Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Płuczki mrówczanowe z dodatkiem niskocząsteczkowej poliwinyloaminy jako alternatywny rodzaj płuczek do dowiercania złóż węglowodorów

Stec Maciej, Wysocki Sławomir

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 6

344--349

PL

Udostępnienie złoża jest jedną z najważniejszych operacji w trakcie wiercenia otworu wiertniczego, dlatego należy dołożyć starań, aby oddziaływanie wszelkich czynników zewnętrznych na złoże w czasie dowiercania było jak najmniejsze. Znane są różne mechanizmy prowadzące do uszkodzenia strefy przyotworowej. Wśród nich wymienić należy oddziaływania mechaniczne, biologiczne, termiczne, ale również fizykochemiczne, w tym negatywny wpływ płynu wiertniczego, filtratu i jego komponentów. Aby zminimalizować szkodliwe działanie płynu na przepuszczalność skały, do dowiercania używa się płuczek typu drill-in fluid. Nowoczesny przemysł naftowy dysponuje szeregiem rozwiązań koncepcyjnych z zakresu technologii płynów wiertniczych służących do dowiercania. Istnieje możliwość dostosowania składu i parametrów płynu w zależności od charakterystyki warunków geologicznych panujących w otworze. Artykuł przedstawia wyniki badań parametrów technologicznych nowo opracowanej płuczki mrówczanowej z dodatkiem niskocząsteczkowej poliwinyloaminy. Prace nad zsyntezowaniem polimeru prowadzono w laboratorium Katedry Wiertnictwa Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Na bazie poliwinyloaminy i mrówczanu potasu zaprojektowano recepturę płynu, który jest alternatywą dla typowej płuczki mrówczanowej. Na opracowanej płuczce przeprowadzono szereg testów polegających na zbadaniu właściwości reologicznych, filtracyjnych oraz inhibicyjnych, a także wpływu na uszkodzenie strefy przyotworowej. Badania pokazały, że oprócz dobrych właściwości fizykochemicznych opracowana płuczka zapewnia skuteczną ochronę złoża. Dzięki wspólnemu działaniu soli mrówczanowej i poliwinyloaminy oraz wyeliminowaniu ze składu płuczki polimerów długołańcuchowych można uznać za mało prawdopodobne wystąpienie uszkodzenia strefy złożowej spowodowanego pęcznieniem lepiszcza ilastego, migracją filtratu w głąb skały czy też zanieczyszczeniem skały cząstkami fazy stałej. Badania wykazały, że opracowana płuczka po udoskonaleniu receptury i wykonaniu większej liczby badań porównawczych może znaleźć zastosowanie jako alternatywa dla innych płuczek typu drill-in fluids.

EN

Making the reservoir ready for production is one of the most important operations when drilling a borehole; therefore, special care should be taken to minimize the impact of any external factors on the reservoir during the drilling. Various mechanisms of formation damage are known. These include mechanical, biological, thermal, but also physicochemical interactions, including the negative effects of drilling fluid, filtrate, and its components. To minimize the damaging effect of the fluid on the permeability of the rock, drill-in fluid is used for drilling through the production zone. The modern oil industry has a number of conceptual solutions for fluid technology used for drilling in. It is possible to adjust the composition and parameters of the fluid, depending on the characteristics of the geological conditions in the borehole. This paper presents the results of research on the technological parameters of a newly developed formate-based mud with the addition of low-molecular-weight polyvinylamine. Work on synthesizing the polymer was carried out in the drilling fluids laboratory of the Drilling, Oil and Gas Department at the AGH University of Science and Technology in Kraków. Based on polyvinylamine and potassium formate, a fluid recipe was designed that is an alternative to typical formate-based muds. For the developed drilling fluid, a number of tests were carried out which involved the examination of rheological, filtration and inhibition properties as well as the impact on damage to the production zone. The research has shown that in addition to good physicochemical properties, the developed mud provides effective protection of the reservoir formation. Thanks to the joint action of formate salt and polyvinylamine together with the elimination of long-chain polymers from the composition of the fluid, damage to the reservoir rock due to swelling of the clay matrix, filtrate migration into the rock or pore contamination with solid phase particles can be considered as unlikely. The tests have shown that the developed drilling fluid can be used as an alternative to other drill-in fluids as long as it’s mixture is improved and more additional comparison tests are performed.

