Kazakhstan journal for oil & gas industryKazakhstan journal for oil & gas industry2707-42262957-806XKMG Engineering10862210.54859/kjogi108622Ғылыми мақалаАкриламид туындыларына негізделген синтетикалық полиамфолиттер – мұнай шығымын арттыруға арналған полимерлі реагенттердің жаңа классыГусеновИ. Ш.iskander.gusenov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9820-7952ШахворостовА. В.Alex.hv91@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3502-6123МұхаметғазыН.Nurbatyr.kaz@gmail.comҚұдайбергеновС. Е.<p>Professor, D.Sc.</p>Skudai@mail.ruПолимерлік материалдар және технологиялар институты21012023441041160610202206122022Copyright © 2023, Гусенов И.Ш., Шахворостов А.В., Мұхаметғазы Н., Құдайбергенов С.Е.2023<p><strong>Негіздеу.</strong> Оның жоғары тиімділігіне байланысты полимерлік айдау Қазақстанның кен орындарында кеңінен қолданылды. Алайда, судың жоғары тұздылығы жағдайында ерітінділердің жобалық тұтқырлығын қамтамасыз ету үшін полимерлердің жоғары концентрациясы қажет. Сондықтан су қоймасының тұздылығы 200 г/л ден жоғары болғанда 0,10,2% тен жоғары емес концентрацияда судың тұтқырлығын 2050 сП дейін арттыратын полимерлер қажет.</p> <p><strong>Мақсат.</strong> Бұл жұмыстың мақсаты акриламид негізіндегі, анионды мономер, 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфон қышқылды натрий тұзы және катиондық мономер, (3-акриламидопропил) триметиламмоний хлориді сызықты полиамфолиттің тұзға және температураға төзімділік қасиеттерін зерттеу және оның мұнай өнімділігін жоғарылатуға қолданылу мүмкіндігін көрсету.</p> <p><strong>Материалдар мен тәсілдер.</strong> Бұл ұмыста тұздылығы 200300 г/л сулар, сонымен қатар тұтқырлығы 60, 138 және 420 сП мұнайлар пайдаланылды. Кеуекті ортаны жасау үшін құмды модельдер және кеуектілігі жоғары газобетон үлгілері таңдалды. Полимерлер ретінде молекулалық массасы 17 млн Да гидролизденген полиакриламид және молекулалық массасы 2,9 млн Да үштік полиамфолит пайдаланылды. Жоғары тұздылық жағдайында бұл полимерлердің тиімділігін салыстыру үшін динамикалық тұтқырлық пен мұнайдың ығысу тиімділігін өлшеу бойынша тәжірибелер жүргізілді.</p> <p><strong>Нәтижелер.</strong> Тұздылығы 200 г/л суда ерітілген үштік полиамфолиттің 0,25% ерітіндісін құм моделіне айдау қабат суын айдаумен салыстырғанда мұнайдың ығысу тиімділігін 2328%-ға арттыратыны көрсетілген. Бірдей жағдайларда гидролизденген полиакриламид ерітіндісін айдау мұнайдың ығысу тиімділігін тек 18%-ға арттыруға әкелді.</p> <p><strong>Қорытынды.</strong> Зерттеудің жаңалығы акриламидты негіз етіп алынған үштік полиамфолиттің жоғары минералданған қабаттардағы гидролизденген полиакриламидпен салыстырғанда мұнайды ығыстыру қабілетінің жоғары болуы болып табылады. Зертханалық тәжірибелердің нәтижелері мұнай-газ саласы мамандары мен жер қойнауын пайдаланушылардың назарын полимерлік материалдар және технологиялар институты қызметкерлерінің синтетикалық полиамфолиттерді масштабтау және тәжірибелік сынақтар жүргізу бөлігіндегі жаңа әзірлегн жұмыстарына аударуы мүмкін.</p>ternary polyampholytesacrylamide derivativessalt and heat resistanceviscositybulk modeloil displacement efficiencyүштік полиамфолиттеракриламид туындыларытұзға және температураға төзімділіктұтқырлыққұм моделімұнайдың ығысу тиімділігітройные полиамфолитыпроизводные акриламида, соле- и термостойкостьвязкостьпесчаная моделькоэффициент вытеснения нефти1.Kudaibergenov SE. Polyampholytes: Synthesis, Characterization and Application. NY: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002; 220 p.2.Lowe AB, McCormick CL. Synthesis and solution properties of zwitterionic polymers. Chem. Rev. 2002;102 (11):4177–4190. doi:10.1021/cr020371t.3.Kudaibergenov SE. Recent advances in studying of synthetic polyampholytes in solutions. Adv Polym Sci. 1999;144:115–197.4.Kudaibergenov SE. Polyampholytes. In Encyclopedia of Polymer Science and Technology. John Wiley Interscience (NY): Hoboken, 2008; 1–30.5.Kudaibergenov SE. Polyampholytes: Past, Present, Perspectives. Almaty, 2021; 222 p.6.Kudaibergenov S, Jaeger W, Laschewsky A. Polymeric betaines: Synthesis, characterization and application. Adv Polym Sci. 2006;201:157–224.7.Laschewsky A. Structures and synthesis of zwitterionic polymers. Polymers. 