Способ определения химической стабильности поверхностно-активных веществ Советский патент 1990 года по МПК E21B43/22 G01N33/00 G01N30/90 

Изобретение относится к нефтедобывающей промьшшенности, в частности к определению химической стабильности ПАВ, применяемых для извлечения

-остаточной нефти, и может быть использовано для оценки их пригодности к промьшшенным испытаниям.

1 табильность -ПАВ и композиций на |их основе является одним из основных требований, предъявляемых к ПАВ при закачке и эффективном использовании последних в различных технологиях заводнения для повышения нефтеотдачи. ,

Цель изобретения - повышение экс- прессности способа определения не- ,ионогенных поверхностно-активных |веществ (НПАВ) и обеспечение правиль |ности результатов.

I На фиг. 1 приведены кинетические -.кривые, характеризующие процесс де- струкции НПАВ во времени; на фиг. 2 факторы, влияюище на стабильность ПАВ: а) температура; б) давление; в) степень оксиэтилирования; на фиг.З - контроль превращения НПАВ ме тодом тонкослойной хроматографии. : Условия эксперимента: раствор ;НПАВ в пластовой воде выдерживается ;в термобарических условиях пласта с Iдезинтегрированной керновой породой при перемешивании; кроме того, весовое соотношение НПАВ: керновая порода примерно в 10 раз выше, чем в I пластовых условиях.

Весовое соотношение НПАВ : керно- ;вая порода : пластовая вода (0,5- .;-1):1:(49,5-49)J не соответствующее пластовым условиям ни одного реаль - ного месторождения, является универсальным, одинаковым для всех место- рождений, необходимым для оперативного и достоверного определения степени химической деструкции НПАВ в условиях любого месторождения (см. таблицу).

Сущность способа заключается в следующем.

Размолотый представительный образец породы смешивают -с исследуемым на химическую стабильность растворо НПАВ 0,5-10%-ной концентрации в платовой воде с исследуемого месторождения, взятых в массовых соотношениях керновая порода : НПАВ : пластвая вода (0,5-1):1 :(49.,5-49), помещают в герметичный сосуд.

Создают термобарические условия конкретного месторождения. Давление, соответствующее пластовому, подерживают азотом. Температура строг регулируется.

Реакционную массу выдерживают в условиях, максимально приближенных к пластовым конкретного месторожде

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния, в течение 7-21 ч, предпочтительнее 14ч.

Контроль за процессами, происходящими с ПАВ, осуществляют методом тонкос лойной хроматографии (ТСХ) йа силуфольных пластинах элюэнт - этил- : спирт : аммиак 1:1:0,4 (см. фиг.3).

Продукты химической деструкции и оставшееся ПАВ выделяют из водного раствора одним из известных методов: ступенчатой экстрацией растворителями: гексан, эфир, бензол, хлороформ: экстракцией хлороформом или требути- ловым спиртом.

Разделение продуктов деструкции осуществляют методом колоночной жидкостной хроматографии на силикагеле (АСК 0,2-0,4 мм), элюэнты: гексан; бензол, спирт, ацетон (по 150 мл каждого) .

Растворители отгоняют, а выделенные и проверенные по ТСХ индивидуальные продукты деструкции и ПАВ анализируют физико-химическими методами (ИК-, ПМР-спек троскопией, ГЖХ и элементным анализом). По количеству выделенных продуктов химической деструкции ПАВ и количеству оставшегося молекулярного ПАВ определяют химическую стабильность последнего.

Пример. В автоклав или герметичный сосуд загружают 1 г породы Арланского месторождения, 1 г ОП-10 и 49 мл пластовой воды этого же месторождения . Перемешивают и берут пробу для снятия тонкослойной хроматографии (микрошприцем, объем пробы 2-5 мкл). Исходная хроматограмма показывает наличие одной зоны, характерной для НПАВ.

Автоклав с реакционной смесью закрывают, создают давление 10 мПа и устанавливают температуру 30 С, соответствующие условиям Арланского месторождения .

Реакционную смесь -выдерживают в заданных условиях при перемешивании в течение 21 ч.

После охлаждения и сброса давления автоклав открь вают и берут пробу для снятия ТСХ и контроля за деструкцией НПАВ. Наличие на ТСХ, кроме зоны, характерной для НПАВ, других зон качественно уже свидетельствует о протекании химдеструкции НПАВ, а также о количестве образовавшихся продуктов деструкции. В данном

случае 5 дополнительных зон говорят о пяти продуктах деструкции.

Из реакционной массы экстрагируют оставшийся неразрушенным НПАВ и продукты деструкции хлороформом 4 раза по 100 мл. Экстракт упаривают до объема 7-10 МП.

