JPS6042268B2 - 増粘剤及びその製造方法 - Google Patents
増粘剤及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6042268B2 JPS6042268B2 JP20073782A JP20073782A JPS6042268B2 JP S6042268 B2 JPS6042268 B2 JP S6042268B2 JP 20073782 A JP20073782 A JP 20073782A JP 20073782 A JP20073782 A JP 20073782A JP S6042268 B2 JPS6042268 B2 JP S6042268B2
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- Japan
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- thickener
- viscosity
- molecular
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な増粘剤及びその製造方法に関するもの
である。
である。
さらに詳しくいえば、本発明は、熱に対する安定性が改
善された高分子多糖類シ^艙’1、J−A−LL呼 會
、1IL−!+ L ゝ ッ 1→書1−口、▼゛゛
ソーれを水性媒質中で、高分子多糖類と低分子脂肪族ア
ルデヒドとを反応させることにより製造する方法に関す
るものである。近年、石油資源の枯かつ化の傾向に伴な
い石油の二次回収、Ξ次回収の技術が検討されている。
善された高分子多糖類シ^艙’1、J−A−LL呼 會
、1IL−!+ L ゝ ッ 1→書1−口、▼゛゛
ソーれを水性媒質中で、高分子多糖類と低分子脂肪族ア
ルデヒドとを反応させることにより製造する方法に関す
るものである。近年、石油資源の枯かつ化の傾向に伴な
い石油の二次回収、Ξ次回収の技術が検討されている。
この技術の代表的なものに、「エンハンスド・オイル、
リカバリー (EnhancedoilRecover
y)」と称される石油の強制回収技術があるが、これに
は効果的な高分子増粘剤を使用しなければならない。そ
して、この高分子増粘剤については、例えば低濃度の水
溶液としたときでも高粘性を呈すること、高せん動力に
対して安定であること、pHの変動や多価金属イオンに
より影響されにくいこと、非ニュートン性の粘性挙動を
示すこと、高温雰囲気下でも耐久性を示すことなどの物
性が要求されている。
リカバリー (EnhancedoilRecover
y)」と称される石油の強制回収技術があるが、これに
は効果的な高分子増粘剤を使用しなければならない。そ
して、この高分子増粘剤については、例えば低濃度の水
溶液としたときでも高粘性を呈すること、高せん動力に
対して安定であること、pHの変動や多価金属イオンに
より影響されにくいこと、非ニュートン性の粘性挙動を
示すこと、高温雰囲気下でも耐久性を示すことなどの物
性が要求されている。
このような要求を満たすものとして、最近、ある種の菌
体が産生する高分子多糖類すなわちバイ゜オポリマー、
例えばキサンタンゴムやPS−7などが提案されている
が、これらは高温度領域における安定性が不十分てあり
、必ずしも満足しうるものとはいえない。
体が産生する高分子多糖類すなわちバイ゜オポリマー、
例えばキサンタンゴムやPS−7などが提案されている
が、これらは高温度領域における安定性が不十分てあり
、必ずしも満足しうるものとはいえない。
例えば、キサンタンゴムの水溶液は、60゜Cの温度に
おける粘度が、20℃の温度における粘度に比べて約1
110に低下するなど、60′C前後の温度を境にして
、それら高分子多糖類の特徴的な二次構造である細長い
棒状の微細構造が熱により崩壊してしまうために、それ
以上の高温度域では当初の増粘効果を維持させることが
困難である上に、それらの高分子多糖類は単位構造あた
りに解離基を有しているため、PH7付近では特にそれ
解離に起因する粘度低下が著しいという欠点がある。
おける粘度が、20℃の温度における粘度に比べて約1
110に低下するなど、60′C前後の温度を境にして
