СОСТАВ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ Российский патент 1999 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам и способам приготовления обратных эмульсий (эмульсий типа "вода в масле"), используемых для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин и (или) изоляции водопритока нефтяных скважин.

Цель изобретения - повышение устойчивости (агрегативной и кинетической) образуемых концентрированных, высоковязких эмульсий обратного типа за счет использования в составе в качестве стабилизаторов нативных (не подвергавшихся какому-либо воздействию) полярных, поверхностно-активных металло-(ванадий-, никель- и д.р.) порфириновых комплексов и высокомолекулярных, коллоидно-дисперсных асфальтово-смолистых компонентов нефти. Роль указанных компонентов в стабилизации водо-нефтяных эмульсий, образующихся при добыче, сборе и подготовке нефти, хорошо известна и подробно рассмотрена в [1].

Известен состав и способ получения масляных концентратов обратных эмульсий [2] , заключающийся в растворении асфальтенов и нефтепродуктов, содержащих их, в ароматических углеводородах. Полученный состав-эмульгатор вводят в масляный концентрат пестицида. Помимо асфальтенов можно использовать гудроны. Для приготовления рабочей эмульсии обратного типа воду медленно добавляют в масляный концентрат при интенсивном перемешивании системы. Объемное соотношение фаз эмульсии от 1:9 до 9:1 (в зависимости от рецептуры состава и эксплуатационно-технических требований). Однако известно, что в процессе переработки нефти многие высокоактивные, полярные компоненты, например порфирины, подвержены разрушению (термодеструкции), снижается растворяющая способность (даже в ароматических углеводородах) и асфальтово-смолистых компонентов нефти, что негативно отражается на их эмульгирующих свойствах. Асфальтены хорошо эмульгируют воду, когда находятся в коллоидном высокодисперсном состоянии, а это состояние, в свою очередь, определяется оптимальным соотношением в масляной фазе ароматических углеводородов (растворяющих асфальтены) и алифатических углеводородов (в которых асфальтены практически не растворяются). Отклонение от оптимума в углеводородном составе масляной фазы приводят к укрупнению асфальтеновых частиц или их полному растворению. В обоих случаях эффективность их стабилизирующего действия падает.

Известен состав и способ приготовления обратных эмульсий для добычи нефти (взятый за прототип), содержащий масляную фазу 5-50, воду - 10-50, эмульгатор - 5-25 (эмульгирующий компонент и углеводородный растворитель) и полимер - 10-50, предусмотрено добавление эмульгатора в масляную фазу и диспергирование воды в масле [3].

По данным [4] большинство составов не могут образовывать устойчивые концентрированные обратные эмульсии при температуре 60-80^oC. Поэтому в настоящем изобретении для достижения вышеуказанной цели предлагается использовать для приготовления высокоустойчивых, концентрированных высоковязких обратных эмульсий для добычи нефти следующий состав: эмульгатор, содержащий в качестве эмульгирующего компонента сырую (не подвергшуюся какой-либо термохимической обработке) тяжелую асфальтово-смолистую нефть с высоким не менее 100 мкг/г содержанием металло-порфириновых комплексов, в качестве растворителя - ароматический углеводород - толуол, ксилол. В зависимости от свойств (плотности, вязкости) и количественного содержания в сырой нефти металло-порфириновых комплексов, асфальтенов, смол и эмульгированной воды (которая может присутствовать в нефти и в дальнейшем после приготовления состава должна быть из него удалена, например, отстаиванием) содержание эмульгирующего компонента и растворителя может колебаться в пределах, вес.%:
Указанная сырая нефть - 25-85
Указанный растворитель - 15-75
Чтобы приготовить высокоустойчивые вязкие эмульсии обратного типа для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин и (или) изоляции водопритока нефтяных скважин необходимо непосредственно в промысловых условиях вначале подготовить соответствующую "масляную" фазу, в которую будет добавляться в качестве эмульгатора в количестве (вес.%) от 5-25% указанный выше состав. В качестве "масляной" фазы по данному изобретению предлагается использовать наиболее доступные (и дешевые) для конкретного месторождения жидкие нефтяные углеводороды парафинового ряда, например ШФЛУ (широкая фракция низкокипящих легких углеводородов), нестабильный газовый бензин, легкая сырая нефть и т.п. в смеси с выпускаемом по ТУ 212-199-05763458-94 реагентом АПК, выполняющем роль эффективного растворителя асфальтово-смолистых и порфириновых компонентов нефти и регулятора плотности "масляной" фазы. Оптимальным соотношением смешиваемых объемов указанных компонентов масляной фазы является такое соотношение, при котором плотность (уд. вес) получаемой смеси (масляной фазы) будет равна плотности (уд. весу) воды, которую предполагается применять для получения обратных эмульсий.

После того как отрегулированную по плотности масляную фазу будет введен в качестве эмульгатора указанный выше состав, осуществляют процесс интенсивного диспергирования воды в полученном масле любым из известных методов (например, с помощью миксера или путем циркуляции системы через насос и т.п. ). При этом расчетное количество воды, которое должно быть заэмульгировано в заданном объеме "масла" должно вводиться постепенно, небольшими порциями.

Пример 1. Для приготовления обратной эмульсии использовался состав, состоящий из уникальной по содержанию порфиринов (см. табл.1) тяжелой, асфальтосмолистой нефти Верхозимского НГДУ "Пензанефть" и толуола, взятых в соотношении 3:1 (по объему). В качестве "масляной" фазы применили смесь низкооктанового бензина (уд. вес - 0,710 г/см³) и АПК (уд. вес 1,500 г/см³) 1:1 (по объему). Плотность полученной "масляной" фазы составила 1,105 г/см³, что соответствовало плотности (уд. весу) минерализованной пластовой воды, взятой для эмульгирования воды в данном "масле". При соблюдении таких условий (отсутствие разности плотностей эмульгируемых "масляной" и водной фаз) создаются идеальные условия для обеспечения 100% кинетической устойчивости получаемой обратной эмульсии, чего нет ни в одном из известных методов приготовления подобных эмульсий. Содержание эмульгатора в "масляной" фазе, как и в известном способе приготовления [3] обратных эмульсий, взятом за прототип, так и в предлагаемом составе и способе приготовления обратных эмульсий для добычи нефти, изменяли в пределах от 1 до 30% (вес.). В том и другом случае оценивалась кинетическая (К_у) и агрегативная (А_у) устойчивость образуемых обратных эмульсий.

К_у - по количеству выделившейся "масляной фазы" - V_м (в % объем.) от начального объема "масляной фазы" - V_мн, взятого для приготовленной в стандартных условиях 50% обратной эмульсионной системы, после ее статического отстаивания в течение 24 часов при температуре 20^oC, т.е.

К_у = [(V_мн - V_м)/V_мн]•100
А_у - оценивалась по количеству выделившейся воды - V_с (в % объем.) от начального объема воды - V_н, взятого для приготовления в стандартных условиях 50% обратной эмульсии, при воздействии на нее одних и тех же дегидрирующих факторов, например, обработка в центробежном поле при 20^oC, в течение t = 15 мин и w = 3000 об/мин.), т.е.

А_у = [(V_н - V_с)/V_н]•100
В табл. 2 для сравнения приведены данные, характеризующие основные технологические характеристики 50% обратных эмульсий (вязкость, кинетическую и агрегативную устойчивость), определяющие возможность их эффективного применения для добычи нефти. Из приведенных данных следует, что предлагаемый состав и способ приготовления обратных эмульсий позволяет при меньших (в 1,5 - 3 раза) расходных показателях по сравнению с известными составами и способами, получать более вязкие, кинетически и агрегативно более стойкие эмульсии обратного типа.

При этом в предлагаемом способе 100% кинетическая устойчивость обратных эмульсий достигалась как для сравнительно маловязкой эмульсии (при содержании эмульгатора в масляной фазе уже 1 вес.%), а так же и для более вязкой эмульсии (при содержании эмульгатора в масляной фазе 20% и более). В то же время для состава и способа, взятого за прототип даже при концентрации эмульгатора в масляной фазе 25 вес.% кинетическая устойчивость системы не превышала 60%.

Источники информации
1. Г. Н. Позднышев. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий, М.: Недра, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР N 245250, опубл. 1969.

3. Патент США N 4505828, опубл. 1985.

4. Позднышев Г. Н., Петров А.А. Природные стабилизаторы и устойчивость нефтяных эмульсий, Тр. ТатНИПИнефти, вып. XIX. г.Куйбышев, 1971 г. стр. 124.

Изобретение относится к нефтедобывающий промышленности, в частности к приготовлению обратных эмульсий (типа "вода в масле"), используемых для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин и/или изоляции водопри-тока нефтяных скважин. Состав обратных эмульсий для добычи нефти содержит воду, масляную фазу - жидкие нефтяные углеводороды парафинового ряда в смеси с реагентом АПК-растворителем для асфальтово-смолистых и порфириновых компонентов нефти, в соотношении, при котором ее плотность равна плотности воды, используемой для приготовления обратных эмульсий, и эмульгатор состава, вес. %: сырая тяжелая асфальтово-смолистая нефть с высоким - не менее 100 мкг/г-содержанием металло-порфириновых комплексов 25 - 85, растворитель - ароматический углеводород-толуол, ксилол 15 - 75. Способ приготовления обратных эмульсий предусматривает добавление указанного эмульгатора в указанную масляную фазу и диспергирование воды в полученном масле. Состав и способ предусматривают также содержание указанного эмульгатора в количестве, вес.%. 5 - 25. Техническим результатом является повышение устойчивости обратных эмульсий. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Состав обратных эмульсий для добычи нефти, включающий масляную фазу, воду, эмульгатор, содержащий эмульгирующий компонент и растворитель, отличающийся тем, что он содержит в качестве эмульгирующего компонента сырую тяжелую асфальтово-смолистую нефть с высоким - не менее 100 мкг/г - содержанием металло-порфириновых комплексов, в качестве растворителя - ароматический углеводород - толуол, ксилол, при их содержании, вес.%: указанная сырая нефть 25 - 85, указанный растворитель 15 - 75, а в качестве масляной фазы используют жидкие нефтяные углеводороды парафинового ряда в смеси с реагентом АПК-растворителем для асфальтово-смолистых и порфириновых компонентов нефти, в соотношении, при котором плотность масляной фазы равна плотности воды, используемой для приготовления обратных эмульсий. 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит эмульгатор указанного состава в количестве 5 - 25 вес.%. 3. Способ приготовления обратных эмульсий для добычи нефти, включающий добавление эмульгатора в масляную фазу и диспергирование воды в полученном масле, отличающийся тем, что в подготовленную вначале масляную фазу, в качестве которой используют жидкие нефтяные углеводороды парафинового ряда в смеси с реагентом АПК-растворителем асфальтово-смолистых и порфириновых компонентов нефти, в соотношении, при котором плотность масляной фазы равна плотности воды, используемой для приготовления обратных эмульсий, добавляют в качестве эмульгатора состав, содержащий, вес.%: в качестве эмульгирующего компонента - сырую тяжелую асфальтово-смолистую нефть с высоким - не менее 100 мкг/г - содержанием металло-порфириновых комплексов 25 - 85, а в качестве растворителя - ароматический углеводород-толуол, ксилол 15 - 75. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что эмульгатор указанного состава добавляют в количестве 5 - 25 вес.%.