2

Ocena wpływu poliwinyloaminy na inhibitujące właściwości płuczki wiertniczej

Uliasz M., Zima G., Jasiński B., Szajna A., Witek E.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 9

669--675

PL

Podczas przewiercania skał ilasto-łupkowych bardzo ważną kwestią jest zapobieganie ich hydratacji przy użyciu płuczek wiertniczych o działaniu inhibitującym. Podstawowym składnikiem takich płuczek są środki chemiczne pełniące funkcję inhibitorów hydratacji skał ilasto-łupkowych, jak KCl, PHPA, poliglikole oraz krzemiany: sodowy lub potasowy. Jak wykazały przeprowadzone w INiG – PIB badania laboratoryjne, rolę inhibitorów mogą pełnić również polimery zawierające pierwszorzędowe grupy aminowe (–NH2) bezpośrednio związane z atomami węgla w łańcuchu głównym. Przedstawicielem tych polimerów jest poliwinyloamina (PVAm), której syntezę przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych przy użyciu N-winyloformamidu (NVF). Otrzymana PVAm o niskiej i wysokiej średniej masie molowej wykorzystana została do opracowania nowej odmiany płuczki inhibitowanej aminowo-glikolowej. Właściwości inhibitujące uzyskanej płuczki określono na podstawie badań dyspersji oraz pęcznienia wybranych skał ilasto-łupkowych. Otrzymane wyniki badań dowodziły wyższej efektywności jej inhibitującego oddziaływania na skały ilasto-łupkowe w porównaniu z płuczką stosowaną w warunkach otworowych zawierającą w składzie jonowo-polimerowy zestaw inhibitorów, tj. KCl-PHPA-PEG.

EN

During drilling through shale rocks, it is very important to prevent their hydration by using drilling fluids with an inhibitory effect. The basic components of such drilling muds are chemical agents that act as hydration inhibitors of shale rocks such as KCl, PHPA, polyglycols and silicates: sodium or potassium. As shown by laboratory tests carried out at INiG – PIB, also polymers containing primary amine groups (-NH2) directly linked to carbon atoms in the backbone chain can also act as inhibitors. The representative of these polymers is polyvinylamine (PVAm), the synthesis of which has been carried out in laboratory conditions using N-vinylformamide (NVF). Low and high average molecular weight PVAm was obtained and used to develop a new type of inhibited drilling fluid – the amino-glycol drilling mud. The inhibition properties of the developed mud were determined on the basis of dispersion and swelling tests on selected shale rocks. Obtained results proved a higher efficiency of its inhibition effect on shale rocks in comparison to muds used in borehole conditions containing an ionic-polymer set of inhibitors, i.e. KCl-PHPA-PEG.

3

Functionalization of mesoporous SBA-15 silica by grafting of polyvinylamine on epoxy-modified surface

Wach A., Natkański P., Drozdek M., Dudek B., Kuśtrowski P.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 7-8

516--524

EN

Mesoporous SBA-15 silica was modified by grafting of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS). An influence of GPTMS/SBA-15 mass ratio used during this pre-functionalization step on the real amount of epoxy-silane grafted on the SBA-15 surface was studied by thermogravimetry and elemental analysis. The pre-functionalized SBA-15 was subsequently used to attach polyvinylamine (PVAm) chains by the opening of oxirane rings and the formation of bonds with NH2 groups from PVAm. The yield of this process was determined. Furthermore, SEM (scanning electron microscopy), DRIFT (diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy) and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) as well as zeta potential measurements were applied to observe the changes in the chemical composition of SBA-15 surface and morphology of the synthesized materials. Various types of organic functionalities present on the modified SBA-15 were identified and analyzed quantitatively.

PL

Powierzchnię mezoporowatej krzemionki SBA-15 zmodyfikowano na drodze szczepienia 3-glicydoksypropylotrimetoksysilanu (GPTMS). Z wykorzystaniem metod analiz elementarnej oraz termograwimetrycznej badano wpływ stosunku masowego GPTMS/SBA-15 zastosowanego we wstępnej modyfikacji na rzeczywistą zawartość wprowadzonych na powierzchnię krzemionki grup epoksydowych. Do powierzchni zmodyfikowanego SBA-15 przyłączono następnie łańcuchy poliwinyloaminy (PVAm) w wyniku reakcji otwierania pierścieni oksiranowych połączonej z utworzeniem wiązań z grupami NH2 pochodzącymi od PVAm. Określono wydajność tego procesu. Badania SEM (skaningowej mikroskopii elektronowej), DRIFT (spektroskopii odbicia rozproszonego w podczerwieni), XPS (spektroskopii fotoelektronów) oraz pomiary potencjału zeta pozwoliły na ocenę zmian składu chemicznego powierzchni SBA-15 oraz morfologii zsyntetyzowanych materiałów. Zidentyfikowano oraz oznaczono ilościowo różne rodzaje grup funkcyjnych obecnych na powierzchni modyfikowanej krzemionki SBA-15.

