Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Контрольная работа: Биополимеры и их роль в нефтедобыче

Название: Биополимеры и их роль в нефтедобыче
Раздел: Рефераты по химии
Тип: контрольная работа Добавлен 15:54:44 09 ноября 2010 Похожие работы
Просмотров: 648 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Введение

Запасы углеводородного сырья не безграничны, и требуется не только бережное их использование, но более полное, без потерь, их извлечение из недр.

Значительная часть разведанных и разрабатываемых нефтяных месторождений относится к месторождениям с трудноизвлекаемыми запасами. Это обусловлено низкой проницаемостью коллекторов и их высокой неоднородностью. Разработка месторождений с такими коллекторскими свойствами осуществляется низкими темпами и, как показывает опыт, конечная нефтеотдача в таких случаях не превышает 30% от начальных балансовых запасов [1]. Основная часть нефтяных месторождений страны, в настоящее время, вступила в завершающую стадию разработки, характеризующуюся высокой обводнённостью добываемой продукции и падением темпов добычи. Разработка нефтяных месторождений ведётся путем поддержания пластового давления закачиваемой в пласт воды, что приводит к закономерному обводнению продукции добывающих скважин, резкому снижению дебита по нефти и, как следствие, остановке таких скважин. Протекание такого процесса связано, в первую очередь, с неоднородностью коллектора по проницаемости, пористости, начальной водонасыщенности, наличием трещин, как техногенного, так и природного происхождения. При этом необходимо отметить, что остаточные запасы нефти сосредоточенные именно в низкопроницаемой части коллектора, как правило, становятся недоступны при использовании традиционных методов добычи [2].

Для решения этих проблем в нефтедобывающей отрасли всё большее применение находят растворы полимеров, характеризующиеся высокой вязкостью, тиксотропностью, псевдопластичностью. Потребность в полимерах основана на их способности воздействовать на реологические свойства водных систем и образовывать гели различной плотности [3,4].

1. Строение полисахаридов

Основными структурными единицами экзополисахаридов (ЭПС) являются один или несколько моносахаридов, являюшихся полифункциональными соединениями, характеризующимися наличием не менее двух гидроксильных и карбонильной, альдегидной или кетонной групп.

Полисахариды, состоящие из одного и того же типа моносахаридов, называются гомополисахаридами например, декстран, курдлан, пуллулан, склероглюкан. Большинство известных микробных ЭПС является гетерополисахаридами, то есть в их состав входят различные моносахариды. К их числу относятся ксантан, альгинат, эмульсан и другие.

Полисахариды могут быть нейтральными, кислыми и основными.

Нейтральные ЭПС не содержат кислых и основных групп, состоят лишь из нейтральных моносахаридов (например, склероглюкан)

В состав кислых ЭПС наряду с нейтральными компонентами входят уроновые кислоты, остатки пировиноградной и других оксикислот.

ЭПС, имеющие в своем составе незамещенные аминогруппы, проявляют основные свойства.

Уникальные физико-химические свойства микробных ЭПС определяется главным образом структурой биополимеров, то есть широкий спектр физико-химических свойств полисахаридов обусловлен многообразием и существованием высших уровней структурной организации полисахаридов в растворах [5].

2. Требования к полимерам, используемым в нефтяной промышленности

В результате многолетних исследований и промысловых испытаний водорастворимых полимеров в бурении и интенсификации нефтедобычи сформулированы требования [6,8], которым должны удовлетворять водорастворимые полимеры, применяемые в этих процессах:

· полимер должен быстро и полностью растворяться в воде (0,5 кг полимера в 1 м3 воды в течение 1 ч в условиях минимальной механической деструкции);

· степень гидролиза полимера не должна превышать 20 – 30%;

· физико-химические свойства полимера не должны сильно изменяться во времени и при воздействии температуры;

· реагент должен быть устойчив к высаливанию в пластовых водах;

· реагент должен эффективно загущать воду при небольших концентрациях;

· раствор полимера должен фильтроваться через пористую среду без затухания, то есть не должен забивать поверхность фильтрации;

· реагент должен представлять собой линейный полимер с минимальным числом поперечных связей;

· полимер должен выпускаться в виде мелкодисперсного порошка с концентрацией основного вещества 90 – 100%;

· реагент должен обладать фактором сопротивления, но вместе с тем адсорбция полимера из раствора в пористой среде должна быть минимальной, чтобы обеспечить продвижение оторочки реагента на значительное расстояние по пласту;

· реагент не должен вызывать коррозию оборудования;

· реагент не должен быть токсичным.

