Патент на изобретение №2261886

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2261886 (13) C1
(51) МПК 7
C09K3/00, E21B37/06
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.01.2011 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 2004114606/04, 13.05.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

13.05.2004

(45) Опубликовано: 10.10.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2149982 C1, 27.05.2000. RU 2129583 C1, 27.04.1999. RU 2165953 C1, 27.04.2001. SU 1724664 A1, 07.04.1992.

Адрес для переписки:

450037, г.Уфа, промплощадка ОАО “Уфаоргсинтез”, Башнипинефть, Л.К. Шигаповой

(72) Автор(ы):

Галлямов И.М. (RU),
Ежов М.Б. (RU),
Вахитова А.Г. (RU),
Тайгин Е.В. (RU),
Рахматуллин В.Р. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Акционерная нефтяная компания “Башнефть” (RU),
Научно-производственное предприятие “Уфабурнефть” (RU)

(54) СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к составам для удаления асфальтосмолопарафиновых (АСПО) и бактериальных отложений, и может быть использовано для удаления и растворения отложений из призабойной зоны пласта, из нефтепромыслового оборудования, резервуаров и нефтесборных коллекторов на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях. Состав включает, мас.%: 2,5-7,0 жидких отработанных углеводородов – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования, остальное – смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30 мас.%, композиции растворителей и ПАВ в сумме до 100 мас.%. Использование состава по изобретению позволяет эффективно растворять и отмывать АСПО, бактериальные и минеральные отложения, а также обладает защитной способностью от коррозии. 6 табл.

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к составам для удаления асфальтосмолопарафиновых (АСПО), бактериальных отложений, и может быть использовано для удаления и растворения отложений из призабойной зоны пласта, из нефтепромыслового оборудования, резервуаров и нефтесборных коллекторов на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения по технической сущности является смесь органических растворителей, применяемых для удаления асфальтосмолопарафинистых отложений (патент RU 2149982, Е 21 В 37/06, С 09 К 3/00, 27.05.2000 г. – прототип), где в качестве растворителей используются жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования, его выделения и очистки.

Однако указанное известное техническое решение не обеспечивает высокую степень растворения АСПО, армированных минеральными частицами, защищенных пленкой отложений микроорганизмов и продуктами их метаболизма, а также у известного реагента невысокая эффективность нейтрализации сероводорода, вырабатываемого СВБ или содержащегося в пластовой воде и недостаточная эффективность ингибирования оборудования от коррозии.

Решаемой задачей настоящего изобретения является создание эффективного состава, обладающего высокими растворяющими и отмывающими способностями по отношению к АСПО, бактериальным и минеральным отложениям, а также бактерицидными и защитными свойствами и способностью поглощения сероводорода, растворенного в пластовой и нагнетаемой воде и для ингибирования оборудования от коррозии. Воздействие осуществляется в нефтепромысловых коллекторах, в стволе скважины (НКТ), а также как в призабойной, так и в удаленных зонах пласта, для восстановления проницаемости призабойной зоны скважин и повышения срока службы скважинного и наземного оборудования. Дополнительной решаемой задачей является снижение себестоимости работ.

Поставленная задача достигается тем, что состав для удаления из пласта асфальтосмолопарафиновых и бактериальных отложений, включающий жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки, отличается тем, что дополнительно содержит смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30 мас.%, композиции растворителей и ПАВ, в сумме до 100 мас.% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30 мас.% 2,5 – 7,0; жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки – остальное.

Предлагаемый состав для удаления асфальтосмолопарафиновых и бактериальных отложений в качестве углеводородного растворителя содержит жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки скважинного и наземного оборудования. Дополнительной решаемой задачей является снижение себестоимости работ.

Поставленная задача достигается тем, что состав для удаления из пласта асфальтосмолопарафиновых и бактериальных отложений, включающий жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки, отличается тем, что дополнительно содержит смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ, в сумме до 100% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ, в сумме до 100% 2,5-7,0; отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки – остальное.

Предлагаемый состав для удаления асфальтосмолопарафиновых и бактериальных отложений в качестве углеводородного растворителя содержит жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки и состоит из ароматических углеводородов, непредельных, циклических и предельных углеводородов, выпускается по ТУ 38.303-05-27-92 заводом синтетического каучука г. Стерлитамака. Используется для депарафинизации скважин и в качестве топлива.

Физико-химические показатели жидкого отработанного углеводорода.
Наименование показателя Норма Метод испытания
1. Внешний вид От светлого до темно- коричневого цвета Визуально
2. Температура вспышки не ниже, °С минус 53 ГОСТ
12.1.044-89
3. Плотность при 20°С, г/см3 0,68-0,93 ГОСТ
3900-85
4. Фракционный состав:
а) температура начала кипения, °С, не ниже
28 ГОСТ
2177-82
б) количество фракции, выкипающей до температуры 185°С, %, не менее 70
в) температура конца кипения, °С, не выше 370
5. Испытание на медной пластине выдерживает ГОСТ 6321-69
6. Содержание свободной воды отсутствие ГОСТ
2477-65

Также состав для удаления асфальтосмолопарафиновых и бактериальных отложений содержит смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ, в сумме до 100%. Выпускается ЗАО “Каустик”, г. Стерлитамак по ТУ 2415-187-00203312-98. Модифицированные полиэтиленполиамины получаются в результате взаимодействия полиэтиленполиаминов с изомерными -разветвленными карбоновыми кислотами фракций C528. Композиционный растворитель содержит в своем составе 10% н-бутанола и остальное – нефрас или растворитель, близкий по составу к нефрасу. В качестве диспергатора используются неионогенное ПАВ ОП-10 или его аналоги в количестве 2-6%. Предназначен для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и наводораживания.