4

Crosslinking copolymerization of N-vinylformamide in inverse suspension

Witek E.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 6

477-480

EN

Crosslinking copolymerization of N-vinylformamide (NVF) and divinylbenzene (DVB) has been carried out in reverse suspension in presence of water which serves as porosity generating feature (porogene). The continuous phase was provided by silicone oil or paraffin oil. In silicone oil the copolymer resulted in form of regular spheres what was not the case when paraffin oil was used. After base hydrolysis anion-exchangers were obtained having primary amine groups attached to the backbone. Exchange capacity, degree of swelling, water content in air conditioned resin and the specific surface were determined.

PL

W odwróconej suspensji przeprowadzono sieciującą kopolimeryzację N-winyloformamidu (NVF) z diwinylobenzenem (DVB) w obecności wody jako porogenu (schemat A, tabela 1). W charakterze fazy zwartej stosowano olej parafinowy lub olej silikonowy. W oleju silikonowym otrzymano granulki sferyczne, natomiast w oleju parafinowym granulki mają kształt nieregularny (rys. 1 i 3). Po hydrolizie alkalicznej otrzymano polianionity z I-rzędowymi grupami aminowymi (rys. 2 i 4). Oznaczono pojemność jonowymienną, stopień spęcznienia, zawartość wody w żywicy kondycjonowanej na powietrzu oraz powierzchnię właściwą (tabela 2).

5

N-winyloformamid - nowy ekologiczny monomer wodorozpuszczalny

Bortel E., Witek E., Pazdro M., Kochanowski A.

Polimery

|

2007

|

T. 52, nr 7-8

503-510

PL

Opisano trzy różne metody syntezy N-winyloformamidu (NVF) - nietoksycznego, izomerycznego w stosunku do akryloamidu monomeru rozpuszczalnego w wodzie, od niedawna produkowanego na skalę przemysłową. Są to technologie realizowane w koncernach BASF (Niemcy), Mitsubishi (Japonia) i Air Products & Chemicals (USA). Scharakteryzowano strukturę cząsteczki NVF, która w wyniku silnego sprzężenia może przybierać postaci czterech różnych konformerów. Opierając się na wynikach własnych badań spektroskopowych i obliczeń kwantowo-mechanicznych uzasadniono przyczynę występowania w widmach NMR sygnałów pochodzących tylko od dwóch konformerów (trans-cis i trans-trans, brak cis-trans i cis-cis). Przedstawiono reakcje towarzyszące rodnikowej i jonowej polimeryzacji NVF. Wskazano na możliwości zastosowania poli(N-winyloformamidu) i otrzymywanej z niego na drodze hydrolizy poliwinyloaminy.

EN

N-vinylformamide (NVF) is a nontoxic water-soluble monomer, isomeric in relation to acrylamide, until recently introduced into the industrial scale of production. Three various methods of N-vinylformamide synthesis were described, according to the technologies realized in BASF (Germany), Mitsubishi (Japan) and Air Products & Chemicals (USA) companies. There was described the structure of NVF molecule which can form four various conformers because of strong coupling. The reason of the presence of signals of just two conformers in NMR spectra (trans-cis and trans-trans only, cis-cis and cis-trans not present) has been justified on the basis of the results of own spectroscopic investigations (Fig. 1 and 2) and quantum-mechanical calculations (Fig. 3 and 4). The reactions accompanying the radical or ionic NVF polymerizations were presented. Possible applications of poly(N-vinylformamide) as well as of polyvinylamine, obtained by its hydrolysis, were pointed.

6

Poliwinyloamina źródłem nowych możliwości rozwoju polimerów hydrofilowych

Bortel E., Witek E., Kochanowski A., Pazdro M.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 7-8

491-500

PL

Przedstawiono przegląd wieloletnich badań poświęconych opracowaniu korzystnej pod względem możliwości wdrożenia do produkcji przemysłowej metody otrzymywania prekursora poliwinyloaminy (PVAm). Dopiero niespełna kilka lat temu koncern BASF wdrożył produkcję poli(N-winyloformamidu) (PNVF) z łatwo polimeryzującego N-winyloformamidu (NVF). Z PNVF w wyniku prowadzonej w łagodnych warunkach hydrolizy powstaje PVAm [równanie (4)] dostępna już na rynku handlowym, podobnie jak NVF i PNVK. Omówiono wyniki prac własnych dotyczących badania struktury NVF. Badania metodą 13C NMR pozwoliły na wyjaśnienie przyczyn większej reaktywności tego monomeru niż izomerycznego w stosunku do niego akryloamidu. Stwierdzono, że hydrolizie PNVF prowadzonej w środowisku zarówno kwasowym, jak i zasadowym towarzyszy nieopisane dotychczas wydzielanie amoniaku oraz związane z tym pojawienie się w PVAm pewnej ilości ugrupowań g-laktamowych [równanie (5)]. Obecność w PVAm grup NH2 związanych bezpośrednio z łańcuchem głównym stwarza rozmaite możliwości ich funkcjonalizowania (schemat A). Słabą rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych, stanowiącą wadę PVAm, można przezwyciężyć dzięki prowadzeniu polireakcji, a następnie reakcji modyfikujących, w mikroemulsjach. Jako przykład takiego postępowania podano polimeryzację metakryloamidu w mikroemulsji z następującym po niej sieciowaniem za pomocą aldehydu glutarowego [reakcja (6)]. Polimeryzacja NVF w mikroemulsji jest przedmiotem odrębnej pracy autorów.

