Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений Российский патент 2020 года по МПК E21B37/06 C09K8/524 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для удаления и растворения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) с поверхности скважинного и нефтепромыслового оборудования, в резервуарах и нефтесборных коллекторах, напорных и магистральных трубопроводах.

Процессы добычи, сбора и подготовки нефти осложнены комплексом проблем, связанных с АСПО. Одним из эффективных методов удаления АСПО из технологического оборудования является применение различных удалителей (растворителей, РАСПО). Составы для удаления (растворения) АСПО обычно представляют собой композицию растворителей, содержащую органические добавки. В качестве растворителя используют ароматические и/или алифатические, нафтеновые углеводороды и их смеси.

Так, известен состав для удаления АСПО, содержащий, об. %: алифатические углеводороды (50-85), полярный неэлектролит (2-5), неионогенное ПАВ (1-2), катионное ПАВ (1-2), растворитель - абсорбент-А-2 тяжелый (7-22), ароматические углеводороды остальное. RU 2183650 С1, опубл. 20.06.2002.

Недостатком указанной композиции является ее сложный состав и низкая эффективность в условиях низких температур.

Известен состав для удаления АСПО, использующийся для удаления АСПО из призабойной зоны пласта, выкидных линий, нефтесборных коллекторов и нефтепромыслового оборудования нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, содержащий, об. %: алифатические углеводороды (36-78); ароматические углеводороды (20-60); полярный неэлектролит (0,5-4); поверхностно-активное вещество - деэмульгатор (0,01-1,0); регулятор рН - остальное. RU 2129583 С1, опубл. 27.04.1999.

Недостатком указанного известного состава является низкая эффективность удаления тяжелых АСПО.

Известен состав для удаления АСПО, содержащий об. %: алифатические углеводороды (25-85), полярный неэлектролит (2-5), неионогенное ПАВ (1-2), катионное ПАВ (1-2), ароматические углеводороды - остальное. RU 2165953 С1, опубл. 27.04.2001.

Недостатком указанного состава является его сложность, кроме того, он не предназначен для условий низких температур.

Известен состав, который содержит ароматический и алифатический углеводородные растворители и неионогенное поверхностно-активное вещество, в качестве которого используют депрессорно-диспергирующую присадку, содержащую эмульгатор «Ялан-Э2» и сополимер этилена с альфа-олефинами с молекулярной массой от 500 до 100000 или полиалкилакрилат, при следующем соотношении компонентов, мас. %: растворители (97-98), депрессорно-диспергирующая присадка (2-3). В качестве углеводородных соединений могут быть выбраны: бензол, толуол, ксилол, этилбензол, нефтяные дистилляты. RU 2632845 С1, опубл. 27.04.2001.

Недостатком этого состава является его многокомпонентность и сложность синтеза депрессорно-диспергирующей присадки.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу и принятым ближайшим аналогом является состав для удаления АСПО, который содержит ароматический растворитель, неионогенное ПАВ (НПАВ) ОП-7 или ОП-10, анионоактивное поверхностно-активное вещество (сульфонол) в соотношении с ОП-7 или ОП-10 как 1:3,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %: ОП-7 или ОП-10 (16-35), сульфонол (4,5-10,3), ароматический растворитель - остальное. RU 2173328 С1, опубл. 10.09.2001.

Недостатком такого состава являются: сложный состав ПАВ, включающий как НПАВ, так и анионоактивный компонент; весьма высокое (до 27 мас. %) содержание НПАВ; его ограниченная применимость: пригодные для растворения АСПО включают небольшое содержание парафинов; так, по данным таблицы 2, содержание парафинов в групповом составе АСПО, находится в пределах 31,47-35,11 мас. %, в то время как, для обширного ряда месторождений оно может превышать 80 мас. %.

К недостаткам следует также отнести непригодность такого состава для использования в условиях низких температур ввиду потери композицией гомогенности при охлаждении.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание упрощенного состава для удаления высокопарафинистых АСПО с широким диапазоном содержания асфальтенов, смол и пригодного для применения при низких температурах с сохранением его стабильности и гомогенности.

Техническим результатом от реализации изобретения, является повышение эффективности удаления и разрушения АСПО, имеющих широкий диапазон содержания асфальтенов, смол и парафинов, упрощение состава и обеспечение возможности использования при температурах ниже минус 50°С, и совместимости с пластовыми водами (отсутствие высаливающей способности).

