ФЕРМЕНТНЫЙ ДЕСТРУКТОР ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2021 года по МПК C09K8/68 C09K8/86 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено в технологиях гидравлического разрыва пласта, глушения скважин и ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах, где в качестве технологических жидкостей используются сшитые и несшитые полимерные системы на основе гуаровых смол, производных целлюлозы и производных крахмала.

Известен состав для деструкции сшитого геля на основе гуаровой смолы включающий органический пероксид и активатор пероксида - сложный эфир карбоновой кислоты с числом атомов углерода 2-8 при следующем соотношении компонентов, % масс.: органический пероксид 51-70; сложный эфир 30-49 и с содержанием активатора пероксида, составляющим 2-14% от массы гуаровой смолы (RU №2487157, 2013).

Недостатками данного изобретения, являются:

Во-первых, сложность расчета точной дозировки деструктора, и в случае, если деструктора будет недостаточно, то гель разрушается не полностью. А в случае, если деструктора будет избыточное количество, то произойдет преждевременное разрушение геля;

Во-вторых, данный деструктор ограничен по применимости, может использоваться только для разрушения гелей на основе гуаровой смолы в технологиях ГРП;

В-третьих, данный деструктор не применим при низких температурах, например, при температурах ниже 20°С.

Наиболее близким к изобретению является способ гидравлического разрыва пласта с использованием фермента маннаногидролазы в качестве деструктора, который включает введение в пласт под давлением, достаточным для создания или расширения трещин в пласте, жидкости для гидравлического разрыва пласта, имеющей рН от 8,5 до 11,0, включающей: гидратируемый полимер, выбранный из группы, состоящей из немодифицированных гуаров и модифицированных гуаров; сшивающий агент для сшивания гидратируемого полимера с образованием полимерного геля; и ферментный деструктор, содержащий фермент маннаногидролазу, который имеет последовательность аминокислот, которая, по меньшей мере на 90% гомологична аминокислотной последовательности SEQ ID NO: 2 (RU №2014123560, 2015).

Недостатками данного изобретения являются:

Во-первых, сложность точной дозировки деструктора, так как он применяется в чистом виде;

Во-вторых, использование в составе деструктора одного фермента также ограничивает его по применимости, может использоваться только для разрушения гелей на основе гуаровой смолы в технологиях ГРП.

Техническая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении:

Во-первых, возможности точной дозировки деструктора, что позволяет избежать неполной или преждевременной деструкции;

Во-вторых, возможности применения деструктора не только к технологическим жидкостям на основе гуаровых смол в технологиях ГРП, а также на основе производных целлюлозы и производных крахмала в технологиях ГРП, глушения и ремонтно-изоляционных работах в газовых и нефтяных скважинах;

В-третьих, возможности применения данного деструктора не только при температурах от 20 до 80°С, но и при температурах ниже 20°С.

Указанная техническая задача решается тем, что деструктор на ферментной основе для технологических жидкостей, содержащий β-маннаназу, дополнительно содержит ксиланазу, амилазу и носитель, в качестве которого используется порошкообразный полимер природного происхождения или растворитель, в качестве которого используется одно-, или двух, или трехатомный спирт, или их смесь и вода, которые являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения заключается в следующем. Предлагается ферментный деструктор для технологий гидравлического разрыва пласта, глушения скважин и ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах, где в качестве технологических жидкостей используются сшитые и несшитые полимерные системы на основе гуаров, производных целлюлозы и производных крахмала, содержащий фермент β-маннаназу, который дополнительно содержит ксиланазу и амилазу и носитель или растворитель, где в качестве носителя используется полимер природного происхождения - крахмал пищевой; а в качестве растворителя используется одно-, или двух, или трехатомный спирт, или их смесь и вода, в качестве которой применяют воду питьевую, при следующем соотношении компонентов, % масс:

- β-маннаназа 0,001-0,0001, - ксиланаза 0,001-0,0001, - амилаза 0,001-0,0001, - природный полимер остальное,

или

- β-маннаназа 0,001-0,0001, - ксиланаза 0,001-0,0001, - амилаза 0,001-0,0001, одно-, или двух, или трехатомный спирт, или их смесь 40,0-60,0, - вода остальное.

