Состав для предотвращения образования отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти Советский патент 1987 года по МПК C02F5/10 C02F103/06 

1

Изобретение относится к использованию химических реагентов в процессах добычи и подготовки нефти для предотвращения отложений трудно растворимых солей в оборудовании и может быть использовано для предотвращения отложений солей в оборудовании при опреснении морской воды, утилизации высокоминерапизованных вод и в других процессах, где имеет .ся контакт металлической поверхности с водой, содержащей соли.

Целью изобретения является повышение степени ингибирования отложений наиболее часто встречающихся труднораство римых солей, особенно сульфата бария.

Состав по изобретению, кроме поли (2-гидроксипропиленаминоэтш1ен- амин-Ы,к )полиметиленфосфоната натрия, дополнительно содержит этилен- диаминтетраметиленфосфонат натрия (ЭДТФ), соли фосфорной и фосфористой кислот, хлорид натрия. При этом содержание указанных компо нентов должно бы1ъ в следующих соотношениях, мас.%:

Поли(2-гидроксипропиленаминоэтиленамин

7-15 3-10

5-10

4-8

1-2

Остальное

Указанный состав получают в две стадии. На первой стадии получают водный раствор хлоргидратов поли (2- гггидроксипропиленаминоэтиленамина) И этилендиамина методом межфазной поликонденсации.

Для этого смещивают раствор I мае.ч. 1,3-дихлоргидрина глицерина в 5-6 мае.ч. н-бутанола с раствором 1,3-1,5 мае.ч. этилендиамина в 4-5 мае.ч. воды и перемешивают при 50-60 С 0,5-1 ч. Затем добавляют концентрированную соляную кислоту до рН 5-6, образовавшийся водный паствор хлоргидратов аминов отделя20

25

865392

ют. Раствор содержит 25-30% хлор- гидратов аминов.

На второй стадии проводят конденсацию водного раствора гидрохлори- 5 дов аминов с формальдегидом и фосфористой кислотой в присутствии хлористого водорода.

Для этого смешивают 1 мае.ч. водного раствора гидрохлоридов аминов 0 с 1-2 мае.ч. 37%-ного раствора формалина, Г-2 мае.ч. фосфориетой кислоты и 0,1-1 мае.ч. концентрированной еоляной киелоты. Можно взять 1-3 мае.ч. треххлористого фосфора, дающего при гидролизе фосфористую кислоту и хлористый водород. Смесь нагревают 0,5-3 ч при 70-120°С, затем нейтрализуют гидроокисью натрия до рН 5-6 и получают состав ингибитора по изобретению.

Применение данного состава осуществляется с помощью известных технологических приемов и оборудования по методу периодического введения реагента в призабойную зону пласта скважины или по методу постоянной дозировки в затрубкое пространство скважины, а также путем добавки к деэмульгатору, подаваемому в аппарат для подготовки нефти.

Ингибитор эффективно предотвращает образование как отложений суль7 фата и карбоната кальция, так и сульфата бария в оборудовании и трубопроводах. Кроме того, ингибитор значительно способствует обес- соливанию нефти.

Пример 1. В реактор загружают 144 ммс.ч. дистиллированной воды и 47 мае.ч. этилендиамина. При перемешивании добавляют 180 мае.ч. н-бутанола, затем при 50-60 С добав- пяют 34 мае.ч. 1,3-дихлоргидрина глицерина. При 55-60°С реакцию продолжают 1 ч. Затем реакционную массу охлаждают до 30-40 С и добавляют концентрированную соляную кислоту (плотность 1,18) до рН 5,0-5,5, Пос- rQ ле отстаивания нижний слой - водный раствор гидрохлоридов-отделяют. Получают 345 мае. ч,, водного раствора, содержащего 30% гидрохлоридов поли (2-гидроксипропиленаминоэтиленамина) и этилендиамина. Полученный водный раствор гидрохлоридов используют для синтеза ингибитора.