Вязкость тампонажного раствора не должна быть выше 200 сПа, так как при прокачивании более вязких жидкостей создаются неоправданно высокие давления на пласты. Вязкость не должна быть слишком низкой, так как в противном случае раствор будет легко фильтроваться в пористые породы. Особенно опасно это при тампонировании нефтеносных пластов, так как отфильтровавшийся в пласт тампонажный раствор может закупорить его и воспрепятствовать притоку нефти в скважину [6,8,9].

Вязкость буровых растворов является одним из наболее важных его характеристик. Ее значение должно обеспечить буровому раствору способность выносить шлам на поверхность и поддерживать его во взвешенном состоянии.

Помимо выноса шлама на дневную поверхность в процессе бурения буровой раствор также должен образовывать на стенках скважины корку с низкой проницаемостью с целью укрепления породы и предупреждения поглощения раствора. Это качество промывочной жидкости определяется его фильтрационными свойствами.

Структурно-механические свойства полимерных тампонажных растворов можно регулировать в широких пределах, используя высокополимерные добавки и наполнители, образующие коагуляционную структуру.

Плотность применяемого раствора полимера должна быть такой, чтобы столб жидкости в скважине не создавал опасных перегрузок на пласт, с другой стороны, она не должна быть слишком низкой, чтобы давление флюидов в пласте не превосходило гидростатического давления столба жидкости в скважине [9].

Важным технологическим свойством тампонажного раствора является фильтратоотдача, к снижению которой стоит стремиться [7,10].

Биополимеры применяются в процессах нефтедобычи в меньших масштабах, хотя они обладают рядом неоспоримых преимуществ перед синтетическими полимерами. Это объясняется относительной дороговизной реагентов [11].

3. Применение биополимеров в нефтяной промышленности

Биополимеры применяются в нефтяной отрасли как реагенты для выравнивания фронта заводнения, в качестве буровых растворов, промывочных и тампонажных жидкостей.

Промышленная ценность полисахаридов заключается в возможности изменять реологические свойства их водных растворов, либо через образование геля, либо через изменения их характеристик текучести Поведение полисахаридов в растворе может быть ньютоновским, псевдоптастичным или пластичным; многие полисахариды проявляют тиксотропию, то есть растворы характеризуются высокой вязкостью при низких нагрузках (скоростях сдвига) и пониженной вязкостью, когда прикладывается повышенная нагрузка.

К преимуществам биополимеров по сравнению с другими реагентами, например с кремнийорганическими соединениями, можно отнести их безопасность, как для человека, так и для окружающей среды.

Преимуществом производства полисахаридов микробным способом является [5]

1. Гарантированностъ производства и качества, не зависящих от внешних факторов, влияющих на урожайность и свойства растительных полисахаридов;

2. Производство полимера может быть проконтролировано в пределах точных ограничений и масштаб производства может быть приспособлен к рынку;

3. Расположение производства может быть устроено с использованием удобных или дешевых субстратов.

Однако, имеется и ряд ограничений по размещению производства [5]

1. Высокая стоимость установки и пуска ферментационного оборудования;

2. Большие потребности в растворителе;

3. Потребность в значительном количестве энергии;

4. Потребность в квалифицированных кадрах и обеспечении культуры производства.

