Реагент для видалення асфальтосмолопарафінових відкладень із нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та комунікацій

Реферат: Реагент для видалення асфальтосмолопарафінових відкладень із нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та комунікацій містить поверхнево-активну речовину в розчиннику. При цьому як поверхнево-активну речовину використано суміш жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти, основи Манніху 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл- та/або діізононілфенолом і параформальдегідом, моноаміду 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти, блокспівполімеру окису етилену, окису пропілену з поліпропіленгліколем, а як розчинник - гас, сольвент, ізопропіловий спирт та/або їх суміші. UA 109868 U (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ВИДАЛЕННЯ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФІНОВИХ ВІДКЛАДЕНЬ ІЗ НАФТОВИХ СВЕРДЛОВИН, НАФТОПРОМИСЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ ТА КОМУНІКАЦІЙ UA 109868 U UA 109868 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтовидобувної промисловості, а саме: видобутку, збору, транспортування та зберігання нафти, і може бути застосована для розчинення та видалення асфальтосмолопарафінових відкладень (АСПВ) із внутрішніх поверхонь нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та транспортних комунікацій. Основними компонентами АСПВ є нафтові парафіни, що складаються переважно з твердих н-алканів і розчиняються в легкому бензині, бензолі та ефірі, смоли, що мають напіврідку або майже тверду консистенцію з молекулярною масою від 450 до 1500, та асфальтени - досить складні високомолекулярні сполуки нафти, що являють собою аморфні порошкоподібні речовини чорно-коричневого кольору з середньою молекулярною масою 5000-6000 і розчиняються у важкій ароматиці. Головною причиною утворення відкладень є скупчення АСПВ на поверхні крапель нафти, що спливають. Висадження АСПВ починається в той момент, коли температура середовища наближається до температури кристалізації твердих парафінів. У першу чергу висаджуються парафіни, які мають більшу молекулярну масу, утворюючи на поверхні металу шар товщиною до 0,1 мм з високою адгезійною міцністю. Цей шар і є місцем, що сприяє подальшому відкладенню і накопиченню АСПВ. Реагенти для видалення АСПВ повинні забезпечувати розчинення (розплавлення) АСПВ та їх видалення з поверхні металу в об'єм рідини, що добувається. Для цього вони повинні мати більш високу енергію адсорбції, ніж самі АСПВ, як на поверхні краплин нафти (обмежуючи тим самим адсорбцію компонентів АСПВ на нафті), так і на металічних поверхнях і мінеральних відкладеннях (силікатах, карбонатах, тощо), перешкоджаючи повторне висадження АСПВ. Як аналог для видалення нафтопромислового обладнання від АСПВ взято використання як реагентів органічних розчинників різного складу (Иванова Л.В., Кошелев В.Н. Удаление асфальтосмолопарафиновых отложений разной природы // "Нефтепромысловое дело", 2011. № 2). Серед індивідуальних розчинників найбільшу ефективність проявляють бензол, толуол, етилбензоли, ксилоли, стирол, однак найбільше поширення на нафтопромислах отримали способи з використанням розчинників, супутніх видобутку нафти, таких як газовий конденсат, газовий бензин, суміш скраплених нафтових газів, легка нафта, а також вуглеводневі фракції процесів нафтопереробки: Нефрас С-2-80/120, Нефрас А-95/130, Нефрас П-1, легкий газойль каталітичного крекінгу. Недоліки: 1. Індивідуальні ароматичні розчинники мають високу токсичність і пожежну небезпеку. 2. Розчинники, супутні нафтовидобуванню, неефективні тому, що вони погано розчиняють смоли і, тим більше - асфальтени в АСПВ. 3. Для вуглеводневих фракцій нафтопереробки ефективність миючої дії суттєво залежить від складу АСПВ. Окрім цього, ці розчинники погано видаляють нафтопромислові АСПВ при терміні контакту не більше 40 хв. і температурах від 30 °C і нижче. Так, приміром, лише для АСПВ асфальтенового типу миюча дія розчинника Нефрас С-2-80/120 досягла 90,3 %, а в усіх інших випадках вона знаходиться в межах 53,9-85,5 %. Таким чином, видалення АСПВ з нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання і комунікацій з використанням вуглеводневих розчинників, є малоефективним, позаяк вони дуже чутливі до складу АСПВ і тому не проявляють по відношенню до них стабільних миючих властивостей, а також не перешкоджають повторному їх відкладенню на очищених поверхнях металу. Як найближчий аналог вибраний реагент за патентом № 215799 RU, опубл. 