Разделение НПАВ и индивидуальных продуктов деструкции осуществляют методом колоночной хроматографии на .силикагеле. Последовательное элюиро- вание проводят растворителями: гек- сан, бензол, этанол, ацетон по 100 МП каждого. Растворители отгоня-. ют, выделенные и проверенные по ТСХ индивидуальные НПАВ и продукты деструкции взвешивают и анализируют с помощью ИК- и ПМР-спектроскопии, делают элементный анализ и ГЖХ-хрото- графию.

Степень химической деструкции определяют по количественно выделенным индивидуальным продуктам деструкции как отношение суммарной массы продуктов деструкции к массе исходного НПАВ, взя.того на испытание .

Например, выделено продуктов деструкции 0,72 г, из них, г: алкил- фенол 0,18; ненасыщенной оксиэтили- рованный алкилфенол 0,11; полиэтилен- гликоль 0,21; бис (октилфеноксиэтил- сульфид) 0,09; смесь углеводородов 0,12.

Соответственно степень химической деструкции составляет:

а J . 100% ЬЛ ., .

Именно количественно выделение индивидуальных продуктов деструкции, их идентификация и анализ обеспечивают правильность определения степе- ни химической деструкции НПАВ на породе.

Таким образом, метод дает однозначный прямой ответ о степени хиической деструкции или стабильности АВ на основе выделенных индивидуаль- 50 ых продуктов.

Сокращается время определения стеени химической стабильности ПАВ, пособ позволяет оценить в лабораторых испытаниях стабильность ПАВ в

35

40

45

fS

20

5

0

10

0

5

0

5

условиях, максимально приближенных к пластовым.

Изобретение позволяет определить химическую стабильность ПАВ, предлагаемых к применению в процессах нефтедобычи, не проводя громоздких дорогостоящих промысловых испытаний, оценить пригодность ПАВ для этих целей и осуществить контроль за состоянием и количественным содержанием ПАВ в пластовых условиях. Формула изобретения

1. Способ определения химической стабильности поверхностно-активных вещеЬтв (ПАВ), включающий выдерживание раствора ПАВ в пластовой воде в течение заданного времени и при за-; данной температуре и контроль за состоянием ПАВ, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения экспрес- снести способа определения неионоген- ных ПАВ (НПАВ), раствор НПАВ в пластовой воде выдерживают с дезинтегриг рованной породой пласта-коллектора в термобарических условиях месторождения не менее 21 ч, причем массовое соотношение НПАВ: порода пласта-коллектора : пластовая вода равно (0,5- -1):1:(49,5-49).

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью обеспечения правильности результатов, контроль за состоянием НПАВ включает количественное выделение, идентифика- цию и анализ НПАВ и продуктов химической деструкции, который осуществляют с помощью тонкослойной хроматографии на пластинках типа силуфол, элюент-этилацетат : этанол : аммиак

в соотношении 1:1:0,4.

3.Способ по п. 1,отлича ю- щ и и с я тем, что продукты химической деструкции НПАВ выделяют из смеси ступенчатой экстракцией растворителями, взятыми в последовательности: гексан, .эфир, бензол, хлороформ.

4.Способ по п. 1, отлича ю- щ и и с я тем, что продукты химической деструкции НПАВ выделяют из смеси колоночной хроматографией с последовательностью элюентов: гексан, бензол, этанол, ацетон.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к определению химической стабильности поверхностно-активных веществ (ПАВ),применяемых для извлечения остаточной нефти, и может быть использовано для оценки их пригодности к промышленным испытаниям. Цель изобретения заключается в повышении экспрессности способа определения неионогенных поверхостно-активных веществ (НПАВ). Способ включает выдерживание раствора НПАВ в пластовой воде с дезинтегрированной породой пласта-коллектора в термобарических условиях конкретного месторождения не менее 21 ч. Весовое соотношение НПАВ: порода пласта-коллектора: пластовая вода равно (0,5-1):1:(49,5-49). С целью обеспечения правильности результатов контроль за состоянием НПАВ включает количественное выделение, идентификацию и анализ НПАВ и продуктов химической деструкции, который осуществляют с помощью тонкослойной хроматографии на пластинках типа силуфол, элюент - этилацетат: этанол: аммиак в соотношении 1:1:0,4. Продукты химической деструкции НПАВ также выделяют из смеси ступенчатой экстракцией растворителями, взятыми в последовательности: гексан, эфир, бензол, хлороформ, или колоночной хроматографией с последовательностью элюентов: гексан, бензол, этанол, ацетон. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.