、それら高分子多糖類の特徴的な二次構造である細長い
棒状の微細構造が熱により崩壊してしまうために、それ
以上の高温度域では当初の増粘効果を維持させることが
困難である上に、それらの高分子多糖類は単位構造あた
りに解離基を有しているため、PH7付近では特にそれ
解離に起因する粘度低下が著しいという欠点がある。
本発明者らは、このような事情に鑑み、高温度領域にお
いても熱に安定な増粘剤を提供すべく鋭意研究を重ねた
結果、無機塩類を含有する水性媒質中において高分子多
糖類と低分子脂肪族アルデヒドとを反応させて得られる
水性溶液は、高分子増粘剤として望まれる性質を備えて
いる上に、熱に対しても安定であることを見出し、この
知見に基づいて本発明をなすに至つた。
いても熱に安定な増粘剤を提供すべく鋭意研究を重ねた
結果、無機塩類を含有する水性媒質中において高分子多
糖類と低分子脂肪族アルデヒドとを反応させて得られる
水性溶液は、高分子増粘剤として望まれる性質を備えて
いる上に、熱に対しても安定であることを見出し、この
知見に基づいて本発明をなすに至つた。
すなわち、本発明は、低分子脂肪族アルデヒドにより分
子内架橋したキサンタンゴム又はそれと類似の微細構造
を有する耐熱性高分子多糖類を含有した水性溶液から成
る増粘剤を提供するものである。
子内架橋したキサンタンゴム又はそれと類似の微細構造
を有する耐熱性高分子多糖類を含有した水性溶液から成
る増粘剤を提供するものである。
この増粘剤は、例えば無機塩類を0.5〜1呼量%の濃
度で含有する水性媒質中においてキサンタンコム又はそ
れと類似の微細構造を有する高分子多糖類と低分子脂肪
族アルデヒドとを反応させ、該高分子多糖類に分子内架
橋を形成させることによつて製造することができる。
度で含有する水性媒質中においてキサンタンコム又はそ
れと類似の微細構造を有する高分子多糖類と低分子脂肪
族アルデヒドとを反応させ、該高分子多糖類に分子内架
橋を形成させることによつて製造することができる。
前記のキサンタンゴム又はそれを類似の微細構造を有す
る高分子多糖類の例としては、キサントモナス(Xan
thOmOnas)属バクテリアの菌体外酵素の作用に
よつてグルコースを原料として産生されるキサンタンゴ
ム、あるいはこれを類似の微細構造を有するアニオン性
の高分子電解質である1アゾトバクダー●インデイカム
(AzOtObactOrindiCuIT])Jなど
の土壌バクテリアの産生するPS−7,PS−10,P
S−20などが挙げられる。
る高分子多糖類の例としては、キサントモナス(Xan
thOmOnas)属バクテリアの菌体外酵素の作用に
よつてグルコースを原料として産生されるキサンタンゴ
ム、あるいはこれを類似の微細構造を有するアニオン性
の高分子電解質である1アゾトバクダー●インデイカム
(AzOtObactOrindiCuIT])Jなど
の土壌バクテリアの産生するPS−7,PS−10,P
S−20などが挙げられる。
また、本発明の増粘剤を製造する際に用いる低分子脂肪
族アルデヒドとしては、例えばホルムアルデヒド、バラ
ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、グリオキサー
ルなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、あ
るいは2種類以上混合して用いてもよい。これらの低分
子脂肪族アルデヒドの中で特にホルムアルデヒド又はバ
ラホルムアルデヒドが好適である。本発明に用いる無機
塩類としては、水性溶媒に溶解しうるものであれば特に
制限はなく、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化カルシウム、塩化マグネシウムなどの塩酸塩、硫酸ナ
トリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸
塩などが挙げられ、これらの塩は単独で用いてもよいし
、あるいは2種類以上混合して用いてもよい。
族アルデヒドとしては、例えばホルムアルデヒド、バラ
ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、グリオキサー
ルなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、あ
るいは2種類以上混合して用いてもよい。これらの低分
子脂肪族アルデヒドの中で特にホルムアルデヒド又はバ
ラホルムアルデヒドが好適である。本発明に用いる無機
塩類としては、水性溶媒に溶解しうるものであれば特に
制限はなく、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化カルシウム、塩化マグネシウムなどの塩酸塩、硫酸ナ
トリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸
塩などが挙げられ、これらの塩は単独で用いてもよいし
、あるいは2種類以上混合して用いてもよい。
またこれらの中で好ましい塩か塩化ナトリウムである。
本発明においては、水性媒質中にこれらの塩類と高分子
多糖類を共存させることによつて、高分子多糖類中の解
離基の解離を可及的に抑制し、このような状態で高分子
多糖類と低分子脂肪族アルデヒドとを反応させて該高分
子多糖類中に分子内架橋構造を導入し、その二次的な微
細構造を固定化することにより、高分子多糖類の耐熱性
を向上させることができる。
本発明においては、水性媒質中にこれらの塩類と高分子
多糖類を共存させることによつて、高分子多糖類中の解
離基の解離を可及的に抑制し、このような状態で高分子
多糖類と低分子脂肪族アルデヒドとを反応させて該高分
子多糖類中に分子内架橋構造を導入し、その二次的な微
細構造を固定化することにより、高分子多糖類の耐熱性
を向上させることができる。
本発明における水性媒質中の無機塩類の濃度は0.5〜
1鍾量%の範囲である。
1鍾量%の範囲である。
この濃度が0.5重量%未満では、高分子多糖類の耐熱
性向上の効果が低く、また1鍾量%を超えてもそれ以上
の効果は認められない。次に本発明の増粘剤の好適な製
法について具体的に述べると、先ず200〜30000
ppm1好ましくは3000〜5000ppmの高分子
多糖類を含む水溶液を調製したのち、0.5〜1唾量%
濃度になるように塩化ナトリウムなどの無機塩類を添加
し、次いでこの水溶液のPHを塩酸などの酸によつて4
〜6に調整後、かきまぜながら、高分子多糖類の基本”
構造単位置モル当り2〜10モルの低分子脂肪族アルデ
ヒドを添加し、室温ないし60′Cの温度で処理する。
性向上の効果が低く、また1鍾量%を超えてもそれ以上
の効果は認められない。次に本発明の増粘剤の好適な製
法について具体的に述べると、先ず200〜30000
ppm1好ましくは3000〜5000ppmの高分子
多糖類を含む水溶液を調製したのち、0.5〜1唾量%
濃度になるように塩化ナトリウムなどの無機塩類を添加
し、次いでこの水溶液のPHを塩酸などの酸によつて4
〜6に調整後、かきまぜながら、高分子多糖類の基本”
構造単位置モル当り2〜10モルの低分子脂肪族アルデ
ヒドを添加し、室温ないし60′Cの温度で処理する。
この処理液のPHが低い場合は、水酸化ナトリウムやア
ンモニアなどのアルカリによつてHz7近辺まで中和す
る。さらに必要に応じて、この処理液に過剰量の水を加
え、高速ミキサーなどを用いて所望の粘度になるように
希釈してもよい。このように処理して得られ水溶性は熱
安定性が従来のものに比べて極めて良好である。例えば
第1図の曲線1は、5000ppm濃度のキサンタンゴ
゜ムを含有する水溶液にホルムアルデヒドを添加した場
合の該水溶液の粘度速度勾配1.92sec−1におけ
る粘度の温度依存性を表わしたグラフであり、曲線2は
、5000ppm濃度のキサンタンコム及び1重量%濃
度の塩化ナトリウムを含有する水溶液にホルムアルデヒ
ドを添加し処理して得られた水溶液について、前記と同
様に粘度の温度依存性を表わしたグラフであり、これら
のグラフから明らかなように、前者においては温度50
′C近辺から粘度の急激な低下がみられるのに対し、後
者においては温度上昇に伴う粘度低下は僅少であつて、
熱に対する安定性が改善されていることが分る。本発明
の増粘剤は、溶媒として通常、水が使用されるがその他
水と水混和性溶媒例えばアルコール、アセトン、ジメチ
ルホルムアミドなどとの混和物を用いることもできる。
