СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Советский патент 1994 года по МПК C09K3/00 E21B37/00 

Изобретение относится к нефтедобыче и трубопроводному транспорту нефтей и нефтепродуктов и предназначено для предотвращения образования на твердых поверхностях (стенках труб, насосах, скважинном оборудовании и т.д.) асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) и отложений минеральных солей, для снижения гидравлических сопротивлений при транспортировании высоковязких нефтей и водонефтяных эмульсий по трубам, для внутрискважинной деэмульсации и промысловой подготовки нефтей.

Цель изобретения - увеличение эффективности предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений путем повышения стабильности состава при одновременном снижении гидравлических сопротивлений активных высоковязких нефтей при транспортировке их по трубам.

Поставленная цель достигается тем, что состав для предотвращения отложений АСПО, содержащий натрий алкансульфонат, натрий алкилбензолсульфонат, неионогенное поверхностно-активное вещество с 6-13 оксиэтильными группами, оксиэтилированный алкилэфир фосфорной кислоты или его калиевую или этаноламиновую соль и углеводородный растворитель, алифатический спирт С₁-С_3, этиленгликоль или пропиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.% : Натрий алкилбензолсуль- фонат 10...30 Неионогенное поверх- ностно-активное ве- щество с 6-13 окси- этильными группами 4...10 Оксиэтилированный алкилэфир фосфорной кислоты или его калие- вая или этаноламино- вая соль 1...5 Углеводородный раст- воритель 7,5...15
Алифатический спирт С₁-С₃ 10...20 Этиленгликоль или пропиленгликоль 5...15 Натрий алкансульфо- нат Остальное
С целью предотвращения отложений минеральных солей он дополнительно содержит, мас.%:
2-окси-1,3-пропилендиамин тетраметилфосфоновой кислоты, 20%-ный раствор (ДРФ-1) или его натриевая соль (ДПФ-1Н) 0,75...1,0.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества состав содержит моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ (Синтанол ДТ-7,ТУ 6-14-1037-79) или фракции С₁₀-С₂₀(Синтанол ДС-10, ТУ-6-14-577-77), моно- и диалкиловые эфиры полиэтиленгликоля (Смачиватель ДБ, МРТУ 6-02-530-80), полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ (Синтамид-5, Синтамид-10,ТУ 6-02-640-80), оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена (Неонол 9-12, Неонол 9-10, ТУ 38-1036-25-87). В качестве углеводородного растворителя состав содержит керосин, уайт-спирит или бензин.

Из натрийалкилбензолсульфонатов используются сульфонол с 10-18 атомами углерода (ТУ-01-1043-79 или ТУ 6-01-1001-73 или ТУ 38-9-35-69).

Из натрийалкансульфонатов - сульфонат, содержащий 12-18 атомов углерода (ОСТ 6-01-35-79) или Волгонат, содержащий 11-17 атомов углерода (ОСТ 6-01-32-77).

Также использовали оксиэтилированный алкилэфир фосфорной кислоты или его калиевую или этаноламиновую соль в виде Оксифоса КД-6 (ТУ 6-02-640-73), эстефата (ТУ 6-02-1148-78), оксифоса Б (ТУ 6-02-812-73) и синтафа (ТУ 38-407272-84).

В качестве углеводородного растворителя состав содержит керосин, бензин (ГОСТ 2084-77) или Уайт-спирит (ГОСТ 2134-78).

Из фосфоросодержащих соединений в композиции используется 2-окси-1,3-диаминпропан тетраметилфосфоновая кислота (ДПФ-1,ТУ 6-09-4915-80) или ее натриевая соль (ДПФ-1Н,ТУ 6-09-2036-80).

В качестве алифатических спиртов группы С₁-С₃ используется спирт этиловый технический (ГОСТ 17299-78), спирт метиловый (ГОСТ 69-95-77) или спирт изопропиловый (ТУ 6-09-402-75).

Из гликолей - этиленгликоль (ГОСТ 10164-75) или пропиленгликоль (ТУ 6-09-2434-72).

Данный состав не содержит нефтерастворимых поверхностно-активных компонентов и может быть использован только в виде водных растворов либо с использованием воды, добываемой вместе с нефтью, в последнем случае состав вводится в скважину в концентрированном виде или при 100% концентрации в количествах, обеспечивающих массовое содержание состава в воде 0,05-0,2%.

