Реагент для видалення рідини з газових та газоконденсатних свердловин

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ Г С Ы ІУ ОЛИГч CI I (19) (5D5 *Jy-> (ID 1 7СПО ЛО А 1 I / O 7 U 4 U /Л I С 09 К 7/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4665943/03 (22)05.01.89 (46)07 09.92. Бюл. №33 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) В С.Маринин, А.Я.Строгий. К.И.Толстяк, В.И.Артемов. Ю М.Волков и Э.А.Раннева (56) Авторское свидетельство СССР № 905439,кл Е 21 В 43/27, 1980. Авторское свидетельство СССР Кіз 1044771, кл Е 21 В 43/00. 1982. Авторское свидетельство СССР Nc 1198191. кл Е21 В 43/00, 1983. f Каталог "Поверхностно-активные вещества специального назначения", (для странучастниц СЭВ) Изд 2 (испр. и дополи.), 1986. (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН (57) Реагент общей формулы: Описываемое предлагаемое изобретение относится к газодобывающей промышленности, а именно к пенообразующим реагентам (составам) для удаления жидкости смеси минерализованной воды и газового конденсата - из газовых и газоконденсатных скважин с использованием энергии газа. Уже известен пенообразующий состав "Пенолифт-2", содержащий поверхностноактивные вещества (ПАВ) - алкилэтоксисульфаты натрия или аммония и альфаолефинсул1 фонаты натрия. Недостатком данного состава является отсутствие пенообразующих свойств в высокоминерализованной воде (100-200 г/л) при содержании газового конденсата более 10% по объему. Известен также пенообразователь "Сольпен-10", содержащий ПАВ - алканэ токсисульфаты натрия или аммония и дисульфонатдинафтилметан натрия или аммония. Недостатком этого пенообразователя является невозможность образования пены в воде с минерализацией 100-200 г/л при содержании газового конденсата более 20% по обьему. В качестве прототипа выбран реагент, в котором для удаления жидкости с забоя газовых скважин применяются поверхностноактивные вещества - блок-сополимеры окисей пропилена и этилена общей формулы: СпН2п+1 О(СзН6О)т(С2Н4О)рН. где п - число атомов углерода в алкильном радикале, равное 5-15' т - число молей окиси пропилена, равное 9-45; р - число молей окиси этилена, равное 30-180. Q где - алкилфенольный остаток, в котором R представляет собой радикал СВН17-С10Н21. m - число молей окиси пропилена, равное 1025; р - число молей окиси этилена, равное 80-150 и вода ост.; реагент на основе алкилфенолов для удаления жидкости из газовых и газоконденсатних скважин обеспечивает повышение эффективности удаления жидкости - высокоминерализованной воды и газового конденсата - из скважин при повышенных температурах ни забоях. 4 табл. 1759848 Блок-сополимеры представленной вы© .Алкилфенольный остаток, в ше общей формулы синтезируются в услокотором присутствует бензольное кольцо виях анионной полимеризации окисей ryt придает молекулам блок-сопопропилена и этилена в присутствии гидроксида калия при повышенных температурах 5 лимеров специфические гидрофобные свойства и усиливают способность к взаи давлениях. В качестве стартового (исходноимодействию с молекулами углеводорого) вещества для получения блок-сополимедов газового конденсата. Вследствие ров используются первичные жирные спирты этого происходит увеличение эффективСпНгп-иОН, где п - 5-15. Реагент способен образовывать пену при минерализации воды 10 ности удаления жидкости из газовых и газоконденсатних скважин. до 200 г/л и содержании газового конденсата до 40% по обьему К недостаткам этого реаИспользование блок-сополимеров окигента следует отнести невысокую эффективсей пропилена и этилена из основе алкилность удаления жидкости из скважин фенолов в качестве ингредиента в реагентах следствие относительно слабого взаимодей- 15 (составах) для удаления жидкости из газоствия молекул блок-сополимеров с молекулавых и газоконденсатних скважин не обнаруми углеводородов газового