2014;6(5):1544–1601. doi:10.3390/polym6051544.8.Singh Paresh K, Singh Vinay K, Singh M. Zwitterionic polyelectrolytes: A Review. e-Polymers. 2007;7. doi:10.1515/epoly.2007.7.1.335.9.He XY, Zhou WR, Xu XJ, Yang W. Preparation and application of zwitterionic polymers. Progress in Chemistry. 2013;25(6):1023–1030.10.Candau F, Joanny J.F. Polyampholytes (Properties in aqueous solution). In: J. C. Salamone, editor. Polymeric Materials Encyclopedia. New York: CRC Press Boca Raton; 1996. P:5476–5488.11.Ohno H, Yoshizawa-Fujita M, Ogihara W. In: H. Ohno, editor. Electrochemical Aspects of Ionic Liquids. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. P:433–439.12.Fouillet CCJ, Greaves TL, Quinn JF, et al. Copolyampholytes produced from RAFT polymerization of protic ionic liquids. Macromolecules. 2017;50:8965.13.Kudaibergenov SE. Application of polyampholytes in emerging technologies. Materials Today: Proceedings. 2022. doi:10.1016/j.matpr.2022.07.187.14.Ezell RG, McCormick ChL. Electrolyte- and pH-responsive polyampholytes with potential as viscosity-control agents in enhanced petroleum recovery. J Appl Polym Sci. 2007; 104:2812-2821.15.Rabiee A, Ershad-Langroudi A, Jamshidi, H. Polyacrylamide-Based Polyampholytes and Their Applications. Rev. Chem. Eng. 2014;30:501–519. doi:10.1515/revce-2014-0004.16.El-hoshoudy AN, Desouky SEM, Elkady MY, et al. Investigation of optimum polymerization conditions for synthesis of cross-linked polyacrylamide-amphoteric surfer nanocomposites for polymer flooding in sandstone reservoirs. Int. J. Polym. Sci. 2015;1–14. doi:10.1155/2015/318708.17.Chen Z. Polyacrylamide and its derivatives for oil recovery [dissertation]. Doctoral Dissertations; 2016.18.Sherwood NS, Costello CA, Matz GF. Use of polyampholytes to enhance oil and/or gas recovery. United States patent US 4 484 631. 1982.19.Chung HC, Hu YT, Tonmukayakul N, Fitzpatrick H. Ampholyte polymers and methods of treating subterranean formations with the same. United States patent WO 2015/138018 A1. 2015 Sept 17.20.Патент РК № 14007 от 27.05.2002. Кудайбергенов С.Е., Кожабеков Д.Б., Гекелер К.Е. Водорастворимые и водонабухающие полиамфолиты и методы их получения // Kudaibergenov SE, Kozhabekov DB, Gekeler KE. Vodorastvorimye i vodonabukhayushchiye polyamfolity I metody ikh polucheniya. Kazakhstan patent 14007. 2002 May 05. (In russ).21.Mukhametgazy N, Gussenov IS, Shakhvorostov AV, Kudaibergenov SE. Salt tolerant acrylamide-based quenched polyampholytes for polymer flooding. Bull. Karaganda Univ. Chem. Ser. 2020;100:119–127. doi:10.31489/2020Ch4/119-127.22.Gussenov I, Mukhametgazy N, Shakhvorostov A, Kudaibergenov S. Synthesis and characterization of high molecular weight amphoteric terpolymer based on acrylamide, 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid sodium salt and (3-acrylamidopropyl)trimethylammonium chloride for oil recovery. Chem. Bull. Kazakh Natl. Univ. 2021;103:12–20. doi:10.15328/cb1243.23.Wever DAZ, Picchion F, Broekhuis AA. Polymers for enhanced oil recovery: A paradigm for structure–property relationship in aqueous solution. Progress in Polymer Science. 2011;36:1558–1628. doi:10.1016/j.progpolymsci.2011.05.006.