СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИН Российский патент 2011 года по МПК C09K8/74 

Описание патента на изобретение RU2434044C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения образования отложений неорганических солей при добыче нефти и газа из скважин.

Процессы добычи нефти и газа часто сопровождаются нежелательным образованием отложений неорганических солей в призабойной зоне пласта, на стенках подземного оборудования скважин, в наземных коммуникациях системы сбора и подготовки нефти и газа. Образующиеся отложения резко снижают производительность технологических процессов при добыче. Для предотвращения отложений солей широко применяют химическую обработку скважин ингибиторами солеотложения, содержащими различные фосфор-, азотсодержащие органические и неорганические соединения. Наиболее привлекательными с точки зрения эффективности ингибирования являются ингибиторы солеотложений на основе комплексонов.

Известен кислотосодержащий состав для предотвращения солеотложений, включающий нитрилотриметиленфосфоновую кислоту (НТФ), соляную кислоту и воду [Патент 2087677, Е21В 37/06, опубл. 20.08.97].

Однако данный состав используется, в основном, при обработке продуктивных пластов с карбонатной породой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является состав для предотвращения отложения неорганических солей при добыче нефти и газа из скважин карбонатных и терригенных продуктивных пластов. Состав содержит НТФ, соляную кислоту, кремнефтористоводородную (КФВК) кислоту и воду [Патент 2070910, C09K 3/00, опубл. 27.12.96].

Вышеприведенные составы готовятся с использованием дорогостоящих фосфор-, азотсодержащих комплексонов и товарной кремнефтористоводородной кислоты.

Недостатком данных композиций является то, что эффективность их действия достигается при сравнительно высоком содержании дефицитных, дорогостоящих реагентов.

Техническим результатом настоящего изобретения является исключение применения дефицитных, дорогостоящих реагентов, увеличение продуктивности пласта за счет предотвращения образования неорганических отложений при обработке карбонатных и терригенных продуктивных пластов, исключающее загрязнение пласта и внутрискважинного оборудования нерастворимыми солями и гелеобразными соединениями железа, снижающими его продуктивность, а также утилизация маточного раствора - отхода производства фосфонометилглицина.

Технический результат достигается применением состава для предотвращения отложений неорганических солей при добыче нефти и газа из скважин карбонатных и терригенных пластов, содержащий соляную кислоту и воду, при этом состав дополнительно содержит маточный раствор - отход производства фосфонометилглицина следующего состава, мас.%: хлорид аммония 4-5, хлорид натрия 4-5, фосфонометилглицин 2-2,5, бисфосфонометилглицин 1-1,5, фосфонометилиминодиуксусная кислота 1-1,5, бета-хлорпропионовая кислота до 5%, вода - остальное, а соляная кислота представляет собой отход фторорганических производств, содержащий до 25-30 мас.% хлористого водорода и до 4-6 мас.% фтористого водорода при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соляная кислота фторорганических производств 12-15 Отход производства фосфонометилглицина указанного состава 10-14 Вода Остальное

Содержащиеся в составе фосфонометилглицин, бисфосфонометилглицин и фосфонометилиминодиуксусная кислота являются высокоэффективными комплексонами с фосфоновыми группами, обладающие «пороговым» эффектом и действующие как хеланты, способные в субстехиометрическом соотношении препятствовать росту кристаллов осадкообразующих солей. Кроме этого, эти комплексоны обладают и кристаллоразрушающим эффектом - в случае образования зародышей кристалла они способны видоизменять форму зародыша и замедлять его дальнейший рост.

При обработках сульфатосодержащих карбонатных коллекторов растворами соляной кислоты в кислотные составы вводят присадку поваренной соли. Эта присадка снижает скорость растворения коллектора и предупреждает выпадение гипса или безводного сернокислого кальция [Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. / Под ред. Ш.К.Гиматудинова. - М.: Недра1983, стр.345].

Известно также, что использование смеси соляной кислоты и хлористого аммония эффективно для разрушения плотных пробок гипса. Кроме этого, хлорид аммония препятствует образованию внутри пласта нерастворимых соединений продуктов реакции соляной кислоты с породой. Поскольку механизм действия хлористого аммония основан не на подавлении центров кристаллизации, а на химическом разложении бикарбонат-ионов с выведением их из раствора в виде углекислого газа.

