 2008. - № 2. - С. 12-15.
15. Vermolen E.C.M., Van Haasterecht M.J.T., Masalmeh S.K., Faber M.J., Boersma D.M. Gruenenfelder. Pushing the Envelope for Polymer Flooding towards High-temperature and High-salinity Reservoirs with Polyacrylamide Based Ter-Polymers and High-Salinity Reservoirs with Middle East Oil and Gas Show and Conference, Manama, Bahrain, 25-28 September 2011.
16. Seright R.S., Fan Tianguang, Wavrik Kathryn, Wan Hao, Gaillard Nicholas, Favero Cedrik. Rheology of a New Sulfonic Associative Polymer in Porous Media. SPE 141355 presented at the SPE International Symposium on Oilfield Chemistry held in The Woodlands, Texas, USA, 11-13 April 2011.
17. Шарипов Н.З., Муроджон С. Исследование свойств высококонцентрированных растворов//Технология производства пищевых продуктов питания и экспертиза товаров, издательство ЗАО "Университетская книга": Материалы 2-й Междунар. науч.-практич. конф. (Курск, 10-11 апр. 2016 г.). - Курск, 2016. - С. 114-116.
18. Гелеобразующий состав для регулирования проницаемости пластов/Ф.А. Селимов, Н.Ш. Хайрединов, С.А. Блинов и др.//Патент России № 2181427. - 2002. - Бюл. № 33.
19. Зоолшоев З.Ш., Боброва Н.В., Курындин И.С., Власов П.В. Получение и свойства гидрогелей на основе полиакриламида, сшитого гутаровым альдегидром//Вестник Тверского государственного университета. - 2016. - № 1. - С. 100-109.
20. Нажису, Ерофеев В.И., Цзиньлун Л., Вэй В. Исследование фильтрационных и реологических свойств полимерного геля для повышения нефтеотдачи пластов//Известия Томского политехнического университета. - 2019. - № 4. - С. 147 -158.
21. Шахматов К.С., Доня Д.В., Басова Г.Г. Способ определения вязкости жидкостей малых объемов//Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2017. - № 4. - С. 126-130.
22. Enhancing Polymer Flooding Performance [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.snf.com/wp-content/uploads/2019/12/Enhancing-Polymer-Flooding-Performance-30-Years-of-Experinece-in-EOR-EN.pdf (дата обращения: 05.04.2021).
23. Крянев Д.Ю., Жданов С.А. Применение методов увеличения нефтеотдачи пластов в России и за рубежом. Опыт и перспективы//Бурение и нефть. - 2011. - № 2. - С. 22-26.
24. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. - М.: Недра, 1985. - 308 с.
25. Кладова А.В., Черепанова Н.С., Шамсутдинова Е.В. Выбор марки полимера для технологии полимерного заводнения//Исследование пластов и скважин. - 2018. - № 10. - С. 63-67.
26. API RP 63-1990. Recommended practices for evaluation of polymers used in enhanced oil recovery operations first edition [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.scribd.com/document/401477054/api-rp-63-Recommended-Practices-for-Evaluation-of-Polymers-Used-in-Enhan-ced-Oil-Recovery-Operations-pdf (дата обращения: 02.04.2021).
27. Инструкция по эксплуатации Реотест 2. Цилиндрической и конусо-пластиночный. Ротационный вискозиметр [Электронный ресурс]. http://www.pochva.com/?content=3&book_id=1311 (дата обращения: 02.04.2021).
28. Instruction Manual and Safety Information ViscoQC300 (Original Instruction). Created by Okom-r. - 2018. - 39 р.
29. Brakstad Kjetil, Rosenkilde Christian, Statoil. Modelling Viscosity and Mechanical Degradation of Polyacrylamide Solutions in Porous Media. SPE 179593 presented at the SPE Improved Oil Recovery Conference held in Tulsa, Oklahoma, USA, 11-13 April 2016.
30. Gao Chang Hong, The Petroleum Institute, Sinopec, 2014. Comprehensive Correlations to Calculate Viscosity of Partially Hydrolyzed Polyacrylamide. SPE 169700 presented at the SPE EOR Conference at Oil and Gas West Asia held in Muscat, Oman, 31 March - 2 April 2014.