20.07.1998, що включає застосування технології змивання відкладень із закачкою в свердловину поверхневоактивної речовини - сульфокислоти загальної формули: R-SOnH, де n=3-4 в ароматичному | || ||| | || ||| розчиннику загальної формули (R , R , R - С6Нn, де n=3-5, R , R , R - однакові або різні радикали Н, СН3, С2Н5, С3Н7) при концентрації сульфокислот в розчиннику в кількості 5-20 %. Недоліки найближчого аналога: - забезпечує повне видалення АСПВ лише при дуже високих концентраціях реагенту (1-5 кг/т рідини, що добувається) і не запобігає повторному відкладенню поверхні металу АСПВ; - при малих концентраціях реагенту (10-30 г/т рідини, що добувається) реагент АСПВ малоефективний; - застосування реагенту за найближчим аналогом вимагає планового, практично щомісячного, виведення з експлуатації нафтовидобувних свердловин від 1-ї до 3-х діб, для проведення заходів по їх розчиненню і видаленню, що призводить до суттєвого зниження продуктивності кожної окремої свердловини і родовища в цілому. 1 UA 109868 U 5 10 15 20 25 30 35 40 У основу даної корисної моделі поставлено задачу розробити реагент для видалення АСПВ з нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та комунікацій, що забезпечує ефективне змивання АСПВ з поверхні металу та запобігає їх повторному відкладенню при концентраціях не більше 10-30 г/т рідини, що видобувається, причому - без зупинки видобутку нафти. Поставлена задача вирішується застосуванням реагенту для видалення асфальтосмолопарафінових відкладень із нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та комунікацій, що містить поверхнево-активну речовину в розчиннику, в якому, згідно з корисною моделлю, як поверхнево-активну речовину використано суміш жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти, основи Манніху 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти) імідазоліну з ізононіл- та/або діізононілфенолом і параформальдегідом, моноаміду 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти, блокспівполімеру окису етилену, окису пропілену з поліпропіленгліколем, а розчинник - гас, сольвент, ізопропіловий спирт та/або їх суміші, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: жирні кислоти талової оливи або 22-26 олеїнова кислота основа Манніху 1-аміноетил-2(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової 21-25 кислоти)імідазоліну з ізононілта/або діізононілфенолом і параформальдегідом - моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової 1-2 кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти блок-співполімер окису етилену, окису пропілену з 1-3 поліпропіленгліколем розчинники - гас, сольвент, ізопропіловий спирт та/або їх решта. суміші у співвідношенні 1:1:1 Приклади конкретного виконання. Суміш № 1 (мас. %): жирні кислоти талової оливи - 22; основа Манніху 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну з ізононілфенолом і параформальдегідом - 25, моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну і жирних кислот талової оливи - 1; блок-співполімер окису етилену, окису пропілену з поліпропіленгліколем - 2; гас - решта. Суміш № 2 (мас. %): олеїнова кислота - 26; основа Манніху 1-аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононілфенолом і параформальдегідом - 21, моноамід 1-аміноетил-2(алкеніл олеїнової кислоти) імідазоліну і олеїнової кислоти - 2; блок-співполімер окису етилену, окису пропілену з поліпропіленгликолем - 1; сольвент - решта. Суміш № 3 (мас. %): жирні кислоти талової оливи - 25; основа Манніху 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну з діізононілфенолом і параформальдегідом 23, моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну і жирних кислот талової оливи - 1,5; блок-співполімер окису етилену, окису пропілену з поліпропіленгликолем - 1,5; суміш гасу, сольвенту та ізопропілового спирту у співвідношенні 1:1:1 - решта. Для підтвердження ефективності реагенту для видалення АСПВ із нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та комунікацій, що заявляється, були проведені випробування по видаленню АСПВ з поверхні взірців-свідків (сталь 3), які проводили в модельній пластовій 3 3 воді з загальним вмістом солей 197,4 г/дм і густиною 1,12 г/см при температурі 50-55 °C. Перед випробуваннями взірці-свідки закріплювали на гачках і зважували разом з гачками на аналітичних терезах з точністю до 0,0001 г. У випробуваннях використовували АСПВ Рєчицького родовища складу (мас. %): асфальтени - 29,42; смоли - 10,30; парафіни - 31,61, решта - вода і механічні домішки. 