本発明の増粘剤は、高分子多糖類の含有量が極く少量て
も高い粘性を有するとともに、高温度領域においても安
定であり、さらに高せん断力に対する安定性、PHの変
動や多価金属イオンによつて影響を受けにくいことなど
から、例えば石油の二次、三次回収などに有効に利用し
うる。
ンモニアなどのアルカリによつてHz7近辺まで中和す
る。さらに必要に応じて、この処理液に過剰量の水を加
え、高速ミキサーなどを用いて所望の粘度になるように
希釈してもよい。このように処理して得られ水溶性は熱
安定性が従来のものに比べて極めて良好である。例えば
第1図の曲線1は、5000ppm濃度のキサンタンゴ
゜ムを含有する水溶液にホルムアルデヒドを添加した場
合の該水溶液の粘度速度勾配1.92sec−1におけ
る粘度の温度依存性を表わしたグラフであり、曲線2は
、5000ppm濃度のキサンタンコム及び1重量%濃
度の塩化ナトリウムを含有する水溶液にホルムアルデヒ
ドを添加し処理して得られた水溶液について、前記と同
様に粘度の温度依存性を表わしたグラフであり、これら
のグラフから明らかなように、前者においては温度50
′C近辺から粘度の急激な低下がみられるのに対し、後
者においては温度上昇に伴う粘度低下は僅少であつて、
熱に対する安定性が改善されていることが分る。本発明
の増粘剤は、溶媒として通常、水が使用されるがその他
水と水混和性溶媒例えばアルコール、アセトン、ジメチ
ルホルムアミドなどとの混和物を用いることもできる。
本発明の増粘剤は、高分子多糖類の含有量が極く少量て
も高い粘性を有するとともに、高温度領域においても安
定であり、さらに高せん断力に対する安定性、PHの変
動や多価金属イオンによつて影響を受けにくいことなど
から、例えば石油の二次、三次回収などに有効に利用し
うる。
次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1
約3.5重量%濃度のキサンタンゴムの1種であるコー
ジンプロス(KOjinBrOth)を含有するプロス
状物適量を秤取し、高速ミキサーを用いて濃度1000
0ppmのキサンタンゴム含有水溶液を調製してこれを
原液とする。
ジンプロス(KOjinBrOth)を含有するプロス
状物適量を秤取し、高速ミキサーを用いて濃度1000
0ppmのキサンタンゴム含有水溶液を調製してこれを
原液とする。
この原液と塩化ナトリウムを用い、2規定の塩酸水でP
H4又は6に調製しながら、最終のキサンタンゴム濃度
5000ppm1塩化ナトリウム濃度がそれぞれ0,0
.5,1.0,4.0,10重量%になるようにして溶
液を調製したのち、この調製液それぞれに対して、キサ
ンタンコムの基本構造単位置モル当り、0又は2,5,
10モルのホルムアルデヒドをそれぞれ添加し、かきま
ぜながら、室温で1満間あるいは50℃で3紛間処理す
る。反応終了後、PH4の処理液については水酸化ナト
リウム1重量%水溶液を滴下してPH7に中和した。こ
のようにして調製されたキサンタンゴム含有水溶液それ
ぞれについて回転粘度計(東洋製機(株)製、EM型)
を用いて粘度の速度勾配依存性を20℃から80℃まで
10′C毎に実測し、得られた結果を速度勾配1.92
sec−1における粘度の温度依存性に調整して熱安定
性を調べた。
H4又は6に調製しながら、最終のキサンタンゴム濃度
5000ppm1塩化ナトリウム濃度がそれぞれ0,0
.5,1.0,4.0,10重量%になるようにして溶
液を調製したのち、この調製液それぞれに対して、キサ
ンタンコムの基本構造単位置モル当り、0又は2,5,
10モルのホルムアルデヒドをそれぞれ添加し、かきま
ぜながら、室温で1満間あるいは50℃で3紛間処理す
る。反応終了後、PH4の処理液については水酸化ナト
リウム1重量%水溶液を滴下してPH7に中和した。こ
のようにして調製されたキサンタンゴム含有水溶液それ
ぞれについて回転粘度計(東洋製機(株)製、EM型)
を用いて粘度の速度勾配依存性を20℃から80℃まで
10′C毎に実測し、得られた結果を速度勾配1.92
sec−1における粘度の温度依存性に調整して熱安定
性を調べた。
その結果、塩化ナトリウムを添加しなかつた調製液にお
いては、その粘度はすべて温度50′C近辺から急激な