4. Основные представители биополимеров

Ксантан

Ксантан (ксантановая камедь / смола) наиболее известный микробный полисахарид. Он культивируется в среде на основе мелассы. Ксантан характеризуют как внеклеточный микробный экзополисахарид, синтезируемый бактериями Xanthomonascampestris, образующийся в виде покрытия на каждой бактерии. Метод получения ксантановой смолы был разработан в 1961 году в США и уже с середины 60-х годов его начали применять в качестве компонента буровых растворов [13] Данный биополимер выпускается под различными фирменными названиями: келцан, Кеm-XD, ХС-биополимер, BarazanD, Flo-Vis в виде порошка [14]. Стоимость биополимера в зависимости от степени очистки товарного продукта может достигатъ нескольких десятков тысяч долларов за тонну.

Молекулярная масса ксантана может составлять от 5 до 20 млн [15].

Ксантан валяется кислым гетерополисахаридом. В состав ксантана входят остатки D-глюкозы, D-глюкуроновой кислоты, D-маннозы в соотношении 2,8:2,0:2,0 соответственно. Кроме того, он содержит около 4,7% О-ацетильных групп и около 3% остатков пировиноградной кислоты, связанных с остатками глюкозы в боковых цепях в виде циклического кеталя [16].

Наиболее важное качество камеди ксантана – это высокая прочность на разрыв одновременно с большой растяжимостью. Кроме того, камедь легко смешивается и поглощается другими веществами, образуя стабильные суспензии и термообратимые мягкие эластичные гели, например, с камедью рожкового дерева. Растворы камеди ксантана высоко псевдопластичны. При увеличении сдвигового усилия резко понижается вязкость. После снятия усилия начальная вязкость восстанавливается почти мгновенно.

Ксантановая камедь используется для приготовления буровых растворов в качестве структурообразователя. Биополимер эффективно работает во всех буровых растворах на водной основе – от сильно утяжеленных до систем с низким содержанием твердой фазы, включая пресную, морскую воду, системы на основе соленой воды и плотные рассолы; обеспечивает реологический профиль повышенной вязкости при низких скоростях сдвига и понижает сдвиговые характеристики при высоких скоростях сдвига. Эти характеристики часто приводят к образованию жидкостей, где предельное напряжение сдвига выше, чем пластическая вязкость.

Водные растворы его имеют способность макроструктурироватъся в результате образования надмолекулярных пространственных сеток, состоящих из спиральных структурных единиц, соединяющихся водородными и ван-дер-ваальсовыми связями. Макромолекулы ксантана, помимо полярных функциональных групп, содержат также анионные карбоксилатные группы, располагающиеся на боковых ответвлениях внутри основной спирали. Видимо, подобным экранированием заряженных участков макромолекулы ксантана объясняется обратимость и прочность к сдвиговым нагрузкам гидратированных макромолекулярных структур, которые обеспечивают псевдопластичный характер реологического поведения биополимерных растворов.

Снижение сдвиговых усилий позволяет свести к минимуму потери давления и давление в стояке внутри бурильной колонны и на долоте, для оптимизации гидравлических показателей и максимальной скорости проходки.

Кроме того, межтрубное пространство, в котором наблюдаются низкие сдвиговые усилия, имеет высокоэффективную вязкость для очистки скважины и суспензии шлама [5].

Склерглюкан

Склероглюкан – нейтральный гомополисахарид, в котором остатки глюкопиранозы связаны β – (1,3) – связями. Склерглюкан синтезируется в среде на основе глюкозы. Склероглюкан впервые описан в 60-х годах прошлого столетия [17].

В водном растворе молекула склероглюкана представляет собой тройную спираль и вследствие этого образует малоэластичные стержни с большим гидродинамическим радиусом. Склерглюкан легко растворяется в воде, образуя псевдопластичные растворы, имеющие большую толерантность в широком диапазоне температуры, рН и концентрации солей. Трехвалентные катионы (Сг3+ , Al3+ , Fe3+ ) могут вызывать гелеобразование, отмечена нечувствительность склерглюкана к действию одно- и двух – валентных катионов, а также то, что склероглюкан термостабильнее, чем ксантан [18].