Для исследований использовались:

β-маннаназа производства ООО «Тандем-Индустрия»;

Ксиланаза производства ООО «Концерн «Микробиопром»;

Амилаза производства ООО «Концерн «Микробиопром»;

Крахмал картофельный по ГОСТ Р 53876-2010.

Крахмал кукурузный по ГОСТ 32159-2013.

Крахмал технический для бурения по СТО Газпром РД 2.1-150-2005.

Этанол по ГОСТ 5962-2013;

Этиленгликоль по ГОСТ 19710-83;

Глицерин по ГОСТ 6259-75;

Вода питьевая по ГОСТ Р 51232-98.

Для приготовления сухого ферментного деструктора необходимо предварительно подготовить смесь из ферментов β-маннаназы, ксиланазы и амилазы в сухом виде, затем смесь нанести на крахмал пищевой путем смешения до однородного состояния.

Для приготовления жидкого ферментного деструктора необходимо предварительно подготовить смесь из ферментов β-маннаназы, ксиланазы и амилазы в сухом виде, затем сухую смесь добавить при перемешивании в водно-спиртовой раствор, содержащий одно-, или двух, или трехатомный спирт, или их смесь и воду, и перемешать до однородного состояния.

Нижняя и верхняя граница диапазона концентраций компонентов ферментного деструктора определяется необходимостью получить требуемые свойства ферментного деструктора.

Ниже представлены примеры получения описываемого ферментного деструктора.

Пример №1.

Для приготовления 1000,0 г сухого ферментного деструктора необходимо взять в сухом виде 0,1 г β-маннаназа, 0,5 г ксиланаза, 1,0 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем взять 998,4 г крахмала картофельного и перемешать его с ферментной смесью до однородного состояния.

Пример №2.

Для приготовления 1000,0 г сухого ферментного деструктора необходимо взять в сухом виде 1,0 г β-маннаназа, 0,1 г ксиланаза, 0,5 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем взять 998,4 г крахмала кукурузного и перемешать его с ферментной смесью до однородного состояния.

Пример №3.

Для приготовления 1000,0 г сухого ферментного деструктора необходимо взять в сухом виде 0,5 г β-маннаназа, 1,0 г ксиланаза, 0,1 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем взять 998,4 г крахмала технического для бурения и перемешать его с ферментной смесью до однородного состояния.

Пример №4.

Для приготовления 1000,0 г жидкого ферментного деструктора по второй рецептуре необходимо взять в сухом виде 0,1 г β-маннаназа, 0,5 г ксиланаза, 1,0 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем приготовить водо-спиртовой раствор из 400,0 г этанола и 598,4 г воды. После чего ферментную смесь добавить к водно-спиртовому раствору и перемешать до однородного состояния.

Пример №5.

Для приготовления 1000,0 г жидкого ферментного деструктора по второй рецептуре необходимо взять в сухом виде 1,0 г β-маннаназа, 0,1 г ксиланаза, 0,5 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем приготовить водо-спиртовой раствор из 500,0 г глицерина и 498,4 г воды. После чего ферментную смесь добавить к водно-гликолевому раствору и перемешать до однородного состояния.

Пример №6.

Для приготовления 1000,0 г жидкого ферментного деструктора по второй рецептуре необходимо взять в сухом виде 0,5 г β-маннаназа, 1,0 г ксиланаза, 0,1 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем приготовить водо-спиртовой раствор из 600,0 г этиленгликоля и 398,4 г воды. После чего ферментную смесь добавить к водно-гликолевому раствору и перемешать до однородного состояния.

Пример №7.

Для приготовления 1000,0 г жидкого ферментного деструктора по второй рецептуре необходимо взять в сухом виде 0,1 г β-маннаназа, 0,5 г ксиланаза, 1,0 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем приготовить водо-спиртовой раствор из 200,0 г этанола, 200 г этиленгликоля и 598,4 г воды. После чего ферментную смесь добавить к водно-спиртовому раствору и перемешать до однородного состояния.

Пример №8.