Технический результат достигается тем, что состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, содержащий алифатический спирт, неионогенное поверхностно-активное вещество, растворитель, согласно изобретению, дополнительно содержит модификатор - сложный эфир неопентилполиола, содержащий в молекуле неопентильный фрагмент, при следующем соотношении компонентов, масс %: алифатический спирт 0,1-10 неионогенное поверхностно-активное вещество 0,1-2,0 модификатор 0,5-5 растворитель остальное. Достижению технического результата способствует то, что в качестве модификатора - сложного эфира неопентилполиола, содержащего в молекуле неопентильный фрагмент, он содержит эфир пентаэритритовый базовый ПЭТ-Б (сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀), эфир пентаэритритовый СНП 5750, эфир триметилолпропановый базовый ТМП-СТ или эфир неопентилгликоля и жирных кислот Synative ES 2917.

В качестве алифатического спирта он содержит метанол (ГОСТ 6995-77 или ГОСТ 2222-95), этанол (ГОСТ 17299-78 или ГОСТ 55878-2013), изопропанол (ГОСТ 9805-84) или КОБС (кубовый остаток производства бутиловых спиртов, СТО 05742746-01-13-2018 версия 4.00), а в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества - оксиэтилированный алкилфенол - Неонол АФ 9-12 или Неонол АФ 9-6 (ТУ 2483-077-05766801-98).

В качестве растворителя он содержит ароматические и/или алифатические углеводороды - производимые химическими предприятиями РФ торговые марки фракций углеводородов - и/или их смеси:

ФАУ (фракция ароматических углеводородов), СТО 001-49765-005-2013 (Т_кип. 126-177°С).

АР (растворитель ароматический), СТО 91051486-009-2012 (Т_кип. 150-200°С).

ФЭ (фракция этилбензольная), СТО 91051486-001-2011 (Т_кип. 200°С).

ФБ (фракция бензолсодержащая), СТО 05766586-003-2011 (Т_кип.50-115°С, бензол/алифатические углеводороды = 1/5).

Петролейный эфир 70/100, ТУ 6-02-1244-83.

Нефрас-С2-80/120, ТУ 38.401-67-108-92.

Нефрас-А-130/150, ГОСТ 10214-78.

Заявленный состав для удаления АСПО отличается удешевленным составом, характеризуется низкими расходными нормами НПАВ, не превышающими 2 масс %, исключают дополнительную добавку анионоактивного ПАВ, использует в качестве компонентов доступные и стабильные соединения, обеспечивающие стабильность композиции при низких (ниже минус 50°С) температурах и производимые как отечественной, так и зарубежной промышленностью по известным технологиям.

Предложенный состав проявляет полную совместимость с пластовой водой и обладает высокой моющей эффективностью в отношении АСПО различного состава, включая высокопарафинистые.

Эфир пентаэритритовый базовый ПЭТ-Б (сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀), СТО 07548712-014-2013, или эфир пентаэритритовый СНП 5750, СТО 52764037-005-2014.

Эфир триметилолпропановый базовый ТМП-СТ, ТУ 0253-017-07548712-2013.

Эфир неопентилгликоля и жирных кислот Synative ES 2917 (Германия).

Наличие ароматических углеводородов в смеси с алифатическими углеводородами позволяет эффективно растворять асфальтосмолистые вещества, которые мало или не растворимы в парафиновых углеводородах, в свою очередь, присутствие парафиновых углеводородов способствует удалению парафиновых отложений.

Присутствие сольватирующих полярных компонентов (спирты, эфиры) приводит к солюбилизации частиц асфальтенов и препятствуют их слипанию.

Достоинством заявляемого состава для удаления АСПО является, кроме того, тот факт, что эффективность, которую обеспечивают эфиры неопентилполиолов, проявляется при их весьма небольшом содержании в составе - 0,5-5,0 мас. %.

Таким образом, анализ отобранных в процессе поиска известных технических решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявленной совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии его условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия предлагаемого решения условию патентоспособности "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления состава и свойства получаемых композиций. Приведенные ниже примеры не ограничивают объем притязаний, представленных в формуле изобретения.

В соответствии с изобретением, состав для предотвращения АСПО получают смешением компонентов, которые берут в произвольной последовательности в количествах, соответствующих заданному составу.

Пример 1.

В стеклянную трехгорлую круглодонную колбу объемом 3 л, снабженную механическим перемешивающим устройством, термометром и обратным холодильником, помещают 2010,646 г (92,5 мас. %) растворителя ФАУ, 44,361 г Неонола АФ-9-12 (2 мас. %), 10,868 г эфира ПЭТ-Б (0,5 мас. %) и 108,694 г метанола (5 масс %). Содержимое перемешивают при комнатной температуре в течение 30 мин. Получают 2172,395 г состава для удаления АСПО в виде однородной бесцветной прозрачной жидкости без взвешенных и оседающих частиц. Примеры 2-6.