Эмульсан

Эмульсан – первый ЭПС, получаемый в промышленном масштабе на основе этанола в качестве источника углерода. Он называется также α-эмульсан, или «неоэмульсан», и представляет собой внеклеточный микробный липополисахарид, ассоциированный с белком. Слово «эмульсан» отражает полисахаридную структуру компонентов и исключительную эмульгирующую активность полимера. α-эмульсан состоит в основном из N- и О-ацилированных остатков D-галактозамина и аминоуроновой кислоты. О-Ацильная часть α-эмульсана содержит от 5 до 19% (чаще 7–14%) остатков жирных кислот, включающих 10–18 атомов углерода, причем более 50% жирных кислот составляют 2- и 3-гидроксидодекановые кислоты.

β-Эмульсан, или «протоэмульсан», получают культивированием A.caleoaceticusRAG-1 на сырой нефти или гексадекане. β-эмульсан отличается меньшим содержанием остатков жирных кислот. Их число не превышает 2–3%, а содержание 2- и 3-гидроксидодекановых кислот составляет менее 50%.

α-Эмульсан выделяют из культуральной жидкости осаждением с помощью сульфата аммония или переводом в водонерастворимую четвертичную аммониевую соль. Благодаря большому количеству остатков жирных кислот в молекуле эмульсан может быть выделен экстракцией органическими растворителями.

Молекулярная масса эмульсана, вычисленная на основании характеристической вязкости составляет 9,88*105 ; определенная методом седиментации и диффузии – 976 тысяч [19].

Эмульсан – наиболее эффективный стабилизатор, причем это свойство сохраняется для различных концентраций эмульгаторов. Эмульгирующая способность зависит от содержания остатков жирных кислот, а также от молекулярной массы полимера. Эмульсан эмульгирует легкие фракции нефти, дизельное топливо, сырую нефть и газойли. Скорость образования эмульсии зависит от концентрации углеводорода и эмульгатора. При рН выше 6,0 для образования стабильных эмульсий необходимы небольшие количества (1–100 ммоль) солей Ca2+ , Mg2+ и Mn2+

Исследование влияния эмульсана на образование и стабилизацию водно-топливных эмульсий показало, что при добавлении эмульсана стабильность всех эмульсий возрастает, однако эффект стабилизации различен для разных углеводородов. Чем выше молекулярная масса жидкого углеводорода, тем эффективнее стабилизирующее действие эмульсана [20].

С помощью эмульсана можно удалить остатки нефти из танкеров, барж, трубопроводов, цистерн [10]. Применение эмульсана для очистки поверхности воды морей и берегов от нефти способствует защите окружающей среды.

«Продукт БП-92»

Данный полисахарид является результатом процесса жизнедеятельности микроорганизмов Azotobacter vinelandii (Lipman) ВКПМ В-5933, которые продуцируют при 28–30 °С, рН 6,8–7,2 в условиях аэрации и перемешивания до 10 г./л (ЭПС) в течении 2–2,5 суток. Штамм растет на многих натуральных средах.

Отличительной особенностью «продукта БП-92» является то, что в макромолекуле биополимера содержатся карбоксильные, карбонильные и гидроксильные группы, способные образовывать комплексные соединения.

Макромолекулы БП-92 имеют жесткую структуру. К основной цепи присоединено 5–20% (от общего числа функциональных групп) кислых гидрофильных групп, позволяющих полимеру растворяться в воде и придающие ему химическую активность, и гидрофобные остатки жирных кислот С12, С16 и С18.

Наличие данных функциональных групп позволило предложить «продукт БП-92» в качестве основы сшитой полимерной системы, где в качестве сшивателя применялись хром калиевые квасцы.

«Продукт БП-92» возможно использовать в виде постферментационной жидкости. Исключение стадии выделения и сушки при производстве биополимера обеспечивает снижение себестоимости и позволяет сохранить полезные свойства раствора, необратимо утрачиваемые при традиционных способах выделения сухого биополимера из постферментационной жидкости.

