Гидрофобная эмульсия для обработки карбонатного пласта Советский патент 1991 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к интенсификации добычи нефти и газа.

Целью изобретения является повышение растворяющей способности состава и устойчивости при 100-120°С.

Эмульсия содержит углеводородную жидкость, соляную кислоту, эмульгатор и воду В качестве эмульгатора состав содержит отход производства ланолина (кислота шерстного жира), обработанные триэтаноламином при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеводородная жидкость Соляная кислота

12-24 13-25

Кислоты шерстного жира, обработанные триэтаноламином Вода

0,8-1,5 Остальное

В качестве углеводородной жидкости используют дизельное топливо, газовый конденсат, топочный мазут.

В составе кислот шерстного жира идентифицировано 78 наименований карбоновых кислот с тремя группами разветвленности с преобладанием разветвленных изо- и анте- изо-кислот. Столь же многообразен состав ланолина, частично присутствующего в отходе и содержащего углеводороды и спирты. Указанные компоненты обработаны техническим триэтаноламином в соотношении 4:1. Полученный реагент представляет

О Јь VI

Ю О Ю

собой однородную густую вязкую массу темно-коричневого цвета.

Гидрофобные эмульсии представляют собой полидисперсные системы, внешней (дисперсионной) средой которых является углеводородная жидкость, а внутренней (дисперсной) фазой - вода или водные растворы солей, кислот, щелочей.

Для получения гидрофобной эмульсии необходимо поверхностно-активное вещество (эмульгатор), способное снизить межфазное поверхностное натяжение на границе углеводородная жидкость - водная фаза так, чтобы, при интенсивном перемещении частицы водной фазы стремились образовать капельки в углеводородной среде. При этом эмульгатор несет наибольшую от ветственность за тип,устойчивость и структурно-механические показатели эмульсии. В адсорбционных слоях молекулы ПАВ ориентируются полярными группами в сторону полярной среды (воды, кислоты), а гидрофобной неполярной частью в сторону менее полярной фазы (углеводородной жидкости). При определенной концентрации эмульгатора капельки водной фазы оказываются сплошь покрытыми углеводородными участками молекул ПАВ, создается механически прочная оболочка вокруг капелек (структурно-механический барьер), которая препятствует слиянию капелек (коалесценции). Наличие в составе эмульга тора аминов (вторичных и третичных), а также радикалов карбоновых кислот с различной длиной и разветвленностью углеводородной цепи повышает способность эмульгировать и стабилизировать кислотные гидрофобные эмульсии. Аминогруппа риэтаноламина придает необходимую щелочность для адсорбции его на капельках кислоты, способствует снижению поверхностного натяжения и повышению устойчивости эмульсии за счет сил электростатического характера.

Возможно, что ион хлора (CQ в кислой среде образует кмоплексное соединение с атомом азота аминогруппы, повышая стабильность адсорбционного слоя на межфазной границе.

Наличие гидроксильных групп (ОН) в эмульгаторе и ионов водорода (Н4) в жидкой среде также способствует возникновению сил электростатического притяжения. При этом ионы и молекулы ПАВ более прочно . удерживаются в межфазном слое.

Повышение растворяющей способности обусловлено тем, что капельки кислоты, окруженные оболочкой из ПАВ и углеводородной жидкости, оказываются блокированными и не проявляют такой активности

при контакте эмульсии с карбонатной породой, как чистая соляная кислота. Кроме того, устойчивый барьер из эмульгатора обусловлен разветвленной структурой углеводородной цепи, наличием амино- и гидроксильных групп. Это дает возможность регулировать время и глубину закачки эмульсии. По мере продвижения эмульсии в порах и трещинах пласта нарушается целостность защитной

0 пленки вокруг капелек кислоты, так как часть углеводородной фазы отфильтровывается в пласт, ПАВ адсорбируется на поверхности пор породы и капельки кислоты, освобождаясь, вступают в реакцию с породой.

5 Чем больше взято соляной кислоты, тем выше растворяющая способность состава. Работоспособный состав гидрофобной эмульсии содержит соляную кислоту в 2 раза выше, чем в известном составе. Соответст0 венно удельная эффективность состава также увеличивается в 2 раза и составляет 0,171-0,337.