Известняк

СаСО3+2NH4Cl=CaCl2+(NH4)2CO3

(NH4)2СО3=2NH3+H2O+СО2.

Бикарбонат кальция

Са(НСО3)2+2NH4Cl=2NH4(НСО3)+CaCl2

2NH4(HCO3)=2NH3+2H2O+2CO2

(Ибрагимов Г.З., Сорокин В.А., Хисамутдинов Н.И. Химические реагенты для добычи нефти: Справочник рабочего. - М.: Недра, 1986 г., р.150, 168.)

Действие вышеперечисленных инградиентов обеспечивает высокую эффективность данного состава по предотвращению образования отложений неорганических солей в призабойной зоне пласта и на стенках подземного оборудования скважин.

Соляная кислота является отходом фторорганических производств, хладонов 22 и 21, полученным при очистке синтез-газа. Содержание хлористого водорода в данной соляной кислоте составляет до 25-30 мас.%, а фтористого водорода до 4-6 мас.%. Как известно, при обработке скважины, фтористый водород способен взаимодействовать с силикатными материалами, кварцем и каолином терригенного пласта, при этом поверхность контакта интенсивно разъедается

SiO2+4HF=SiF4+2H2O

H4Al2Si2O3+14HF=2AlF3+2SiF4+9H2O

Образовавшийся в результате реакций фтористый кремний, реагируя с водой в свою очередь образует гидрат окиси кремния, который по мере снижения кислотности раствора превращается из золя в студнеобразный гель, прочно запечатывающий поровое пространство. Для предупреждения образования в поровом пространстве геля кремниевой кислоты используется смесь плавиковой и соляной кислот. При этом соляная кислота обеспечивает кислотность среды и предотвращает образование геля. [Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. / Под ред. Ш.К.Гиматудинова. - М.: Недра, 1983, стр.351]. Поскольку продуктами реакции являются силикатные золи, то такое взаимодействие ведет к увеличению шероховатости пород, образованию прочных силикатных пленок, и следовательно, увеличению площади поверхности адсорбента, за счет чего увеличивается и величина адсорбции комплексонов. Таким образом, увеличение адсорбции ингибитора будет протекать за счет воздействия соляной кислоты на карбонатные породы и пленочную нефть. Дополнительно, увеличение степени адсорбции ингибитора будет обеспечиваться за счет увеличения площади поверхности силикатных пород вследствие их разъедания фтористым водородом, с возможностью адсорбции комплексонов на твердой поверхности и проникновения ингибитора в состав силикатных золей, покрывающих поверхность контакта ингибирующего раствора с силикатными минералами. За счет того, что ингибитор находится преимущественно в составе силикатного золя, десорбция ингибитора будет протекать медленнее, поскольку силикатные пленки золя с ингибитором устойчивее к вымыванию. Это приводит к тому, что период десорбции увеличивается, а это означает, что повышается и эффективность использования ингибитора солеотложения. Поскольку образование геля из силикатного золя предотвращается соляной кислотой, то предлагаемый ингибирующий состав солеотложения можно применять даже в малопроницаемых коллекторах.

Маточный раствор является отходом производства фосфонометилглицина и представляет собой однородную, прозрачную жидкость, содержащую, мас.%: 4-5 хлорида аммония, 3,5-5 хлорида натрия, 2-2,5 фосфонометилглицина, 1-1,5 бисфосфонометилглицина, 1-1,5% фосфонометилиминодиуксусной кислоты, до 5 бета-хлорпропионовой кислоты и воду.

Приведенный состав для предотвращения отложений неорганических солей при добыче нефти и газа из скважин карбонатных и терригенных пластов является оптимальным, снижение содержания компонентов менее указанных нижних пределов их концентраций приводит к снижению его эффективности, а увеличение выше верхних пределов их концентраций не приводит к значимому увеличению эффективности предлагаемого состава.

Состав готовят следующим образом.

Пример 1

В емкость для приготовления состава загружают 15 г соляной кислоты фторорганических производств (концентрация 27,5%), затем добавляют 10 г маточного раствора производства фосфонометилглицина и 75 г воды. Смесь перемешивают в течение 30 минут до получения однородного по объему раствора. Таким образом, варьируя соотношение компонентов, готовят составы 2-8 (табл.) по аналогии с примером 1.