低下がみられるのに対し、塩化ナトリウムを添加した調
整液においては、温度上昇に伴う粘度低下がすべて僅少
であつた。
いては、その粘度はすべて温度50′C近辺から急激な
低下がみられるのに対し、塩化ナトリウムを添加した調
整液においては、温度上昇に伴う粘度低下がすべて僅少
であつた。
この代表例を第1図に示す。第1図は調製液の粘度速度
勾配1.92sec−1における粘度の温度依存性を表
わすグラフであり、曲線1は、塩化ナトリウムを添加せ
ずにキサンタンゴムの基本構造単位置ヨルに対して2モ
ルのホルムアルデヒドを添加し処理して得られた調製液
についてのグラフ、曲線2及び3は、それぞれ塩化ナト
リウムを濃度1重量%及び4重量%になるように添加し
、前記と同様に処理して得られた調製液についてのグラ
フである。実施例2粉末状のキサンタンゴムの1種であ
るケルザアンD(KelzanD)適量を秤取し、高速
ミキサーを用いて濃度10000ppmのキサンタンゴ
ム含有水溶液を調製してこれを原液とする。
勾配1.92sec−1における粘度の温度依存性を表
わすグラフであり、曲線1は、塩化ナトリウムを添加せ
ずにキサンタンゴムの基本構造単位置ヨルに対して2モ
ルのホルムアルデヒドを添加し処理して得られた調製液
についてのグラフ、曲線2及び3は、それぞれ塩化ナト
リウムを濃度1重量%及び4重量%になるように添加し
、前記と同様に処理して得られた調製液についてのグラ
フである。実施例2粉末状のキサンタンゴムの1種であ
るケルザアンD(KelzanD)適量を秤取し、高速
ミキサーを用いて濃度10000ppmのキサンタンゴ
ム含有水溶液を調製してこれを原液とする。
実施例1と同様に、この原液と塩化ナトリウムを用い、
2規定の塩酸水でSPH4又は6に調整しながら、最終
のキサンタンゴム濃度が5000ppm1塩化ナトリウ
ム濃度がそれぞれ0,0.5,1.0,4,0,1呼量
%になるように調整したのち、この調製液それぞれに対
して、キサンタンゴムの基本構造単位置モル当り、0又
は2,5,10モルのホルムアルデヒドをそれぞれ添加
し、かきまぜながら、室温で12時間あるいは50゜C
て3紛間処理し、PH4の処理液については水酸化ナト
リウム1重量%水溶液を滴下してPH7に中和した。こ
のようにして調製されたキサンタンゴム含有水溶液それ
ぞれについて、実施例1と同様に、20〜80℃の温度
範囲て粘度の速度勾配依存性を実測し、得られた結果を
速度勾配1.92sec−1における粘度の温度依存性
に整理して熱安定性を調べた。
2規定の塩酸水でSPH4又は6に調整しながら、最終
のキサンタンゴム濃度が5000ppm1塩化ナトリウ
ム濃度がそれぞれ0,0.5,1.0,4,0,1呼量
%になるように調整したのち、この調製液それぞれに対
して、キサンタンゴムの基本構造単位置モル当り、0又
は2,5,10モルのホルムアルデヒドをそれぞれ添加
し、かきまぜながら、室温で12時間あるいは50゜C
て3紛間処理し、PH4の処理液については水酸化ナト
リウム1重量%水溶液を滴下してPH7に中和した。こ
のようにして調製されたキサンタンゴム含有水溶液それ
ぞれについて、実施例1と同様に、20〜80℃の温度
範囲て粘度の速度勾配依存性を実測し、得られた結果を
速度勾配1.92sec−1における粘度の温度依存性
に整理して熱安定性を調べた。
その結果、実施例1と同様に、塩化ナトリウムを添加し
なかつた調製液においては、その粘度はすべて温度50
′C近辺から急激な低下がみられるのに対し、塩化ナト
リウムを添加した調製液においては、温度上昇に伴う粘
度低下がすべて僅少てあつた。この代表例を第2図に示
す。第2図は調製液の粘度速度勾配1.92sec−1
における粘度の温度依存性を表わすグラフであり、曲線
1は塩化ナトリウムを添加せずにキサンタンゴムの基本
構造単位置モルに対して2モルのホルムアルデヒドを添
加し処理して得られた調製液についてのグラフ、曲線2
及び3はそれぞれ塩化ナトリウムを濃度1重量%及び4
重量%になるように処理して得られた調製液についての
グラフである。
なかつた調製液においては、その粘度はすべて温度50
′C近辺から急激な低下がみられるのに対し、塩化ナト
リウムを添加した調製液においては、温度上昇に伴う粘