Исходные компоненты, взятые в определенном массовом соотношении перемешивают до образования однородной маловязкой массы.

П р и м е р 1. Готовят смесь 36,75 г натрия алкансульфоната (Волгонат), 15 г этилового спирта, 10 г этиленгликоля, 75 г Уайт-спирита. По достижении однородности смеси по объему при постоянном механическом перемешивании вводят 7 г синтанола ДТ-7, 20 г натрия алкилбензолсульфоната, 3 г оксифоса КД-6 и 0,75 г ДПФ-1.

Полученные 100 г композиции растворяют в воде и используют согласно предлагаемой технологии.

П р и м е р 2. Готовят смесь 60 г натрий алкансульфоната (Волгонат), 10 г этилового спирта, 5 г этиленгликоля, 10 г Уайт-спирита и перемешивают. По достижении однородности смеси по объему при постоянном механическом перемешивании вводят 4 г Синтанола ДТ-7, 10 г натрий алкилбензолсульфоната и 1 г оксифоса КД-6.

Полученные 100 г композиции растворяют в воде и используют согласно предлагаемой технологии.

П р и м е р 3. Готовят смесь: 17 г натрий алкансульфоната (Волгонат), 20 г этилового спирта, 15 г этиленгликоля, 7,5 г Уайт-спирита и перемешивают. По достижении однородности смеси по объему при постоянном механическом перемешивании вводят 10 г Синтанола ДТ-7, 30 г натрий алкилбензолсульфоната и 5 г оксифоса КД-6.

Полученные 100 г композиции растворяют в воде и используют согласно предлагаемой технологии.

Варианты состава приведены в табл.1, а их рабочие характеристики, определенные в процессе испытаний, - в табл.2.

При введении в нефть состав растворяют в пресной, морской или пластовой воде до концентрации 0,05-100,0%.

Эффективность состава определялась в лабораторных условиях по следующим показателям:
снижение гидравлических сопротивлений активных высоковязких нефтей при их движении по трубам (увеличение полезной производительности трубопровода);
эффективность предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений;
стабильность состава;
эффективность ингибирующего действия к отложениям минеральных солей.

Гидравлические сопротивления при движении по трубам высоковязких активных нефтей определяли на трубчатом реометре разомкнутого типа с двумя оттарированными параллельными трубками. Водные растворы составов вводили в одну из трубок непосредственно в объем нефти. Расход нефти в трубках определялся при помощи жидкостных расходомеров.

Эффективность предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений определялась количеством АСПО, откладывающихся из нефти на поверхность металлического цилиндра с температурой ниже температуры кристаллизации парафина. Эффективность (Э) определялась по формуле
Э = · 100% , , где Р_о - масса отложения из контрольной пробы (без добавок состава);
Р - масса отложения из пробы нефти с добавкой состава.

Стабильность состава определялась соотношением массы состава, сохранившей товарную форму (вязкость 400 сПз, консистенцию, среднее соотношение компонентов) после 3,5 лет хранения в условиях высоких (до +50^оС) и низких (до -40^оС) температур к массе свежеприготовленного состава.

Эффективность ингибирующего действия к отложениям неорганических солей определялась по методике БАШНИПИ-нефть-ВНИИ-ИО АН СССР на искусственных водных растворах солей.

Перенасыщенность "сульфатной" воды по (CaSO₄) составляла 2700-3000 мг/л, "карбонатной (по CaCO₃) 420-450 мг/л, "бариевой" (по BaSO₄) 233 мг/л.

В исследованиях использовались синтетические воды, соответствующие по солевому составу пластовым водам месторождений Башкирии, Западной Сибири и Мангышлака. Определение остаточного содержания солей в растворах производилось методом атомно-абсорбционной спектроскопии в пламени N₂O-C₂H₂ на атомно-абсорбционном спектрометре Перкин-Эльмер-403. Эффективность составов рассчитывали по формуле
Э = · 100% , , где С_к - остаточное содержание ионов кальция или бария в пробе, содержащей испытуемый состав;
С_х - остаточное содержание ионов кальция или бария в холостой пробе (не содержащей испытуемый состав);
С_о - исходное содержание ионов кальция или бария в растворе.