Предлагаемый состав для обработки скважины стабилен при перевозке и хранении. Данный состав хорошо смешивается с пластовой водой в любых соотношениях, обеспечивает эффективное предотвращение солеобразования за счет комплексного воздействия нескольких действующих веществ, входящих в состав.

Определение ингибирующей способности состава.

Метод определения эффективности ингибирования основан на приготовлении пересыщенных растворов по сульфату кальция и сравнении данных титрования двух опытов: без ингибирующей добавки и с добавлением испытуемого состава. Раствор сульфата кальция с массовой концентрацией 10 г/дм3 готовили путем смешивания двух растворов, содержащих:

№1. 250 см3 раствора содержит 4,08 г хлорида кальция обезвоженного.

№2. 250 см3 раствора содержит 5,22 г сульфата натрия.

В термостатируемый кристаллизатор загружали раствор №1, добавляли расчетное количество испытуемого ингибирующего состава и добавляли раствор №2. Смесь выдерживали при перемешивании и температуре 38-42°С в течение двух часов. Затем содержимое кристаллизатора фильтровали и титровали фильтрат раствором трилона Б в присутствии раствора кальциона. Для расчета эффективности ингибирования солеотложения проводили холостой опыт без ингибирующей добавки.

Эффективность ингибирования солеотложения (Э) в процентах вычисляли по формуле:

Э=[(Vi-Vk)/(Vo-Vk)]×100,

где Vo - объем трилона Б, израсходованного на титрование смеси растворов солей в начальный момент, см3;

Vk - объем трилона Б, израсходованного на титрование раствора без ингибирующей добавки по окончании испытания, см3;

Vi - объем трилона Б, израсходованного на титрование раствора с добавкой ингибитора по окончании испытания, см3.

Результаты проведенных исследований приведены в таблице.

Результаты испытаний эффективности ингибирования солеотложений различных составов. № п\п Содержание компонентов, мас.% Эффективность ингибирования солеотложений, % Соляная кислота фторорганических производств Маточный раствор производства фосфонометилглицина Вода 1 2 3 4 5 Предлагаемый состав 1 15 14 остальное 100 2 15 12 остальное 100 3 15 10 остальное 100 4 13 10 остальное 100 5 13 14 остальное 100 6 12 14 остальное 100 7 12 12 остальное 100 8 12 10 остальное 100 Составы прототипа Патент 2070910 Соляная кислота НТФ КФВК Вода 9 8,00 0,2 1,0 остальное 100 10 13,00 0,2 3,0 остальное 100 11 13,00 0,5 3,0 остальное 100

Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав (оп 1-8), так же, как и составы прототипа (оп 9-11), обладает высоким эффектом защиты от солеотложений.

Предлагаемый состав по сравнению с известными обладает следующими преимуществами:

- осуществляется эффективная защита от солеотложений при обработке карбонатно-терригенных пластов за счет комплексного воздействия нескольких действующих веществ;

- снижается экологическая нагрузка на окружающую среду за счет эффективного использования отхода действующего производства, содержащего ценные компоненты, функционально действующие на породу пласта и защищающие нефтепромысловое оборудование от солеотложений и коррозии;

- снижается себестоимость производства состава для предотвращения солеотложений за счет замены дорогих и дефицитных компонентов отходом действующего производства.