2 UA 109868 U 5 10 15 20 25 Реагенти (аналог, найближчий аналог, а також суміші № 1, 2, 3, які заявляються) вводили в модельну воду мікропіпеткою у вигляді їх 1 %-х розчинів у сольвенті. АСПВ наносили на взірці-свідки зануренням в 10 %-й розчин відкладень в товарній нафті і витримкою взірців у цьому розчині в інтервалі температур від 80 °C до 50 °C. Після цього взірцісвідки виймали із розчину і сушили при кімнатній температурі до постійної маси (16-24 год.). Масу відкладень на взірцях визначали зважуванням на аналітичних терезах з точністю до 0,0001 г. Миючу дію (Q, %) визначали в серіях дослідів (не менше 3-х серій для кожної випробуваної суміші) наступним чином: У чотири однакових за об'ємом хімічних склянки, розміщені на магнітних мішалках з 3 підігрівом, наливали по 100 см модельної води, нагрітої до 50 °C, і підтримували її впродовж експозиції в межах 50±5 °C. У склянці № 1 визначали миючу дію модельної води без добавок миючих реагентів. У 3 склянку № 2 мікропіпеткою вводили 0,125 см 1 %-го розчину в сольвенті миючої суміші, необхідної в досліді, що відповідає її концентрації в системі 10 г/т рідини, що добувається. У 3 склянки № 3, № 4 аналогічно, додавали ту ж саму миючу суміш у кількості 0,250 см (20 г/т) і 3 0,375 см (30 г/т) відповідно. Одночасно включали перемішування на всіх мішалках і проводили досліди по змиванню (видаленню) АСПВ при однакових швидкостях перемішування і температурі 50±5 °C впродовж 0,5 год. Після завершення експозиції взірці-свідки вилучали зі склянок і залишали сушитися на гачках при кімнатній температурі до постійної маси (не менше 16 год.), після чого їх зважували разом з гачками з точністю до 0,0001 г і вираховували кількість АСПВ, що залишились на взірцях після відмивки. Миючу дію сумішей (Q, %) визначали по формулі: Q=[(mo-m1):mo]×100, де: mo і m1 - маса відкладень після і до відмивки, г. Результати визначення миючої дії реагенту за найближчим аналогом і зразків № 1, № 2, № 3 реагенту, що заявляється, наведені в таблиці. 30 Таблиця Миюча дія найближчого аналога і зразків реагенту, що заявляється № пп Реагент 1 1 2 Зразок № 1 реагенту, що заявляється 4 Зразок № 2 реагенту, що заявляється 5 40 Найближчий аналог 3 35 2 Без реагентів Зразок № 3 реагенту, що заявляється Маса відкладень на взірцях, г Миюча дія, Q, % до відмивки після відмивки 4 5 6 0,0588 0,0585 0,5 0,0588 0,0474 19,4 0,0618 0,0442 28,5 0,0635 0,0440 30,7 0,0635 0,0247 61,1 0,0594 0,0174 70,7 0,0617 0,0007 98,9 0,0649 0,0241 62,9 0,0614 0,0171 72,1 0,0622 0,0005 99,2 0,0654 0,0219 66,5 0,0568 0,0165 71,0 0,0616 0,0003 99,5 Доза, г/т 3 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 За результатами, наведеними в таблиці, видно, що суміші № 1, № 2 та № 3 реагенту, що заявляється, по своїй миючій дії суттєво переважають найближчий аналог. Так, наприклад, для складу № 3 при концентрації 30 г/т рідини, що добувається, миюча дія складає 99,5 %, а для найближчого аналога - 30,7 %. Видалення АСПВ із нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та транспортних комунікацій реагентом, що заявляється, здійснюють за наступною технологією. У спеціальній ємності готують 1-10 %-й розчин одного зі зразків реагенту, що заявляється, у товарній нафті або газовому конденсаті, після чого дозувальним насосом високого тиску робочий розчин закачують у міжтрубний простір свердловини. За рахунок реагенту, що 3 UA 109868 U 5 міститься у робочому розчині, у рідині, що добувається, утворюється дрібнододисперсна емульсія, яка забезпечує постійну і швидку його доставку безпосередньо до металічної поверхні обладнання, чим сприяє ефективному розм'якшенню і змиванню з неї АСПВ без зупинки свердловини. А проведення заходів по очистці свердловин від АСПВ з використанням реагенту за найближчим аналогом, завжди вимагає регулярного (практично щомісячного) планового виведення свердловин із експлуатації від 1-ї до 3-х діб, що призводить до суттєвого зниження продуктивності, як кожної свердловини окремо, так і родовища в цілому. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Реагент для видалення асфальтосмолопарафінових відкладень із нафтових свердловин, нафтопромислового обладнання та комунікацій, що містить поверхнево-активну речовину в розчиннику, який відрізняється тим, що у ньому в як поверхнево-активну речовину використано суміш жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти, основи Манніху 1аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти) імідазоліну з ізононіл- та/або діізононілфенолом і параформальдегідом, моноаміду 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти, блок-співполімеру окису етилену, окису пропілену з поліпропіленгліколем, а розчинник - гас, сольвент, ізопропіловий спирт та/або їх суміші, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: жирні кислоти талової оливи або 22-26 олеїнова кислота основа Манніху 1-аміноетил-2(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової 21-25 кислоти)імідазоліну з ізононілта/або діізононілфенолом і параформальдегідом моноамід 1-аміноетил- 2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової 1-2 кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти блок-співполімер окису етилену, окису пропілену з 1-3 поліпропіленгліколем розчинники - гас, сольвент, ізопропіловий спирт та/або їх решта. суміші у співвідношенні 1:1:1 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4