Состав практически не проникает в нефть, а оказывает комплексное воздействие на границах раздела: нефть-вода, нефть-смоченный периметр трубы, вода-порода, вода-металл, вода-воздух, вода-микрокристаллы парафинов и солей.

Эффективность предотвращения образования АСПО при использовании состава практически не зависит от степени минерализации водной фазы. Примеры, приведенные в табл. 2 (1 строка), получены с использованием минерализованной попутной воды (общая минерализация 70 г/л), а во второй строке на модельной нефти - с использованием дистиллированной воды.

Менее концентрированные водные растворы и аналоги данного состава не обладают избытком свободной поверхностной энергии, гомогенны, и поэтому практически бесконечно стабильны в любых условиях хранения и эксплуатации. Параметр стабильности композиции имеет смысл только по отношению к товарной форме (100%) состава. Эти данные о стабильности состава приведены в табл.2.

Как видно из приведенных в табл.2 данных, дополнительное введение в состав алифатического спирта С₁-С₃, этиленгликоля или пропиленгликоля, 2 окси-1,3-пропилендиамин тетраметилфосфоновой кислоты [20% -ный раствор (ДПФ-1)] или его натриевую соль (ДПФ-1Н) при указанном соотношении обеспечивает повышение эффективности защиты поверхностей от АСПО, особенно для высоковязких активных нефтей, более значительное по сравнению с прототипом снижение гидравлических сопротивлений при движении нефти по трубам и существенное улучшение стабильности товарной фирмы состава в широком интервале температур.

Изобретение относится к нефтедобыче и к трубопроводному транспорту нефтей и нефтепродуктов. Цель - увеличение эффективности предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений путем повышения стабильности состава при одновременном снижении гидравлических сопротивлений активных высоковязких нефтей при транспортировке их по трубопроводам. Состав содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: натрий алкилбензолсульфонат 10-30; неионогенное поверхностно-активное вещество с 6-13 окислительными группами 4-10; оксиэтилированный алкилэфир фосфорной кислоты или его калиевая или этаноламиновая соль 1-5; углеводородный растворитель 7,5-15; алифатический спирт C₁-C₃ 10-20; этиленгликоль или пропиленгликоль 5-15; натрий алкансульфонат - остальное. Для предотвращения отложений минеральных солей в состав дополнительно вводят, мас.%: 2 окси-1,3-пропилендиамин тетраметилфосфоновой кислоты [20% -ный раствор (ДПФ-1) или натриевая соль (ДПФ-1Н)] 0,75-1,00. При приготовлении состава перемешивают входящие в него компоненты. Состав практически не проникает в нефть, а оказывает комплексное воздействие на границах раздела: нефть - вода, нефть - смоченный периметр трубы, вода - порода, вода - металл, вода - воздух, вода - микрокристаллы парафинов и солей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, содержащий натрий алкансульфонат, натрий алкилбензолсульфонат, неионогенное поверхностно-активное вещество с 6 - 13 оксиэтилированными группами, оксиэтилированный алкилэфир фосфорной кислоты или его калиевую или этаноламиновую соль и углеводородный растворитель, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности предотвращения образования асфальтеносмолопарафиновых отложений путем повышения стабильности состава при одновременном снижении гидравлических сопротивлений активных высоковязких нефтей при транспортировке их по трубам, он дополнительно содержит алифатический спирт C₁ - C₃, этиленгликоль или пропиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Натрий алкилбензолсульфонат 10 ... 30
Неионогенное поверхностно-активное вещество с 6 - 13 оксиэтильными г
руппами 4 ... 10
Оксиэтилированный алкилэфир фосфорной кислоты или его калиевая или э
таноламиновая соль 1 ... 5
Углеводородный растворитель 7,5 ... 15
Алифатический спирт C₁ - C₃ 10 ... 20
Этиленгликоль или пропиленгликоль 5 ... 15
Натрий алкансульфонат Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения отложений минеральных солей, он дополнительно содержит 0,75-1,0 мас.% 2-окси-1,3-пропилендиамин тетраметилфосфоновой кислоты [20%-ный раствор (ДПФ-1) или его натриевая соль (ДПФ-1Н)].