В реактор загружают 62,7 мл 37%- ного раствора формалина и 45,5 мл

30

35

40

45

55

3

воды, при перемешивании и температуре 40-50 С постепенно дозируют 57,7 мл треххлористого фосфора. По окончании его гидролиза в смесь добавляют 45,9 мл водного растврра ги рохлоридов аминов при 75-80 С, зате выдерживают при 98-100 С.в течение 3 ч. Охлаждают до 20-30°С и нейтрализуют 40%-ным раствором гидроокиси натрия до рН 4,5-5. Получают 106 г состава, содержащего, мас.%: Поли(2-гидроксипропи- ленаминоэтиленамин- -N,N )полиметиленфосфонат натрия 9,75 ЭДТФ4,2

Хлорид Натрия8,5

Натриевые соли фосфористой кислоты8,1 Натриевые соли фосфорной кислоты1,0 Вода 68,45 Пример 2. В реактор загружают 114 г водного раствора гидрохлридов аминов, 3,5 мл концентрирован ной соляной кислоты и 153 г фосфоритой кислоты. При температуре не выше 80°С добавляют 132,8 мп 37%-ного раствора формалина. При 85 С реакци продолжают 20-25 мин, затем температуру повышают до 90-95 С и выдерживют 3 ч. Массу охлаждают и нейтрализ ют 40%-ным раствором гидроокиси натрия до рН 5-5,5. Получают состав содержащий, мас.%: Поли(2-гидроокси- пропиленаминоэти

Предлагаемый состав (по примеру 3)

ленамин-К,Н )по лиметиленфосфо- нат ЭДТФ

Хлорид натрия Натриевые соли фосфористой кислоты

Натриевые соли фосфорной кислоты

5 О

5

5

0

5

0

Вода61,6

Пример 3. Определение эффективности предотвращения отложений солей проводят по следующей методике. В серию колб на 250 мл помещают по 100 мл воды, содержащей соли, и добавляют реагент. Через определенное время определяют содержание катионов металлов в растворе. Параллельно проводят контрольный опыт без добавки реагента. В опытах используют искусственные воды, химический состав которых .близок к водам нефтяных месторожд енйй. Пересыщен-

л

ность этих вод по Са составляет для карбонатной водьг 180 мг/л, для сульфатной 800 мг/л. Температура испытаний составляет 80 С, продолжительность 8-16 ч. Эффективность ин- гибирования отложений сульфата бария определяют при 20-25 С. Пересы- щенность по Ва составляет 134 мг/л.

Результаты испытаний состава ингибитора по изобретению, полученного по примеру 3, и других использующихся ингибиторов, приведены в табл.1.

Таблица 1

58

85

100

73 100 100

100

100

Концентрация реагента в воде,мг/л

Поли(2-гидроксипро- пиленаминоэтилен- aMHH-N,N )Полинети- ленфосфонат натрия

эффективность предотв;ращения отложений сульфата и карбоната кальция в динамических условиях на тепловыделяющей поверхности (условия подготовки нефти) определяют измерением массы отложений солей на поверхности электронагревателя типа ТЭН-5, помещенного в ячейку, через . которую пропускался исследуемый раствор с добавкой реагента. Температура циркулирующего раствора составПродолжение табл.1

Эффективность ингибирова- ния,%

СаСО,

CaSO.

bdSO.

ляет ЗО-бО С, длительность опыта 5,5 ч. Сульфатный раствор готовят смешением хлорида кальция и сульфата натрия. Он содержит по50мг-экв/л ионов Са , 50, Na и СГ. Карбонатный раствор готовят смешением бикарбоната натрия и хлорида кальция, он содержит по 10 мг-экв/л ионов Са , НСО и по 200 мг-экв/л ионов Na и С1 . Полученные результаты приведены в табл.2.

Реагент

Предлагаемый состав (по примеру 2)

Поли(2-гидроксипро- пиленаминоэтилен- амин-Ы,и )полимети- ленфосфонат (иэИз результатов, приведеиных в табл.1 и 2, видно, что состав ингибитора по изобретению в отличие от известных реагентов обладает комп- ртексным действием и эффективно предотвращает отложения сульфата и карбоната кальция, сульфата бария, причем при одинаковом расходе имеет более высокую эффективность по сравнению с известными реагентами.ЭДТФ, ОЭДФ, ПАФ-13А.

Кроме того, существенным преимуществом данного состава является способность улучшить действие деэмульга- тора при подготовке нефти.