Известны различные ПДС на основе «Продукта БП-92», различающиеся типом наполнителя. В качестве дисперсной фазы могут выступать глинопорошок, пластик, крахмал [21].

Симусан

ЭПС, синтезированный Acinetobacter sp. представляет собой кислый гетерополисахарид с мол. мас. 8 ˙105 -2 ˙106 и состоит из остатков нейтральных сахаров глюкозы, галактозы, маннозы, рамнозы, этерифицированных жирными кислотами лауриновой, пальмитиновой, пальмитолеиновой, стеариновой, олеитуральной жидкости. Культуральная жидкость Acinetobacter sp. хорошо смешивается с пресной водой, однако практически не растворяется в минерализованных пластовых водах. Водные растворы культуральной жидкости плохо фильтруются через образцы породы пласта, что приводит к монотонному снижению проницаемости керна вплоть до забивки и прекращения фильтрации. Динамическая вязкость не менее 0,90 Па·с, общая концентрация углеводов не менее 3,50 г./дм3 , концентрация полисахаридов не менее 5,00 г./дм3 , рН водного раствора препарата в диапазоне 8,0–8,5.

Жидкое стекло обеспечивает химическое взаимодействие с молекулами биополимера, биоПАВ и солями многовалентных металлов пластовой минерализованной воды, что в итоге приводит к образованию прочной армирующей сетки, которая эффективно снижает водопроницаемость промытых зон и повышает охват пласта заводнением и значительно улучшается процесс вытеснения нефти.

Конкретный состав гелеобразующего силикатно-биоПАВ-биополимерного раствора и его закачки в пласт подбирается в зависимости от геолого-физических условий месторождений: пластовой температуры to , состава пластовой воды, минералогического состава и неоднородности коллектора.

Композиция закачивается в нагнетательную или добывающую скважину, продвигается в высокопроницаемых пропластках, в низкопроницаемых зонах глубина проникновения значительно меньшая.

По истечении определенного времени гелеобразования жидкая композиция превращается в вязкоупругий гель по всему объему, заполненному гелеобразующим раствором. Этот гельный тампон препятствует проникновению воды в высокопроницаемые зоны и трещины. Регулирование осадкообразования в пласте достигается величиной объема буферной оторочки пресной воды [22].

В работе [23] говорится о составе для увеличения нефтеотдачи пласта, содержащем в качестве биологически активного субстрата избыточный активный ил (ИАИ) после вторичных отстойников БОС органических химических производств и в качестве биогенной добавки культуральную жидкость микроорганизма Acinetobacter sp.

Присутствующие в ИАИ аэробно-анаэробные микроорганизмы приспособлены разлагать почти полностью органические и неорганические вещества, поскольку они адаптированы и выросли на сточных водах. ИАИ, будучи приспособленным потреблять вещества нефти, при смещении с культуральной жидкостью дополнительно обогащается органическими питательными веществами, вследствие чего состав обладает значительной биохимической активностью. Газообразные продукты жизнедеятельности микроорганизмов способствуют снижению межфазного натяжения и увеличению проницаемости коллектора, что в конечном счете приводит к увеличению нефтеотдачи пласта.

Экспериментально авторами работы также установлено, что процесс биохимического окисления предлагаемого состава [23] сопровождается подщелачиванием среды, что так же, как и образование газообразных продуктов окисления, будет способствовать подвижности нефти и в конечном счете увеличению нефтеотдачи.

Опыты по газообразованию подтвердили эффективность предлагаемого состава в заявляемом соотношении компонентов и снижение эффективности при соотношении компонентов, выходящем за пределы заявляемого.