Состав для удаления АСПО готовят, как описано в примере 1, но при использовании реагентов и их соотношений, указанных в таблице 1. Определение технологических свойств проводят согласно Положению Компании ПАО «НК «Роснефть» «Порядок применения химических реагентов на объектах добычи углеводородного сырья Компании» №П1-01.05 Р-0339 версия 1.00. Моющие свойства определяют при массовом отношении АСПО/растворитель АСПО 1:10. Для тестирования использованы АСПО месторождений Поволжья, Восточной Сибири и Юга России.

Испытания коррозионной агрессивности реагентов проводят в соответствии с ГОСТ Р 9.905. Коррозионная агрессивность оценивается гравиметрическим методом, по изменению массы образцов из углеродистой стали.

Все образцы состава для удаления АСПО по примерам 1-8, приведенным в таблице, представляют собой однородные бесцветные прозрачные жидкости без взвешенных и оседающих частиц, сохраняющие гомогенность при пониженных температурах и имеющие температуру застывания ниже минус 50°С, характеризующиеся кинематической вязкостью при 20°С 0,83-0,85 мм²/с, при минус 40°С - 2,53-2,71 мм²/с, плотностью при 20°С 0,7033-0,8700 г/см³, коррозионной агрессивностью менее 0,03 г/(м²⋅ч).

Они характеризуются полной совместимостью с моделями пластовых вод. Как видно из данных таблицы (примеры 1, 5, 6), предложенные составы для удаления АСПО обладают высокой, практически исчерпывающей моющей эффективностью в отношении АСПО различного состава, включая высокопарафинистые. Наличие сложного эфира неопентилполиола в составе в количестве 0,5 мас. % приводит к увеличению эффективности действия состава для удаления АСПО в 1,8 раза (примеры 2 и 4).

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для удаления и растворения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) с поверхности скважинного и нефтепромыслового оборудования, в резервуарах и нефтесборных коллекторах, напорных и магистральных трубопроводах. Состав содержит алифатический спирт, неионогенное поверхностно-активное вещество, углеводородный растворитель и модификатор - сложный эфир неопентилполиола, содержащий в молекуле неопентильный фрагмент, при следующем соотношении компонентов, мас.%: алифатический спирт - 0,1-10, неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1-2,0, модификатор - 0,5-5, углеводородный растворитель - остальное. В качестве модификатора он содержит эфир пентаэритритовый базовый ПЭТ-Б, эфир пентаэритритовый СНП 5750, эфир триметилолпропановый базовый ТМП-СТ или эфир неопентилгликоля и жирных кислот Synative ES 2917. В качестве алифатического спирта - метанол, этанол, изопропанол или кубовый остаток бутиловых спиртов. В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества - оксиэтилированный алкилфенол - Неонол АФ 9-12 или Неонол АФ 9-6. В качестве углеводородного растворителя - ароматические углеводороды ФАУ, АР, ФЭ, ФБ, Нефрас-А-130/150 и/или алифатические углеводороды Нефрас-С2-80/120, петролейный эфир 70/100) и/или их смеси. Повышается эффективность удаления и разрушения АСПО, имеющих широкий диапазон содержания асфальтенов, смол и парафинов, упрощается состав и обеспечивается возможность использования при температурах ниже минус 50°С, и совместимость с пластовыми водами. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.

1. Состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, содержащий алифатический спирт, неионогенное поверхностно-активное вещество, углеводородный растворитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модификатор - сложный эфир неопентилполиола, содержащий в молекуле неопентильный фрагмент, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

алифатический спирт 0,1-10 неионогенное поверхностно-активное вещество 0,1-2,0 модификатор 0,5-5 углеводородный растворитель остальное

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве модификатора - сложного эфира неопентилполиола, содержащего в молекуле неопентильный фрагмент, он содержит эфир пентаэритритовый базовый ПЭТ-Б, эфир пентаэритритовый СНП 5750, эфир триметилолпропановый базовый ТМП-СТ или эфир неопентилгликоля и жирных кислот Synative ES 2917.

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алифатического спирта он содержит метанол, этанол, изопропанол или кубовый остаток бутиловых спиртов.

4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества он содержит оксиэтилированный алкилфенол - Неонол АФ 9-12 или Неонол АФ 9-6.

5. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеводородного растворителя он содержит ароматические углеводороды ФАУ, АР, ФЭ, ФБ, Нефрас-А-130/150 и/или алифатические углеводороды Нефрас-С2-80/120, петролейный эфир 70/100) и/или их смеси.