Пример 4. Влияние реагентов на обессоливание нефти проводят на эмульсии вода - масло, приготовленной на вазелиновом масле и 10%-ном водном растворе хлорида натрия в соотношении 99:1. Скорость перемешивания составляла 3000 об/мин, время перемешивания 10 мин, температура опыта , Влияние реагентов на обессоливание характеризовалось по остаточному содержанию хлористых солей в пробе, обработанной деэмульгатором диссольван 4411 и реагентом. Результаты приведены в табл.3.

Таблица 2

Эффективность ин- гибирования, %

СаСО,

CaSO.

5

10

64 88

68 94

Таблица 3

Реагент

5

Расход: деэмуль- гатор/ /реагент г/г

Остаточ- ное содержаниесолей, мг/л

40

Предлагаемый состав (по при91

Из табл.3 следует, что при до- бавк-е к деэмульгатору 1 г состава ингибитора остаточное содержание солей уменьшается до 190 мг/л. Применение деэмульгатора без ингибитора дает остаточное содержание 270 мг/л другие известные реагенты менее эффективны.

Пример 5. Влияние реагентов на обессоливание.определяют на нефти, содержащей 13600 мг/л хлористых солей.

В лабораторной установке, имитирующей работу промьшшенного аппарата, нефть обрабатывают диссольваном 4411 (50 г/т) и предложенным ингибитором, затем определяют содержание остаточных солей в нефти. Результаты представлены в табл.4.

Таблица 4

286539 О

Из полученных данных следует, что при добавлении предлагаемого состава к деэмульгатору содержание солей Б нефти после ее подготовки-; 5 уменьшается до 400-700 мг/л, а приме, нение одного эмульгатора дает сниже-- ние содержания солей лишь до 4820мг/л.

Таким образом, применение такого состава ингибитора позволяет эффек1 . f О тивно предотвратить образование отложений оснбвных типов труднораствориг мых солей в оборудовании. Кроме того, данный ингибитор способен улучшать процесс обессоливания нефти при ее подготовке.

Формула изобретения

15

20

Состав для предотвращения образования отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти, включающий водный раствор поли(2-гид- poкcипpoпилeнaминoэтилeнaмин-N,N )по- лиметиленфосфоната натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения степени ингибирования отложений, состав дополнительно содержит этилендиаминтетраметиленфосфо- нат натрия, хлорид натрия, натриевые 3Q соли фосфористой и фосфорной кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

25

3Q

1 725

5 645

10 424

30 4820

г- 13.600

3Q

35

40

45

Редактор Н.Швьздкая

Составитель Л.Ананьева

Техред Л.Олейник Корректор И.Myска

Заказ 7676/21 Тираж 849Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам 13обретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5

Состав для предотвращения образования отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти, включающий водный раствор поли(2-гид- poкcипpoпилeнaминoэтилeнaмин-N,N )по- лиметиленфосфоната натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения степени ингибирования отложений, состав дополнительно содержит этилендиаминтетраметиленфосфо- нат натрия, хлорид натрия, натриевые Q соли фосфористой и фосфорной кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поли (2-гидроксипропиленаминоэтиленамин-К,Н )

полиметиленфосфонат натрия

Этилендиаминтетраметиленфосфонат

натрия

Хлорид натрия

Натриевые соли

фосфористой

кислоты

Натриевые соли

фосфорной кислоты

Вода

5

0

5

7-15

3-10 5-10

4-8

1-2

Остальное

Изобретение относится к области использования составов реагентов для предотвращения отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти и обеспечивает повьшение степени ингибирования отложений наиболее часто встречающихся солей, особенно сульфата бария, а также улучшает действие эмульгатора и процесс обессоливания нефти при ее подготовке. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: поли(2-гидрокси- . пропиленаминозтиленамин-Н,Н )полиме- тиленфосфонат натрия 7-15; зтилен- диаминтетраметиленфосфонат натрия 3-10; хлорид натрия 5-10; натриевые соли фосфористой кислоты 4-8; натриевые соли фосфорной кислоты 1-2; вода остальное. 4 табл. Q W ISD 00 Од ел со