度低下がすべて僅少てあつた。この代表例を第2図に示
す。第2図は調製液の粘度速度勾配1.92sec−1
における粘度の温度依存性を表わすグラフであり、曲線
1は塩化ナトリウムを添加せずにキサンタンゴムの基本
構造単位置モルに対して2モルのホルムアルデヒドを添
加し処理して得られた調製液についてのグラフ、曲線2
及び3はそれぞれ塩化ナトリウムを濃度1重量%及び4
重量%になるように処理して得られた調製液についての
グラフである。
第1図及び第2図は、それぞれ実施例1及び2において
調製された高分子多糖水溶液の粘度速度勾配1.92s
ec−1における粘度の温度依存性を表わすグラフであ
る。
調製された高分子多糖水溶液の粘度速度勾配1.92s
ec−1における粘度の温度依存性を表わすグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 低分子脂肪族アルデヒドにより分子内架橋したキサ
ンタンゴム又はそれと種似の微細構造を有する耐熱性高
分子多糖類を含有した水性溶液から成る増粘剤。 2 該耐熱性高分子多糖類の濃度が0.01〜3重量%
である特許請求の範囲第1項記載の増粘剤。 3 低分子脂肪族アルデヒドがホルムアルデヒドである
特許請求の範囲第1項又は第2項記載の増粘剤。 4 無機塩類を0.5〜10重量%の濃度で含有する水
性媒質中において、キサンタンゴム又はそれと類似の微
細構造を有する高分子多糖類と低分子脂肪族アルデヒド
とを反応させることを特徴とする増粘剤の製造方法。 5 低分子脂肪族アルデヒドがホルムアルデヒド又はパ
ラホルムアルデヒドである特許請求の範囲第4項記載の
方法。 6 無機塩類が塩化ナトリウムである特許請求の範囲第
4項又は第5項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20073782A JPS6042268B2 (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 増粘剤及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20073782A JPS6042268B2 (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 増粘剤及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5991183A JPS5991183A (ja) | 1984-05-25 |
| JPS6042268B2 true JPS6042268B2 (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=16429332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20073782A Expired JPS6042268B2 (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 増粘剤及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042268B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2605531B1 (fr) * | 1986-10-27 | 1990-11-23 | Rhone Poulenc Chimie | Procede de preparation d'un support de catalyseur mettant en oeuvre de la gomme xanthane et support obtenu |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP20073782A patent/JPS6042268B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5991183A (ja) | 1984-05-25 |
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