Пример 1. Приготовления 1 кг эмульсии последовательно смешивают

5 144 мл или 120 г (12 мас.%) дизельного топлива (плотность 835 кг/м ), 8 г (0,8 мас.%) эмульгатора - кислоты шерстного жира, обработанные триэтаноламином, предвари- f тельно подогретого до 30-40°С, и 811 мл

0 раствора соляной сиклоты 14,9 %-ной концентрации (плотностью 1075 кг/м ) или 13 мае. % (в этом растворе содержится 130 г HCI и 742 г воды или 74,2 мас.% воды в пересчете на состав эмульсии). Обрззующу5 юся смесь перемешивают в течение 15 мин. Условная вязкость эмульсии 281 с. Устойчивость эмульсии в течение 2 ч при 20, 60, 80, 100°С - 100%, при 120°С - 90%. В 100 г полученной эмульсии вводят обра0 зец керна, имеющего следующий состав, мас.%:

Известняки и доломиты80

Песок15

Портландцемент5

5массой 50,4 г. Обработку керна проводят в течение 24 ч. Обработанный керн высушивают до постоянной массы и взвешивают. Масса керна 33,9 г масса растворенного вещества 16,5 г. Удельная эф0 фективность состава 0,165.

Пример 2. Готовят 1 кг эмульсии следующего состава, мас.%: Дизельное топливо 24 (287 мл или 240 г) 5 (плотность 835 кг/м3)

Эмульгатор1,5 (15 г)

Соляная кислота 25 (638,3 мл раствора соляной кислоты 33,5%-ной концентрации с плотностью

1167 кг/м , в котором содержится 250 г HCI и 495 г воды) Вода -49,5

Проводят все операции так, ка: указано в примере 1.

Условная вязкость эмульсии 262 с. Устойчивость эмульсии в течение 2 ч при 20 60, 80, 100°С - 100%, пои 120°С - 96%. Масса керна до обработки 50,2 г, масса херна по- еле обработки 16J г, масса растворенное вещества 33,5 г. Удельная эффективность состава 0,335.

Призер 3. Готовят 1 кг эмульсии следующего состава, мзс.%:

г,эзокомденеа - .т 12 (156,4 мл и 120 г с, плотностью 767 кг/Vf j 3мульг с. (.. г)

Соляная кислое 25 (,4 r..w

соляной кисяоть

8,8%-:-ой концентрации с плотностью 1146 , з котором содержится 250 г HCi и 618 веды)

Вода61,8

Проводят все операции так, как указана а примере 1. Условная вязкость з ульс-т,-: 280 с. Устойчивости эмульсии тзчзние 2 ч при 20. 60, 80. 100°С 100%, при 120°С - 89%. Магса до обработка 50,4 г, масса керна после обработки 16,7 г, масса растворенного вещества 33.7 г. Удельная эффективность состава 0,337.

Пример 4. Готовят 1 кг эмульсии следующего состава, мас.%: Газоконденсат 20 (260,8 мл или 200 г

с плотностью 767 кг/м ) Эмульгатор1.1 (11 г)

Соляная кислота 14 (725.9 мл раствора соляной кислоты 17,7%-ной концентрации с плотностью 1087 кг/м , в котором содержится 140 г НС и 649 г воды) Вода64,9

Проводят все операции так, как указано з примере 1. Условная вязкость эмульсии 227 с. Устойчивость эмульсии в течение 2 ч при 20, 60, 80, 100°С - 100%, при 120°С - 90%.

Масса керна до обработки 49,8 г, масса керна после обработки 31,2 г, масса растворенного вещества 18,6 г. Удельная эффек- тивность 0,186.

Пример 5, Готовят 1 кг эмульсии следующего состава, мас.%: Дизельное топливо 11 (131,7 мл или 110 г с плотностью 835 кг/м3

Эмульгатор1,2(12 г)

Соляная кислота 26 (765,4 мл раствора соляной кислоты 29,6%-но 1 концентрации с плотностью 1147 кг/м , з котором содержится 260 г HCI и 618 г воды) Вода61,8

Проводят все операции так, как указано в примере 1. Условная вязкость эмульсии 275 с. Устойчивость эмульсии в течение 2 ч при 20°С98%, при 60°С 70%, при 30°С 63%, при 100°С 40% и при 120°С наблюдается разложение эмульсии.

Масса керна до обработки 51,2 г, масса ;серна после обработки 19 г, масса растворенного вещества 32,2 г. Удельная эффективность 0,322.

Не рекомендуется применение состава при температуре выше 80°С.

Пример б. Готовят 1 кг эмульсин следующего состава, мас.%: Дизельное топливо 25 (299,9 мл vnv 250 г

с плотностью 835 кг/м Эмульгатор1,2 (12 г)

Соляная кислота 12(682 мл растворе соляной кислоты 15,2%-ной концент- траикис плотностью 1082 кг/м3, в котором содержится 120 г HCi и 618 г воды) Вода61,8

Проводят все операции так, указано в примере-1. Условная вязкость 20 с. Устойчивость эмульсии в течение 2 ч при 20°С 100%. при 60°С Г3%, лри 80°С 93%, при 100°С 90%, прк 120°С 50%.