Установлено, что наличие в молекуле «Симусана» большого количества химически активных функциональных группировок обеспечивает возможность создания щелочной плазмолизованной биомассы водорастворимой композиционной смеси с повышенной эмульгирующей активностью по отношению к нефти, обладающей поверхностной и межфазной активностью, устойчивой к окислительной биологической, химической и механической деструкции в течение длительного времени. Композиционная система на основе растворов щелочной плазмолизованной биомассы, «Симусана» и многовалентных металлов минерализованной пластовой воды образует агрегативно устойчивую эмульсию повышенной вязкости на фронте вытеснения нефти в пласте, которая реализует механизм селективной закупорки при фильтрации в пористой среде, а именно эффективно вытесняет остаточную нефть и увеличивает охват пласта заводнением. Кроме того, предлагаемый состав экологически безопасен вследствие биодеградабельности, не вызывает коррозию нефтепромыслового оборудования и не снижает качества товарной нефти. Состав готовят простым смешением компонентов в пресной воде.

Ритизан

С целью создания отечественного биополимера для применения в качестве компонентов буровых растворов и реагентов селективной водоизоляции на кафедре физической и коллоидной химии РГУ нефти и газа был синтезирован кислый полисахарид Ритизан, удовлетворяющий в разной степени сформулированным выше требованиям. В качестве штамма-продуцента были отобраны непатогенные бактерии рода Paracoccusdenitrificans. Комплексный экзополисахарид Ритизан, синтезируемый штаммом бактерий Paracoccusdenitrificans, состоит из нейтрального и двух кислых полисахаридов, один из которых ацилирован. Сухой Ритизан представляет собой высушенную постферментационную жидкость. Это мелкий порошок светло-серого цвета с остаточной влажностью не более 12%. После непродолжительного набухания в воде препарат восстанавливает свойства постферментационной жидкости.

Биополимер Ритизан успешно применяется в составе буровых растворов. Кроме того, были проведены промысловые испытания, выявившие значительную эффективность применения Ритизана в качестве реагента для процессов увеличения нефтеотдачи [5].

Микробные полисахарады имеют ряд преимуществ перед полисахаридами растительного происхождения. Так, эти биополимеры можно получать в необходимых объёмах независимо от времени года и климатических условий. Экономическая целесообразность использования микробных полисахаридов обусловлена их внеклеточной природой и высокой продуктивностью синтеза на дешёвых субстратах. Однако микробные ЭПС имеют высокую себестоимость из-за значительных затрат на научные исследования, связанные с поиском новых продуцентов, новых технологических решений, из-за высокой стоимости используемых субстратов, энергии и рабочей силы.

Растительные ПС гораздо дешевле микробных, однако, значительно уступают им по свойствам. Ввиду наличия в литературных источниках данных о взаимодействии галактоманнанов и ЭПС, интерес представляет рассмотрение возможного их совместного применения для решения сложившейся проблемы.

Гуаран

Гуаровая камедь – это нейтральный водорастворимый полисахарид, получаемый из семян гуарового дерева, Cyanaposis tetragonolobus, и имеет общую структуру галактоманнанов. Гуаран, функциональный полисахарид в гуаровой камеди, состоит из основной цепи (1→4) β-D-маннопирозиловых частей, замещённых в О-6 положениях одиночными боковыми цепями α-D-галактопиранозы. Отношение манноза: галактоза составляет примерно 1,6:1, в зависимости от источника и метода получения.

Гуаровая камедь растворяется в полярных растворителях, образуя сильные водородные связи. Степень растворения гуаровой камеди и вязкость в общем случае возрастают с уменьшением размеров частиц, уменьшением рН, и возрастанием температуры. Производные гуаровой камеди, такие как гидроксипропилгуар, более растворимы и лучше образуют гидраты, чем сама гуаровая камедь. Степень растворения уменьшается в присутствии растворённых солей и других веществ, образующих связи с водой, таких как сахароза.

Растворы Гуарана показывают псевдопластичное поведение и разжижаются при сдвиге. Степень псевдопластичности растворов гуара возрастает с ростом концентрации и молекулярного веса. Растворы гуара не обладают пределом текучести (напряжением пластического течения). Вязкость раствора Гуарана возрастает пропорционально концентрации. В растворах Гуаран находится в конфигурациях клубок-спираль.