EN

A review of a many-year-long research on the method of preparation of polyvinylamine (PVAm) precursor suitable for implementation into industry has been presented. Just a few years ago BASF introduced the production of poly(N-vinylformamide) (PNVF) from easily polymerizing N-vinylformamide (NVF). PNVF hydrolysis in mild conditions leads to PVAm [equation (4)], which is now available on the market as well as NVF, and PNVF. The results of own research concerning NVF structure investigation were discussed. 13C NMR investigations let explain the higher reactivity of this monomer than of isomeric acrylamide. It was also found that PNVF hydrolysis in both acidic or basic environment was accompanied with ammonia evolution, not described up to now in the literature, what resulted in formation of some amount of g-lactam units in PVAm [equation (5)]. The presence of NH2 groups in PVAm, bonded with backbone, creates various possibilities of their functionalization (Scheme A). Low solubility of PVAm in organic solvents is really a disadvantage but carrying out the polyreactions and then modification reactions in microemulsions let overcome it. Polymerization of methacrylamide in microemulsion with subsequent crosslinking with glutaric aldehyde [reaction (6), Fig. 5 and 6] is given as an example of this manner. NVF polymerization in microemulsion is a subject of another paper of the authors.

7

Polielektrolity otrzymywane w wyniku reakcji Rittera oraz funkcjonalizowania merów winyloaminowych

Bortel E., Kochanowski A., Witek E.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 52, nr 25

194-201

PL

Istnieje możliwość regulowania stosunku ładunków +/- w polielektrolitach amfoterycznych dzięki usadowieniu jonogennych grup funkcyjnych w N-pochodnych akryloamidu syntezowanych za pomocą reakcji Rittera. Bardzo zbliżone współczynniki reaktywności do niejonowego akryloamidu pozwalają także kontrolować gęstość ładunku w kopolimerach. Nowe możliwości formowania poliamfolitów oraz polimerów amfifilowych powstały dzięki uruchomieniu produkcji N-winyloformamidu, który jako mer wbudowany w łańcuch łatwo hydrolizuje do merów winyloaminowych. Funkcjonalizowanie grup NH2 toruje drogę do polielektrolitów dotąd nieosiągalnych.

EN

Ionogenic monomers obtainable via Ritter reaction show similar reactivity coefficients causing that the control of +/- charge ratios in amphoteric copolymers appears to be feasible. By introducing acrylamide into the polyreaction charge densities can also be regulated. A novel route toward polyampholites and amphiphilic polyelectrolytes has been made facile due to the commercialization of N-vinylformamide, which can be easily hydrolyzed to vinylamide units after incorporation into polymer chain. Functionalization of NH2 groups enables to prepare polyelectrolytes hitherto not obtainable.

8

Otrzymywanie poliwinyloaminy przez degradację Hofmana poliakryloamidu

Soroka M., Stochaj A.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 52, nr 25

241-243

PL

Zbadano reakcję degradacji (przegrupowania) Hofmana poliakrylamidu i stwierdzono, że w przeciwieństwie do rozlicznych doniesień literaturowych poliakrylamid nie ulega degradacji do poliwinyloaminy. W reakcji poliakrylamidu z podchlorynem lub podbrominem sodu otrzymuje się nowy polimer zawierający fragment N, N' -dipodstawionego mocznika, który jest wyjątkowo odporny na hydrolizę kwaśną i alkaliczną.

EN

The reaction of polyacrylamide with sodium hypobromite or hypochlorite (the Hofmann degradation) has been reinvestigated. Contrary to the literature statements instead of polivinylamine the N-polyubstituted polyurea seems to be retracted. The manufacturing of polyvinylamine by Hofmann degradation of polyacrylamide seems to be wrong way, since its complex chemistry, low atomic yield and problems with isolation and purification of the final polymer. Since polymerization of N-vinylamides has also most of the same problems, the preparation of PVA is still awaiting for its prophet.