Масса керна до обработки 52 г, месса кериз после обработки 36,2 г, масса растворенного вещества 15,8 г. Удельная эффективность 0,158.

Растворяющая способность состава ниже, чем по прототипу. Не рекомендуется применения состава при температуре аыше 100°С.

Пример 7. готовят 1 кг эмульсии следующего состава, мас.%: Газоконденсат 20 (260,8 мл или 200 г с плотностью 767 кг/м3) Эмульгатор1,6(16 г)

Соляная кислота 14(721,3 мл раствора соляной кислоты 17,7%-ной концентрации плотностью 1087 кг/м в котором содержится 140 г HCI и 644 г воды) Вода64, я

Проводят все операции так, как указано в примере 1. Условная вязкость - не течет ; Устойчивость эмульсии в течение 2 ч при 20, 60, 80°С 100%, при 100°С 95%. при 120°С 89%.

Масса керна до обработки 51,8 г, масса керна после обработки 33,5 г, масса растворенного вещества 18,3 г. Удельная эффективность 0,183.

Применение состава не рекомендуется, так как затруднена транспортировка его по трубам.

Пример 8. Готовят 1 кг эмульсии следующего состава, мас.%: Дизельное топливо 20 (239,5 мл или 200 г

с плотностью 835 кг/м Эмульгатор0,7 (7 г)

Соляная кислота 14 (728,9 мл раствора соляной кислоты 17,6 %-ной концентрации с плотностью 1088 кг/м3, в котором содержится 140 г HCI и 653 г воды) Вода65,3

Проводят все операции так, как указано в примере 1. Условная вязкость 93 с. Устойчивость эмульсии при 20°С 40%. Применение эмульсии нецелесообразно, так как при 20°С эмульсия устойчива в течение 50 мин. Содержание в составе эмульсии углеводородной жидкости в количестве менее 12 мас.% и соляной кислоты в количестве более 26 мас.% нецелесообразно, поскольку при температуре выше 80°С эмульсия разлагается из-за увеличения сил электростатического отталкивания и снижения скорости адсорбции эмульгатора в межфазном слое.

Содержание в составе эмульсии углеводородной жидкости в количестве более 24 мас.% и соляной кислоты в количестве менее 13 мас.% нецелесообразно, так как удельная Эффективность состава очень низкая, и при температуре выше 100°С эмульсия разлагается. При большом содержании углеводородной фазы раствор эмульгатора оказывается менее концентрированным,

что затрудняет адсорбцию эмульгатора из него на межфазную поверхность. При повышении температуры прочность структуры мажфазногослоя ослабевает, а в разбавлен- ных растворах эмульгатора силы адсорбции снижается значительнее.

Содержание в составе эмульсии эмульгатора в количестве менее 0,8 мас.% нецелесообразно, поскольку получают неустойчивую эмульсию. Взятого количества эмульгатора недостаточно для того, чтобы образовать на капельках кислоты сплошной защитный слой из адсорбированных молекул эмульгатора. Часть поверхно- сти остается без защитного слоя и в течение времени молекулы коагулируют, в конечном итоге эмульсия разрушается.

Содержание в составе эмульсии эмульгатора в количестве более 1,5 мае. % нецеле- сообразно, так как резко повышается условная вязкость. Практическое применение эмульсии с такой вязкостью затруднено, увеличиваются энергетические расходы при перекачке ее по трубам. Концентрация эмульгатора выше 1,5 % приводит к уменьшению диффузии его из раствора в адсорбционный слой. Это не влечет за собой улучшения свойств эмульсии и является экономически нецелесообразным. Формула изобретения

Гидрофобная эмульсия для обработки карбонатного пласта, содержащая углеводородную жидкость, соляную кислоту, эмульгатор и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения растворяющей способности и устойчивости при 100-120°С, она в качестве эмульгатора содержит отход производства ланолина, обработанный техническим триэтаноламином, при следую- 0 щем соотношении компонентов, мас.%: Углеводородная жидкость12-24

Соляная кислота13-25

Отход производства 5ланолина, обработанный

техническим триэтаноламином0.8-1.5 ВодаОстальное

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для интенсификации добычи нефти и газа, Цель - повышение растворяющей способности и устойчивости при 100-120°С Эмульсия содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: углеводородная жидкость 12-24; соляная кислота 13-25; в качестве эмульгатора - отход производства ланолина, обработанный техническим триэтаноламином, 0,8-1,5; вода остальное В качестве углеводородной жидкости используют дизельное топливо, газовый конденсат, топочный мазут. Для приготовления состава последовательно смешивают входящие в него компоненты, а отработанный триэтаноламин подогревают до 30-40°С. Образующуюся смесь затем перемешивают в течение 15 мин.