Для приготовления 1000,0 г жидкого ферментного деструктора по второй рецептуре необходимо взять в сухом виде 1,0 г β-маннаназа, 0,1 г ксиланаза, 0,5 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем приготовить водо-спиртовой раствор из 200,0 г этанола, 300,0 г глицерина и 498,4 г воды. После чего ферментную смесь добавить к водно-гликолевому раствору и перемешать до однородного состояния.

Пример №9.

Для приготовления 1000,0 г жидкого ферментного деструктора по второй рецептуре необходимо взять в сухом виде 0,5 г β-маннаназа, 1,0 г ксиланаза, 0,1 г амилаза и перемешать между собой до однородного состояния. Затем приготовить водо-спиртовой раствор из 100,0 г этиленгликоля, 500,0 г глицерина и 398,4 г воды. После чего ферментную смесь добавить к водно-гликолевому раствору и перемешать до однородного состояния.

В таблицах 2-5 указаны результаты разрушения технологических жидкостей

Как видно из таблиц №2-5 ферментный деструктор, приготовленный по примерам №1-9 полностью разрушает сшитые и несшитые полимерные системы на основе гуаровой смолы, несшитые полимерные системы на основе производных целлюлозы, несшитые полимерные системы на основе производных крахмала за определенных промежуток времени, как при температуре 20°С, так и при более низкой температуре 10°С.

Таким образом, применение предложенного ферментного деструктора позволяет решить задачи полной деструкции полимерного геля в технологических жидкостях на основе сшитых и несшитых полимерных систем, где в качестве полимера используются гуаровые смолы, производные целлюлозы и производные крахмала в технологиях ГРП, глушения и ремонтно-изоляционных работах в газовых и нефтяных скважинах.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено в технологии гидравлического разрыва пласта, глушения скважин, ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах, где в качестве технологических жидкостей используют сшитые и несшитые полимерные системы на основе гуаровых смол, производных целлюлозы и производных крахмала. Ферментный деструктор для разрушения - деструкции технологических жидкостей в технологиях гидравлического разрыва пласта, глушения скважин и ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах, где в качестве технологических жидкостей используются сшитые и несшитые полимерные системы на основе гуаровой смолы, несшитые полимерные системы на основе производных целлюлозы или производных крахмала, содержащий фермент β-маннаназу, дополнительно содержит ксиланазу и амилазу, и носитель или растворитель, где в качестве носителя используется полимер природного происхождения - крахмал пищевой; а в качестве растворителя - одно-, или двух, или трехатомный спирт, или их смесь и вода, в качестве которой применяют воду питьевую, при следующем соотношении компонентов, % масс.: β-маннаназа 0,0001-0,001, ксиланаза 0,0001-0,001, амилаза 0,0001-0,001, природный полимер - остальное, или β-маннаназа 0,0001-0,001, ксиланаза 0,0001-0,001, амилаза 0,0001-0,001, одно-, или двух-, или трехатомный спирт или их смесь 40,0-60,0, вода - остальное. Технический результат – обеспечение возможности точного дозирования деструктора, что повышает эффективность его применения, а также применение при температуре 20-80°С и ниже. 9 пр., 5 табл.

Ферментный деструктор для разрушения - деструкции технологических жидкостей в технологиях гидравлического разрыва пласта, глушения скважин и ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах, где в качестве технологических жидкостей используются сшитые и несшитые полимерные системы на основе гуаровой смолы, несшитые полимерные системы на основе производных целлюлозы или производных крахмала, содержащий фермент β-маннаназу, отличающийся тем, что дополнительно содержит ксиланазу и амилазу и носитель или растворитель, где в качестве носителя используется полимер природного происхождения - крахмал пищевой; а в качестве растворителя используется одно-, или двух, или трехатомный спирт, или их смесь и вода, в качестве которой применяют воду питьевую, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

β-маннаназа 0,0001-0,001 Ксиланаза 0,0001-0,001 Амилаза 0,0001-0,001 Природный полимер остальное

или

β-маннаназа 0,0001-0,001 Ксиланаза 0,0001-0,001 Амилаза 0,0001-0,001 Одно-, или двух, или трехатомный спирт или их смесь 40,0-60,0 Вода остальное