Гуаран хорошо выдерживает воздействие солей. Гуаран растворяется в растворах солей, которые содержат вплоть до 70% масс моновалентной соли. Стабильность Гуарана по отношению к солям уменьшается для двухвалентных катионов. При высоких концентрациях ионов кальция гуар выпадает в осадок [11].

Заключение

Применение водорастворимых полимеров для увеличения нефтеотдачи пластов обусловлено достаточно высокой экономичностью метода и его технологичностью. Бурное развитие биотехнологии, происходящее в последние годы, привело к появлению возможности использования в нефтяной промышленности биополимеров, которые являются полисахаридами как растительного, так и микробного происхождения [5, 24]. Практическая ценность биополимеров определяется, прежде всего, их способностью в малых концентрациях резко менять реологические свойства водных систем – повышать вязкость, образовывать гели, служить стабилизаторами суспензий и эмульсии. Эти свойства привлекли внимание нефтедобытчиков, и биополимеры в последние два десятилетия стали испытывать и применять в практике разведочного и эксплуатационного бурения, повышения нефтеотдачи пластов – улучшение процессов заводнения с использованием ферментативных микробных процессов; модификация профиля проницаемости и селективная закупорка, заводнение с применением биосурфактантов, целенаправленная активация пластовой микрофлоры, стимуляция добывающих скважин, очистка скважинного оборудования от асфальто-парафиновых отложений [24].

По сравнению с традиционно применяемыми при добыче нефти водорастворимыми синтетическими полимерами, биополимеры обладают рядом существенных преимуществ, в том числе такими, которые позволяют применять их в очень жестких условиях, где использование синтетических полимеров неэффективно [3]. Биополимеры устойчивы при температурах до 100–120˚С, а некоторые представители даже до 150˚С, что перекрывает весь температурный диапазон разрабатываемых месторождений. Биополимеры устойчивы в широком интервале рН, как в кислой, так и в щелочной среде. Это позволяет применять их как для составления щелочных композиций, обладающих повышенными нефтевытесняющими свойствами, так и кислотных с пролонгированной растворяющей способностью в отношении карбонатов коллекторских пород. Кроме того, к преимуществам биополимеров по сравнению с другими реагентами можно отнести их безопасность как для человека, так и для окружающей среды.

Важным свойством биополимеров является устойчивость к механической, химической (в частности, окислительной) деструкции. Наиболее распространенный вид деструкции биополимеров – это разрушение их микроорганизмами как при хранении, так и при практическом использовании (например, в пластовой воде для повышения нефтеотдачи пластов). Таким образом, биологическая деструкция полисахаридов является препятствием для эффективного их применения. В то же время, экзополисахариды, синтезируемые Acetobacter и Cryptococcus, устойчивы к ней.

Кроме того, как показывает зарубежный опыт, современная технология получения биополимеров позволяет организовать их производство непосредственно на промыслах. Это может оказать решающее значение при оценке экономической целесообразности применения биополимеров. При этом полисахариды, синтезируемые на поверхности клеточной стенки микроорганизмов – экзополисахариды – представляют особый интерес [5].


Литература

1. Мищенко И.Т., Кондратюк А.Т. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. – М.: Нефть и газ, 1996. – 190 с.

2. Кудинов В.И., Сучков Б.М. Новые технологии повышения добычи нефти. – Самара, 1998. – 368 с.

3. Кукин В.В., Соляков Ю.В. Применение водорастворимых полимеров для повышения нефтеотдачи пластов. – М.: ВНИИОЭНГ, 1982. – 44 с.

4. Шевцов И.А., Кабо В.Я., Румянцева Е.А., Досов А.Н. Новые технологии применения полимерных реагентов в добыче нефти // Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов: тез. докл. конф. ОАО НК «ЛУКОЙЛ», 1998. – с. 40–43.