конденсата. жено в реагентах-аналогах. Алкилфенольный остаток п Целью изобретения является увеличение эффективности удаления из газовых и газоконденсатиых скважин высокоминера- 20 входит в состав молекул блок-сополимеров лизованной воды при значительном содерокисей этилена и пропилена, производящихжании газового конденсата и повышенной ся в настоящее время фирмой "Органика-Ротемпературе на забое кита" (Польша). Этими блок-сополимерами являются Рокафенол № 8Р7 и Рокафенол №. Поставленная цель достигается благодаря тому, что реагент для удаления жидко- 25 8Р14, которые применяются в текстильной промышленности и бытовой химии сти из газовых и газоконденсатних скважин содержит в качестве поверхностно-активноХимическое название блок-сополимего вещества блок-сополимеры окисей пооров Рокафенол - нонилфенолполиоксиэтипилена и этилена на основе алкилфенолов ленполиоксипропиленгликоль, т е. их общей формулы: 30 молекулы имеют следующую химическую формулу. где Ч-Q-o.- алкилфенольный остаток, в котором R представляет собой радикал 35 где р - число молей окиси этилена (равно 8 для каждого вещества); m - число молей окиси пропилена (равm - число молей окиси пропилена, разно 7 для первого вещества и 14 для второго ное 10...25; вещества). р - число молей окиси этилена, равное 40 Сопоставление химических формул по80...150. казывает, что блок-сополимеры Рокзфенол при следующем количественном соотношеобладают следующими отличиями от заяв нии ингредиентов (в мае %): 1 ленных блок-сополимеров Блок-сополимеры указанной выше общей формулы 0,2...0,5 1) первые являются блок-сополимерами Вода Остальное. 45 типа REP, в то время как заявленные блокБлок-сополимеры окисей пропилена и сополимеры - типа RPE, те оксипропмльэтилена на основе алкилфенолов по внешный и оксизтильный блоки соединены в нему виду представляют собой твердое паобратной последовательности, рэфиноподобное вещество с температурой 2) число молей окиси этилена в блок-соплавления около 60°С. 50 полимерах Рокафенол является фиксированным и равно 6 в то время как для В качестве основы, т.е. стартового (исзаявленных блок-сополимеров число молей ходного) вещества для получения блок-соокиси этилена изменяется от 80 до 150, полимеров приведенной общей формулы 3) число молей окиси пропилена в блокиспользуются алкилфенолы 55 сополимерах Рокафенол является фиксированным и равно 7 и 14 соответственно в то время как для заявленных блок-сополимеОтличительным с т прототипа признаком явров число молей окиси пропилена изменяетляется наличие в молекулах этих блок-сопося от 10 до 25. лимеров алкилфенольного остатка 1759848 Таким образом химическое строение и состав молекул блок-сополимеров Рокафеноп и заявленных блок-сополимеров различны, т.е. они являются разными веществами. Это различие подтверждается результатами измерения времени существования пены для образцов заявленных блок-сополимеров и для образцов Рокафенола. Способность к пенообрэзованию является необходимым условием для использования вещества в качестве реагента для удаления жидкости из скважин Измерения выполнены по стандартной методике. Результаты представлены в табл. 1. Приведенные в табл. 1 данные показывают, что заявленные блок-сополимеры (№ 1-3) образуют пену, время существования которой составляет от 125 до 165 минут. В то же время блок-сополимеры Рокафенол пены не образуют и, следовательно, не могут применяться для удаления жидкости из газовых и газоконденсэтных скважин. Таким образом, по способности к удалению жидкости заявленные блок-сополимеры качественно отличаются от блок-сополимеров Рокафенол, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия". О соответствии технического решения критерию "положительный эффект" свидетельствуют данные, приведенные ниже в разделе "Технические преимущества" (табл. 4). Конкретные примеры заявленных блоксополимеров, представленные