Склад для захисту газових і газоконденсатних свердловин від вуглекислотної корозії та утворення стійких емульсій

Реферат: Склад для захисту газових і газоконденсатних свердловин від вуглекислотної корозії та утворення стійких емульсій містить як основу карбонові кислоти, азотовмісні сполуки, неіоногенну поверхнево-активну речовину та вуглеводневий розчинник. Як карбонові кислоти він містить жирні кислоти талової оливи та/або олеїнову кислоту, як азотовмісні сполуки - суміш основи Манніху, отриманої конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл та/або діізононілфенолом і параформом, з моноамідом 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну, як неіоногенну поверхнево-активну речовину - блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем, як вуглеводневі розчинники - ароматичні вуглеводні та/або їх суміші зі спиртами С1-С4. UA 78357 U (12) UA 78357 U UA 78357 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до газовидобувної промисловості, а саме - хімічних методів захисту від утворення стійких емульсій та вуглекислотної корозії металевого обладнання в системах видобутку газу і газового конденсату. Продукція, яка добувається на газових та газоконденсатних родовищах характеризується високою корозійною агресивністю за рахунок вмісту в ній значних кількостей двооксиду вуглецю, кисню та мінеральних солей у пластовій воді. При цьому спостерігається інтенсивна корозія (в основному її локальні різновиди) насосно-компресорних і обсадних труб на свердловинах, іншого обладнання та шлейфової арматури, що, в свою чергу, призводить до суттєвих матеріальних витрат при планових і аварійних ремонтах, значних втрат металофонду, неорганізованих шкідливих викидів у довкілля. Проблему захисту металевого обладнання від корозійних руйнувань на газовидобувних підприємствах по видобутку газу вирішують, зазвичай, подачею в свердловини інгібіторів корозії. Другою дуже суттєвою проблемою, яка має місце на родовищах по видобутку газу та газового конденсату і вимагає швидкого вирішення, є утворення в системі стійких емульсій, термін існування яких перевищує термін розділення двофазної суміші газовий конденсат: пластова вода в сепараторах на установках комплексної підготовки газу (не більше 0,5 год.). У протилежному випадку, неповне або довготривале розділення емульсій може призвести не тільки до значних втрат газового конденсату, але й до повної зупинки сепараційного обладнання. Утворенню таких стійких емульсій можуть сприяти не тільки природні поверхневоактивні речовини (ПАР), присутні в газовому конденсаті, але й інші хімічні реагенти (в. ч. і деякі інгібітори корозії), які подають в системи видобутку та підготовки газу згідно з технологічними картами. Таким чином, вирішення проблем боротьби захисту газових і газоконденсатних свердловин від вуглекислотної корозії та утворення стійких емульсій газового конденсату з пластовою водою з великим терміном розділення є дуже важливим і актуальним. Відома неіоногенна ПАР (патент України № 35503А "Спосіб зневоднення та знесолення нафтових емульсій", опубл. 15,03.2001, Бюл. № 2), прийнята за аналог, яка являє собою блокспівполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем і використовується як антикорозійний та деемульгуючий реагент на підприємствах по видобутку та підготовці газу і газового конденсату. До недоліків аналога слід віднести: - обмежену розчинність у вуглеводневих розчинниках та газовому конденсаті; - високі концентрації реагенту (1-2 %), необхідні для забезпечення ефективного розділення стійких емульсій типу вуглеводень-вода в системах сепарації; - невисокі ступені захисту від корозії (50-80 % при концентраціях 1 % і 2 % відповідно) і незадовільний захист при дозах 10-30 г/т рідини; - значний (до 1 год.) термін розділення стійких емульсій в системі. Більш близьким до корисної моделі і прийнятим за прототип, є реагент "Додіген-4482-1", що містить карбонові кислоти, азотовмісні сполуки та неіоногенну поверхнево-активну речовину в вуглеводневому розчиннику (див. Гафаров Н.А. "Ингибиторы коррозии. Том 2, с. 265-280). До недоліків прототипу слід віднести: - недостатню ефективність гальмування корозії при наявності у системі двооксиду вуглецю в дозах 10-30 г інгібітору/т рідини; 3 - недостатню деемульгуючу дію при концентраціях реагенту в системі 0,3-0,5 г/дм . В основу корисної моделі поставлена задача підвищити ефективність захисту металевого обладнання систем видобутку газу і газового конденсату від вуглекислотної корозії та утворення в них стійких емульсій. Поставлена задача вирішується застосуванням складу, що як карбонові кислоти він містить жирні кислоти талової оливи та/або олеїнову кислоту, як азотовмісні сполуки - суміш основи Манніху, отриманої конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл та/або діізононілфенолом і параформом, з моноамідом 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну, як неіоногенну поверхнево-активну речовину - блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем, як вуглеводневі розчинники - ароматичні вуглеводні та/або їх суміші зі спиртами С1-С4 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: - жирні кислоти талової оливи або олеїнова кислота - 15-25; - основа Манніху, отримана конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл та/або діізононілфенолом і параформом - 14-24; 1 UA 78357 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти - 0,5-1,0; - блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,01-0,50; - вуглеводневі розчинники - решта. Склад, що заявляється, готують наступним чином: суміш жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти з основами Манніху, отриманими конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл та/або діізононілфенолом і параформом, з моноамідом 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну поміщають у перемішуючий пристрій і додають в неї при перемішуванні необхідну кількість блок-співполімеру оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем та вуглеводневі розчинники, температуру підіймають до 60-70 °C і витримують суміш у такому режимі впродовж 2-3 год. Приклади конкретного виконання. Склад № 1 (мас. %): жирні кислоти талової оливи - 25; основа Манніху, отримана конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну з ізононілфенолом і параформом - 24; моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну і жирних кислот талової оливи - 1,0; блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,50; вуглеводневі розчинники - решта. Склад № 2 (мас. %): олеїнова кислота - 25; основа Манніху, отримана конденсацією 1аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононілфенолом і параформом - 24; моноамід 1-аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну і олеїнової кислоти - 1,0; блокспівполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,50; вуглеводневі розчинники решта. Склад № 3 (мас. %): жирні кислоти талової оливи - 25; основа Манніху, отримана конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну з діізононілфенолом і параформом - 24; моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну і жирних кислот талової оливи - 1,0; блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,50; вуглеводневі розчинники - решта. Склад № 4 (мас. %): олеїнова кислота - 25; основа Манніху, отримана конденсацією 1аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну з діізононілфенолом і параформом - 24; моноамід 1-аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну і олеїнової кислоти - 1,0; блокспівполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,50; вуглеводневі розчинники решта. Склад № 5 (мас. %): жирні кислоти талової оливи - 15; основа Манніху, отримана конденсацією 1 -аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну з ізононілфенолом і параформом - 14; моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну і жирних кислот талової оливи - 0,5; блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,10; вуглеводневі розчинники - решта. Склад № 6 (мас. %): олеїнова кислота - 15; основа Манніху, отримана конденсацією 1аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононілфенолом і параформом - 14; моноамід 1-аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну і олеїнової кислоти - 0,5; блокспівполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,10; вуглеводневі розчинники решта. Склад № 7 (мас. %): жирні кислоти талової оливи - 15; основа Манніху, отримана конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну з діізононілфенолом і параформом - 14; моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи)імідазоліну і жирних кислот талової оливи - 0,5; блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з пропіленгліколем - 0,10; вуглеводневі розчинники - решта. Склад № 8 (мас. %): олеїнова кислота - 15; основи Манніху, отримані конденсацією 1аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну з діізононілфенолом і параформом - 14; моноамід 1-аміноетил-2-(алкеніл олеїнової кислоти)імідазоліну і олеїнової кислоти - 0,5; блокспівполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,10; вуглеводневі розчинники решта. Готові продукти мають наступні фізико-хімічні показники: - зовнішній вигляд - рідина від жовтого до темно-коричневого або темно-червоного кольору; - змішування з паливом ТС-1 або гасом - повне; 3 - густина при 20 °C, г/см , не менше - 0,825; - в'язкість, сСт, не більше - 100; - температура застигання, °C, не вище - мінус 25. 2 UA 78357 U 5 10 15 20 Для підтвердження високої антикорозійної дії та швидкого розділення емульсій типу газовий конденсат-пластова вода, зразками складу, що заявляється, були проведені відповідні випробування. Корозійні випробування зразків складу, що заявляється, проводили згідно з методикою Всесоюзного науково-дослідного інституту природних газів і газових технологій (ВНИИгаз) під ред. к.т.н. Куделіна Ю.І. та к.т.н. Легезіна Н.Е. "Методические указания по испытанию ингибиторов коррозии для газовой промышленности". Як корозійне середовище слугувала 3 3 двофазна система дизельне паливо (200 см ): модельна вода складу 30 г/дм хлориду натрію і 3 3 3 дм оцтової кислоти (600 см ), рН=7. Зразки-свідки були виготовлені з трубної сталі Р-105. Термін експозиції зразків-свідків у корозійному середовищі - 3 год., температура експозиції 80±0,1 °C. Вплив зразків складу, що заявляється, на руйнування емульсій газовий конденсат: пластова вода вивчали згідно з методикою центральної аналітичної лабораторії ГПУ "Полтаванафтогаз" (Україна). Суть методики - утворення стійкої емульсії за допомогою нормованого 3 перемішування спеціальною мішалкою 100 см суміші газового конденсату з пластовою водою (1:1) і фіксування терміну її повного розділення за допомогою секундоміру. У випробуваннях використовували товарний газовий конденсат і пластову воду Чутівського газоконденсатного родовища (ГПУ "Полтавагаз-видобування"). Характеристики пластової води: 3 3 3 густина - 1,18 г/см , вміст органічних кислот - 645 мг/дм , загальна жорсткість - 375 мг-екв/дм , 3 загальна лужність - 3,8 мг-екв/дм , солоність по Боме - 22,84, тип води - хлоркальцієва. Результати випробувань зразків складу, що заявляється, а також аналога та прототипу, у кількості 44 прикладів наведені в таблиці. Таблиця № пп 1 Аналог 3 Прототип 4 Склад № 1 5 Склад №2 6 Склад № 3 7 Склад № 4 8 Склад № 5 9 Склад № 6 10 Склад № 7 11 30 Без інгібітору 2 25 Склад Склад № 8 Ступінь Термін повного Концентрація, Концентрація, захисту від розділення 3 г/тонну рідини г/дм рідини корозії, % емульсії, хв. 0 0 21,0 10 31,0 0,3 7,7 30 37,1 0,5 7,1 10 61,0 0,3 8,0 30 67,1 0,5 7,4 10 92,3 0,3 5,4 30 94,9 0,5 4,4 10 90,8 0,3 6,0 30 93,3 0,5 5,6 10 93,1 0,3 3,3 30 96,4 0,5 2,5 10 91,7 0,3 4,8 30 94,5 0,5 3,8 10 90,8 0,3 6,0 30 91,7 0,5 5,4 10 90,2 0,3 6,5 30 91,0 0,5 5,8 10 92,4 0,3 4,8 30 93,5 0,5 3,8 10 91,6 0,3 6,2 30 93,1 0,5 5,8 Примітки заявляється заявляється заявляється заявляється заявляється заявляється заявляється заявляється Із результатів, наведених в таблиці, очевидно, що випробувані зразки складу, що заявляється, для захисту від утворення стійких емульсій та вуглекислотної корозії в газових і газоконденсатних свердловинах, суттєво переважають по усіх своїх показниках аналог і прототип. Можна констатувати, що відносно до корозії металу, компоненти розробленого складу, проявляють синергетичну захисну дію за рахунок того, що блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем адсорбується на оксидній плівці, а інші активні складові - на чистій металічній поверхні. Так, приміром склад № 3, що заявляється, при концентрації 30 г/т рідини гальмує швидкість корозії на 96,4 %, а аналог і прототип, в тих же умовах - на 37,1 % і 67,1 %, відповідно. При цьому термін руйнування стійких емульсій складу № 3, що заявляється, у порівнянні із прототипом, зменшується практично в 3 (три) рази. 3 UA 78357 U Технологія застосування складу, що заявляється, на газоконденсатних та газових родовищах полягає в періодичному нанесенні захисної (адсорбційної) плівки на внутрішні поверхні обладнання та постійній подачі його невеликої підтримуючої дози (в межах 10-20 г/т рідини, що добувається) в потік газоконденсатної суміші. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 Склад для захисту газових і газоконденсатних свердловин від вуглекислотної корозії та утворення стійкихемульсій, що містить як основу карбонові кислоти, азотовмісні сполуки, неіоногенну поверхнево-активну речовину та вуглеводневий розчинник, який відрізняється тим, що як карбонові кислоти він містить жирні кислоти талової оливи та/або олеїнову кислоту, як азотовмісні сполуки - суміш основи Манніху, отриманої конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл та/або діізононілфенолом і параформом, з моноамідом 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну, як неіоногенну поверхнево-активну речовину блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем, як вуглеводневі розчинники - ароматичні вуглеводні та/або їх суміші зі спиртами С 1-С4 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: - жирні кислоти талової оливи або олеїнова кислота - 15-25; - основа Манніху, отримана конденсацією 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну з ізононіл та/або діізононілфенолом і параформом - 1424; - моноамід 1-аміноетил-2-(алкіл, алкеніл жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти)імідазоліну і жирних кислот талової оливи або олеїнової кислоти - 0,5-1,0; - блок-співполімер оксидів етилену, пропілену з поліпропіленгліколем - 0,01-0,50; - вуглеводневі розчинники - решта. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4