Похожие патенты RU2434044C1

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИН 2010
  • Ускач Яков Леонидович
  • Попов Юрий Васильевич
  • Леденев Сергей Михайлович
  • Кострюкова Марина Николаевна
RU2447125C1
СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИН 2010
  • Ускач Яков Леонидович
  • Попов Юрий Васильевич
  • Кострюкова Марина Николаевна
  • Зотов Станислав Борисович
RU2434043C1
СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ СОЛЕЙ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА 2015
  • Шангараева Лилия Альбертовна
  • Максютин Александр Валерьевич
  • Султанова Дина Анасовна
RU2599150C1
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ В НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ 2005
  • Живаева Вера Викторовна
  • Воробьев Сергей Владимирович
  • Ивонтьев Константин Николаевич
  • Кабо Владимир Яковлевич
  • Комзалов Алексей Геннадьевич
RU2320852C2
Солянокислотный состав для обработки и разглинизации прискважинной зоны пласта 2018
  • Мусабиров Мунавир Хадеевич
  • Дмитриева Алина Юрьевна
RU2704167C1
СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ 2013
  • Пантелеева Альбина Романовна
  • Тишанкина Раиса Фазыловна
  • Половняк Сергей Валентинович
  • Тишанкина Ирина Валерьевна
  • Сафин Анатолий Нариманович
RU2531298C1
Реагентный состав для растворения карбонатного кольматанта 2019
  • Хвостова Вера Юрьевна
  • Оводов Сергей Олегович
  • Казарян Валентина Петровна
  • Шулепин Сергей Александрович
RU2717850C1
Состав для предотвращения отложений неорганических солей 1990
  • Антипин Юрий Викторович
  • Хуснияров Анвар Шагидуллович
  • Шамаев Григорий Анатольевич
  • Виноградова Надежда Леонидовна
  • Комлев Владимир Викторович
SU1804469A3
СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ 2016
  • Хормали Азизоллах
  • Петраков Дмитрий Геннадьевич
  • Тананыхин Дмитрий Сергеевич
  • Шангараева Лилия Альбертовна
RU2637537C1
Кислотный состав для химической обработки и разглинизации прискважинной зоны пласта 2018
  • Мусабиров Мунавир Хадеевич
  • Дмитриева Алина Юрьевна
  • Насибулин Ильшат Маратович
RU2677525C1

Реферат патента 2011 года СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ И ГАЗА ИЗ СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения образования отложений солей при добыче нефти и газа из скважин. Технический результат - исключение необходимости применения дефицитных, дорогостоящих реагентов, увеличение продуктивности пласта, увеличение срока работы оборудования за счет снижения коррозионной активности применяемого состава, утилизация отхода производства фосфонометилглицина. Состав для предотвращения отложений неорганических солей при добыче нефти и газа из скважин карбонатных и терригенных пластов содержит воду, соляную кислоту фторорганических производств - отход фторорганических производств, содержащий до 25-30 мас.%, хлористого водорода и до 4-6 мас.%, фтористого водорода, и отход производства фосфонометилглицина состава, мас.%: хлорид аммония 4-5, хлорид натрия 4-5, фосфонометилглицин 2-2,5, бисфосфонометилглицин 1-1,5, фосфонометилиминодиуксусная кислота 1-1,5, бета-хлорпропионовая кислота до 5, вода остальное, при следующем соотношении компонентов, мас.%: соляная кислота фторорганических производств 12-15, отход производства фосфонометилглицина 10-14, вода - остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 434 044 C1

Состав для предотвращения отложений неорганических солей при добыче нефти и газа из скважин карбонатных и терригенных пластов, содержащий соляную кислоту и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит маточный раствор - отход производства фосфонометилглицина следующего состава, мас.%: хлорид аммония 4-5, хлорид натрия 4-5, фосфонометилглицин 2-2,5, бисфосфонометилглицин 1-1,5, фосфонометилиминодиуксусная кислота 1-1,5, бета-хлорпропионовая кислота 3-5, вода остальное, а соляная кислота представляет собой соляную кислоту фторорганических производств - отход фторорганических производств, содержащий до 25-30 мас.% хлористого водорода и до 4-6 мас.% фтористого водорода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Соляная кислота фторорганических производств 12-15 Отход производства фосфонометилглицина указанного состава 10-14 Вода остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2434044C1

RU 2070910 С1, 27.12.1996
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ 1993
  • Хусаинов Р.Б.
  • Сорокин А.В.
  • Жуйков А.Е.
RU2087677C1
СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ ИЛИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА 1995
  • Валеева Т.Г.
  • Ефремов А.И.
  • Хлебников В.Н.
  • Шкуро В.Г.
  • Вердеревский Ю.Л.
  • Гоголашвили Т.Л.
  • Зиятдинов И.Х.
  • Желтухин И.А.
RU2100586C1
Состав для химической обработки призабойной зоны пласта 1981
  • Тосунов Эдуард Михайлович
  • Полухина Надежда Александровна
SU1084421A1
СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН 1999
  • Сафин С.Г.
  • Гафиуллин М.Г.
  • Есипенко А.И.
RU2204708C2
СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА 2003
  • Глазков О.В.
  • Прасс Л.В.
RU2237157C1
US 4552672 A, 12.11.1985
US 4981601 A, 01.01.1991.

RU 2 434 044 C1

Авторы

Ускач Яков Леонидович

Попов Юрий Васильевич

Кострюкова Марина Николаевна

Даты

2011-11-20Публикация

2010-05-07Подача