в табл. 1, охватывают минимальные (min) и максимальные (max) пределы значений чисел молей окиси пропилена m и окиси этилена р, заявленные в формуле изобретения; N° 1 - пп = 10 = min p = 8 0 - m i n ; № 2 - m = 13, p = 100 (оптимальный вариант); N 3 - m = 25 = max, p = 150 = max. ? В табл. 2 приведены конкретные примеры блок-сополимеров, которые имеют запредепьные значения чисел молей окисей (нумерация образцов продолжает нумерацию табл, 1): № 4 - m = 8 max, p = 30 max, p - 160 > max. = В табл. 2 приводятся также сведения по веществу-прототипу Анализ данных табл 1 и 2 показывает, что образцы блок-сополимеров с запредельными значениями чисел молей окиси пропилена и окиси этилена имеют значительно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 меньшее время существования пены, чем у образцов с заявленными пределами чисел молей окисей Поэтому образцы бпок-сополимеров № 4-7 являются менее эффективными для целей удаления жидкости из скважин. Поскольку время существования пены у образцов № 4-7 уступает значению этого показателя для образца по прототипу, то имеющиеся у вышеуказанных образцов значения чисел молей окиси пропилена и окиси этилена не были включены в формулу изобретения. В формулу предполагаемого изобретеяия вошли значения чисел молей окиси пропилена и окиси этилена в пределах (границах), обеспечивающих большее время существования пены, чем у образца по прототипу, т.е. значения m = 10...25 и р = 80 .150. Количественное соотношение ингредиентов (блок-сополимеров и воды) в предложенном реагенте определяется способностью к эффективному удалению жидкости из скважин (табл. 3) При рассмотрении данных, представленных в табл. 3, можно сделать следующие выводы. Значению концентрации блок-сополимера в реагенте 0,1 мас.% соответствует значение эффективности удаления жидкости (ЭУЖ) 0,35 кг на 1 м 3 газа. Это значение ЭУЖ на порядок ниже, чем значение ЭУЖ для реагента по прототипу, равное 2,45 кг/м . Увеличение концентрации блоксополимера от 0,1 мас.% до 0,2 мас.% приводит к увеличению эффективности удаления жидкости на 1,40 кг/м , т.е. до значения 1,75 кг/м , что приближается к значению ЭУЖ для реагента по прототипу. Таким образом, значение концентрации блок-сополимера 0,2 мас.% может быть принято за нижнюю границу содержания этого ингредиента в заявленном реагенте Последовательное увеличение концентрации блок-сополимера от 0.2 мас.% до 0,5 мас.% вызывает соответственное нарастание значения ЭУЖ до 3,95 кг/м 3 , т.е на 2.20 кг/м . Дальнейшее увеличение концентрации блок-сополимера до 1,0 мас.% дает увеличение значения ЭУЖ до 4,10 кг/м , те всего лишь на 0,15 кг жидкости на 1 м газа. Таким образом, можно сделать заключение, что значение концентрации блок-сололимера 0,5 мас.% может быть принято за верхнюю границу содержания этого ингредиента в заявленном реагенте. Применение для удаления жидкости реагента с концентрацией блок-сополимера более 0,5 мас.% является невыгодным с экономической точки зрения, поскольку, к примеру, более эффективное удаление жидкости даст 7 1759848 Э = Суп • A Q двукратное применение реагента с концентрацией блок-сонолимера 0 5 мае %, чем одгде Суп ~ годовая сумма условно-постоянной нократное применение реагента с части эксплуатационных расходов на добыудвоенной концентрацией блок-сополимечу газа: ра 1,0 мае % ДО - дополнительная добыча газа, Заявленные блок-сополимеры окисей полученная в результате внедрения данной пропилена и этилена на основе алкилфеноразработки; лов обладают техническими преимуществами перед прототипом (табл. 4) Q - общий объем товарной добычи газа Как следует из данных табл. 4, образец t0 за год № 2, т.е оптимальный вариант заявленных Затраты на внедрение разработки Знн блок-сополимеров, превосходит прототип складываются из затрат на блок-сополимепо эффективности удаления жидкости в 1.6 ры Збп