5. Соболев К.А. Исследование биополимеров в качестве реагентов для нефтедобычи: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Москва, 2005

6. Толстых Л.И., Голубева И.А. Химические реагенты для идентификации добычи нефти. Ч. 1. Полимеры для повышения нефтеотдачи. – М.: РГУ нефти и газа, 1993. – 32 с.

7. Применение полимеров в добыче нефти/ Григоращенко Г.И., Зайцев Ю.В., Кукин В.В., и др. – М.: Недра, 1978. – 213 с.

8. Жданов С.А. Применение методов увеличения нефтеотдачи пластов: состояние и перспективы. – М.: Нефть и газ, 1998. – 19 с.

9. И.А. Швецов. Теоретические и практические основы применения полимеров для повышения эффективности заводнения нефтяных пластов: Дисс…докт. техн. наук. – М.: ВНИИ, 1979. – 365 с.

10.Пирог Т.П., Коваленко М.А., Кузьминская, Ю.В., Криштаб Т.П. – Интенсификация синтеза экзополисахарида этаполана на смеси ростовых культур // Микробиология. – 2003. – 72, №1. – с. 26 – 32.

11.Полимерные и углеводородные составы для повышения нефтеотдачи высокообводнённых пластов // Аюпов А.Г., Шарифуллин А.В. и др. // Нефтяное хозяйство, 2003. – №6. – с. 48–51.

12.Неупокоев В.И., Ломова Л.М., Ломова Е.В., Вязниковцев С.Ф. Полисахариды – компоненты буровых растворов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море – 1998. – №6 – С. 20–21.

13.Sutherland I.W., Ellwood D.C. Microbial exopolysaccharides – industrial polymers of current and future potential // Microbial technology: current state, future prospects, 29 Symp. the society for general microbiology, Cambridge. – 1979. – C. 107–150.

14.Мойса Ю.Н., Камбулов Е.Ю., Молканова Е.Н., Морщакова Г.Н., Стрельникова Т.Л., Капотина Л.Н. Российский биополимерный реагент АСГ-1 для бурения скважин // Нефтяное Хозяйство. – 2001. – №7. – С. 28–30.

15.Гринберг Т.А., Пирог Т.П., Малашенко Ю.Р., Пинчук Г.Э. Микробный синтез экзополисахаридов на С1-С2-соединениях. – Киев.: Наукова думка, 1992, 212 с.

16.Cadmus M.C., Rogovin S.P., Burton K.A., et al. Colonial variation in Xanthamonas campestris NRRL – 1459 and characterization of the polysaccharide from variant strain // Can. J. Microbiol. – 22. – P. 126–130

17.Johnson I.J. Jr., Kikwood S., Misaki A. Et al. Structure of a new glucan // Chem. Und. (London). – 1963. – 41, №4. – P. 820–822.

18.Lecourtier J., Noik C., Chauveteau G. Semirigid polysaccharides for polymer flooding in high salinity reservoir // 4th Eur. Symp. Enhanc. Oil. Recov. Humburg, October 27–29, 1987. – Hamburg, 1987. – P. 105–116.

19.Pat. 4234689 USA, 103 C 12 P 19/04. Production of a-emulsans / D.L./ Gutnick, E. Rosenberg, Y. Shabtai. – Publ. 18.11.80.

20.Мищенко И.Т., Кондратюк А.Т. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. – М.: Нефть и газ, 1996, – 190 с.

21.Булавин В.Д., Краснопевцева Н.В. Технологический комплекс для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи на основе отечественного биополимера // Нефтяное Хозяйство. – 2002. – №4. – С. 6–7.

22.Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технология капитального и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин: учеб. для вузов. – Краснодар: «Сов. Кубань», 2002

23.Патент РФ 2055982 «Состав для увеличения нефтеотдачи пласта»

24.Агзамов Ф.А., Морозов Д.В. Применение биополимеров для водоизоляции пластов. – Уфа, 2002

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:09:23 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
08:01:39 29 ноября 2015

Работы, похожие на Контрольная работа: Биополимеры и их роль в нефтедобыче

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150587)
Комментарии (1836)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru