ТВЕРДЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ПРИ ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ Российский патент 2004 года по МПК E21B37/06 

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к твердым реагентам комплексного воздействия на асфальтеносмолопарафиновые отложения (АСПО), и предназначено для обработки внутрипромысловых и магистральных трубопроводов, преимущественно футерованных полиэтиленом, с целью их комплексной защиты (одновременное удаление с их поверхности АСПО и предотвращение отложений асфальтеносмолопарафиновых веществ АСПВ).

В настоящее время отсутствуют твердые реагенты комплексного действия по защите от АСПО труб, футерованных полиэтиленом.

Известен жидкий состав для отмывки асфальтенов, смол и парафинов с металлических поверхностей со следующим содержанием ингредиентов, мас.%: растворитель 3,00-52,00; сульфанол 0,25-2,50; малорастворимое поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0,05-0,15 и вода - остальное (см. Авт. свид. СССР №1114687, кл. С 09 К 3/00, опубл. 23.09.84 г.).

Также известна жидкая композиция для удаления АСПО, содержащая, мас.%: неионогенное ПАВ ОП-7 или ОП-10 16-35; сульфанол 4,5-10,3 и ароматический растворитель - остальное (см. Патент РФ №2173328, кл. С 09 К 3/00, 1999 г.).

Основным недостатком указанных известных состава и композиции является их нестабильное физическое состояние, а именно он сравнительно быстро расслаивается при хранении. А условия нефтедобычи таковы, что с момента приготовления состава для удаления АСПО до доставки его на месторождение и использование проходит, как правило, более месяца.

Еще одним недостатком этих известных состава и композиции является их крайне низкая эффективность удаления АСПО с неметаллических поверхностей и отсутствие у них свойства предотвращения образования АСПО. Т.е. эти известные составы не способны обеспечить комплексную защиту от АСПО поверхностей футерованных полиэтиленом.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по агрегативному состоянию является состав для комплексного воздействия на добываемые флюиды, содержащий порошкообразное техническое моющее средство ТМС, включающее не менее 4,5 мас.% поверхностно-активных веществ, не менее 11 мас.% фосфорно-кислых солей в пересчете на P₂O₅ и не менее 1,7 мас.% силиката натрия в пересчете на SiO₂, и две органические добавки: фосфоросодержащий реагент ИСБ-1 или ОЭДФ и кубовый остаток производства аминов C₁₇-C₂₀ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Фосфоросодержащий реагент ИСБ-1 или ОЭДФ 12-80

ТМС 7-60

Кубовый остаток производства аминов C₁₇-C₂₀ Остальное

(см. Патент РФ №2131969, кл. Е 21 В 37/06, 1997 г.). Указанный известный состав предназначен для предотвращения отложений солей и АСПВ в отношении легких, средних и особенно тяжелых нефтей, при одновременной стабильной поставке ингибирующих компонентов состава в добываемые флюиды при всех возможных соотношениях нефти и воды.

Однако указанный известный состав не обладает комплексным воздействием на АСПО, т.е. не обеспечивает одновременное удаление и предотвращение АСПО, в том числе с поверхностей, футерованных полиэтиленом. Вместе с этим некоторые ингредиенты (например, кубовые остатки производства аминов C₁₇-C₂₀) являются отходами вредных производств, а следовательно, не обеспечивают экологичность состава.

Технический результат, достигаемый предлагаемым твердым реагентом, заключается в придании ему свойства удаления АСПО с поверхности труб, футерованных полиэтиленом, при одновременном повышении у него эффективности предотвращения отложений АСПВ в этих условиях.

Дополнительный технический результат заключается в обеспечении экологичности реагента.

Достижение такого технического результата обеспечивается предлагаемым твердым реагентом для комплексного воздействия на асфальтеносмолопарафиновые отложения при добыче и транспорте нефти, содержащим порошкообразное техническое моющее средство ТМС, включающее не менее 4,5 мас.% поверхностно-активных веществ, не менее 11 мас.% фосфорно-кислых солей в пересчете на Р₂О₅ и не менее 1,7 мас.% силиката натрия в пересчете на SiO₂, и органические добавки, при этом в качестве органических добавок реагент содержит сульфанол и полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

ТМС 60-75

Сульфанол 15-30

Полиакриламид Остальное

Предлагаемый твердый реагент для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений рекомендуется использовать в виде 2-3%-ного водного раствора, а для предотвращения асфальтеносмолопарафиновых отложений рекомендуется размещать его в перфорированном контейнере, омываемом нефтью.

Достижение указанного технического результата стало возможным благодаря совместному воздействию входящих в предлагаемый реагент ингредиентов. Например, благодаря совместному воздействию ТМС и сульфанола, АСПО будет легко и полно удаляться с полиэтиленовой поверхности, по видимому, за счет повышенной проникающей способности молекул этих веществ в кристаллическую решетку отложений и за счет одинаковой органической природы “поверхность - вещество”, в результате чего на поверхности полиэтилена будет адсорбироваться защитная пленка, препятствующая прилипанию к этой поверхности кристалликов парафина, а присутствие полиакриламида делает этот процесс более эффективным за счет его обволакивающего воздействия.

Для получения заявляемого реагента в лабораторных условиях были использованы следующие вещества:

порошкообразное техническое моющее средство (ТМС) (ТУ 2499-019-04643756-96);

сульфанол-алкилбензолсульфонат натрия по ТУ 2481-159-00209645-99 с концентрацией основного вещества не менее 80%, порошкообразное вещество желтоватого цвета;

пполиакриламид (ПАА) марок: Праестол 2530, 2530ТВ, 2540 по ТУ 2216-001-40910172-98; полимер акриламида анионоактивный АК-642 по ТУ 6-02-00209-912-65-99;

вода техническая;

вода попутно-добываемая с плотностью от 1,005 до 1,170 г/см³.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером:

Пример. Для получения заявляемого твердого реагента в лабораторных условиях брали 0,6 г ТМС; 0,3 г сульфанола и 0,1 г ПАА. Порошкообразную смесь перемешивали и получали заявляемый реагент.

При проведении лабораторных испытаний определяли:

степень растворения заявляемого твердого реагента в водах различной плотности;

степень удаления АСПО с полиэтиленовой и металлической поверхностей предлагаемым реагентом;

моющую способность предлагаемого реагента для удаления АСПО;

эффективность по предотвращению отложений парафина.

Испытания по растворимости заявляемого твердого реагента проводили традиционным способом, а именно путем определения степени растворения различных веществ. Он заключается в следующем: навески заявляемого твердого реагента (1, 2 или 3 г) помещали в конические колбы с водой различной степени минерализации. Приготовив таким образом 1-, 2- и 3%-ные водные растворы, проводили визуальные наблюдения за степенью растворения заявляемого твердого реагента. Для ускорения растворения предлагаемого твердого реагента в воде допускается ее нагрев до 60°С. Указанные испытания были необходимы для выявления оптимальных концентраций водных растворов реагента при использовании его для удаления АСПО.

Степень растворения заявляемого твердого реагента в пресных и попутно-добываемых водах различной плотности приведены в таблице 1.

Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что заявляемый твердый реагент хорошо растворяется в пресной и слабоминерализованной воде с плотностью до 1,010 кг/см³, воде в концентрации 2-3%, поэтому раствор реагента такой концентрации является преимущественным при удалении АСПО.

Далее в ходе лабораторных испытаний определяли моющую способность заявляемого твердого реагента, используемого при реализации предлагаемого способа, и предельные и оптимальные соотношения ингредиентов в нем.

Моющая способность заявляемого реагента, а также эффективность удаления АСПО предлагаемым способом определялась по следующим показателям:

по отмыву пленки нефти;

по величине дисперсии АСПО в водном растворе заявляемого реагента;

по налипанию и замазыванию поверхности АСПО в среде водного раствора реагента;

по отмыву колбы от АСПО.

При проведении испытаний использовали АСПО Гожанского, Альняшского и Ольховского месторождений. Более подробные характеристики использованных при исследованиях АСПО приведены в таблице 2.

Данные, полученные в ходе исследований по моющей способности заявляемого реагента, приведены в таблице 3.

Данные таблицы 3 показывают, что заявляемый твердый реагент при содержании в нем 60-75 мас.% ТМС, 15-30 мас.% сульфанола и 10-15 мас.% ПАА обеспечивает при использовании эффективное удаление различных типов АСПО (отмыв АСПО от стенок составляет 85-100%, что на 15-20% эффективнее прототипа).

В ходе лабораторных испытаний определяли степень удаления АСПО с полиэтиленовой поверхности предлагаемым реагентом. Для этого брали полиэтиленовые образцы, которые предварительно обезжиривали и взвешивали. Затем на них наслаивали АСПО, подсушивали в течение 2 часов и снова взвешивали. После этого образцы помещали на 4 часа в водный раствор реагента 2%-ной концентрации, затем высушивали 16 часов при температуре 20°С и взвешивали. По разнице весов определяли степень отмыва образца от АСПО. Данные приведены в таблице 4.

Данные, приведенные в таблице 4, показывают, что предлагаемый реагент обеспечивает высокую эффективность удаления АСПО на 90-93% с полиэтиленовых поверхностей.

Такие же исследования проводились и на стальных пластинах, которые имитировали насосно-компрессорную трубу. Данные по отмыву АСПО с металлических пластин предлагаемым реагентом имеют такие же результаты по эффективности, как и по отмыву от АСПО полиэтиленовых образцов. Таким образом, предлагаемый твердый реагент можно рекомендовать к использованию как в добывающих скважинах, оборудованных металлическими трубами, так и в выкидных линиях и трубопроводах, футерованных полиэтиленом.

В ходе лабораторных испытаний также определяли эффективность предлагаемого и известного твердого реагента по предотвращению отложений парафина на поверхности полиэтиленового образца. Для этого обезжиренные, высушенные и взвешенные полиэтиленовые образцы помещали в смесь водного раствора твердого реагента, насыщенного парафином при 50°С, и выдерживали 4 часа. После чего их доставали, подсушивали, взвешивали и по степени осаждения на них осадка определяли относительную эффективность по предотвращению отложений парафина.

Результаты показали, что предлагаемый твердый реагент обеспечивает высокую эффективность по предотвращению отложения парафина, которая на 10-20% выше, чем у известного по прототипу твердого реагента.

При использовании предлагаемого твердого реагента в промысловых условиях рекомендуется применять его в виде водного раствора 2-3%-ной концентрации для промывок скважин и трубопроводов от АСПО, и в виде доставки в перфорированном контейнере для предупреждения от отложений АСПВ.

Применение предлагаемого твердого реагента позволит повысить эффективность борьбы с АСПО как в полиэтиленовых, так и в металлических трубопроводах, и увеличить время межремонтного периода работы скважин и пропускную способность трудопроводов, а также позволит повысить рентабельность работы скважин.

При приготовлении заявляемого реагента используются экологически безопасные компоненты, производящиеся в настоящее время на территории России.

Твердое состояние предлагаемого реагента обеспечивает его высокую стабильность и высокую технологичность при использовании, что позволяет увеличить сроки его хранения без изменения свойств и удобство доставки его на промысел.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к твердым реагентам комплексного воздействия на асфальтеносмолопарафиновые отложения АСПО, и предназначено для обработки внутрипромысловых и магистральных трубопроводов, преимущественно футерованных полиэтиленом, с целью их комплексной защиты (одновременное удаление с их поверхности АСПО и предотвращение отложений асфальтеносмолопарафиновых веществ АСПВ). Технический результат заключается в придании реагенту свойства удаления АСПО с поверхности труб, футерованных полиэтиленом, при одновременном повышении у него эффективности предотвращения отложений АСПВ в этих условиях, а также в обеспечении экологичности реагента. Твердый реагент содержит порошкообразное техническое моющее средство ТМС, включающее не менее 4,5 мас.% поверхностно-активных веществ, не менее 11 мас.% фосфорно-кислых солей в пересчете на Р₂О₃ и не менее 1,7 мас.% силиката натрия в пересчете на SiO₂, сульфанол и полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: ТМС 60-75; сульфанол 15-30; полиакриламид - остальное. Для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений его используют в виде 2-3%-ного водного раствора, а для предотвращения асфальтеносмолопарафиновых отложений – путем размещения в перфорированном контейнере, омываемом нефтью. 1 з.п.ф-лы, 4 табл.

1. Твердый реагент для комплексного воздействия на асфальтеносмолопарафиновые отложения при добыче и транспорте нефти, содержащий порошкообразное техническое моющее средство ТМС, включающее не менее 4,5 мас.% поверхностно-активных веществ, не менее 11 мас.% фосфорно-кислых солей в пересчете на Р₂О₃ и не менее 1,7 мас.% силиката натрия в пересчете на SiO₂, и органические добавки, отличающийся тем, что в качестве органических добавок реагент содержит сульфанол и полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

ТМС 60-75

Сульфанол 15-30

Полиакриламид Остальное