Из патентной и научно-технической литературы нам неизвестны составы для удаления АСПО, содержащие совокупность указанных выше ингредиентов в предложенном количественном соотношении, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого решения.

Достижение поставленной задачи обеспечивается, по-видимому, благодаря найденному соотношению составных компонентов реагента: ароматические углеводороды, непредельные, циклические и предельные углеводороды с ингибитором коррозии, бактерицидом и поглотителем сероводорода в составе:

Физико-химические показатели смеси модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ, в сумме до 100%.
Наименование показателя Норма Метод анализа
Внешний вид Жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета п.5.2 ТУ
Кислотное число, мг КОН на 1 г пробы, в пределах, не более 30 ГОСТ 113 62-9
Аминное число, мг HCl на 1 г пробы, не более 50 п.5.3 ТУ
Массовая доля активной основы, %, не менее 15 п.5.4 ТУ
Температура застывания, °С, более минус 45 ГОСТ 20287-94

модифицированные полиэтиленполиамины с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ (активные добавки), позволило получить, в отличие от известных составов, реагент комплексного действия (РКД). Для этого предлагаемый состав закачивают в объеме от 0,5 до 1,0 м3 на 1 м вскрытой толщины пласта в зависимости от коллекторских свойств и степени загрязнения пласта. Такая оторочка состава уничтожает бактериальные колонии, растворяет образованные ими осадки, а также АСПО. В результате происходит частичное или полное уничтожение бактерий в НКТ и ПЗП, что в значительной степени снижает скорость коррозии обсадной колонны и НКТ, а также содержание сероводорода в добываемой продукции. Кроме того, растворенные и диспергированные асфальтосмолопарафинистые и бактериальные отложения поступают в пласт, где производят воздействие на продуктивный коллектор, аналогичное воздействию полидисперсных систем. В результате происходит частичное снижение проницаемости высокопропроницаемых, многократно промытых водой, зон продуктивного пласта и подключение к процессу вытеснения нефти коллекторов со средней и низкой проницаемостью.

Содержание активных добавок при использовании в качестве ингибитора коррозии составляет 20-30%. В предлагаемом техническом решении углеводородный растворитель содержит активные добавки в более низких концентрациях 2,5 – 7,0%. В смеси с углеводородным растворителем они выполняют как известные функции – растворителя АСПО и ингибитора коррозии, так и новые функции – бактерицида и растворителя биогенных осадков, обладающих защитными свойствами, поглотителя сероводорода. Следует отметить, что сочетание в составе предложенной композиции углеводородного растворителя с полярными поликомпонентами ароматическими гетероатомными соединениями позволяет улучшить растворяющую АСПО функцию состава в 1,6-2,8 раза по сравнению с известными, предотвратить образование биоосадков после разовой обработки предлагаемым составом в течение шести месяцев.

Из существующего уровня техники нам неизвестно, что ингредиенты, входящие в предлагаемый состав, обеспечивают указанные выше свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Пример приготовления предлагаемого состава в лабораторных условиях.

Пример 1. В химической колбе с известным весом взвешивают 2,5 г модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ, в сумме до 100% и добавляют смесь растворителей – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования после его выделения и очистки в количестве 97,5 г. Колбу закрывают и перемешивают состав. Получают состав 1. Аналогичным образом готовили другие составы с различным соотношением ингредиентов.

Таблица 1
№№опыта Содержание ингредиентов, мас.%
модифицированные полиэтиленполиамины с нитрилом акриловой кислоты до 30%, композиции растворителей и ПАВ в сумме до 100% жидкий углеводородный растворитель
Состав 1 2,5 97,5
Состав 2 5,0 95,0
Состав 3 7,0 93,0
Прототип 100
Нефрас А 150/330 (аналог) 100

При проведении лабораторных испытаний исследовали следующие свойства предлагаемого состава: растворяющие и диспергирующие свойства, бактерицидные свойства, ингибирующие коррозию и свойства нейтрализатора сероводорода. Данные о составе использованных АСПО приведены в таблице 2.

Таблица 2.
Состав АСПО.
№осадка Месторождение / №скв./ интервал отбора проб осадка, м Содержание, мас.%:
асфальтены смолы парафины
1 Бузовьязовское/ 3483/2480 м 21,5 13,4 9,6
2 Бузовьязовское/ 3467/2400 м 10,0 2,7 1,0
3 Бузовьязовское/ 3166/1200 м 10,1 8,6 2,7

Пример 2. Проведены лабораторные исследования по оценке растворяющих и диспергирующих свойств предлагаемого и известных составов. Исследования проводились на органоминеральных осадках, образующихся в стволе скважин, а также в призабойных зонах пластов. Оценка растворяющей и диспергирующей способности проводилась с целью определения эффективности составов по очистке призабойной зоны пласта, так как диспергированный осадок в большинстве случаев приводит к снижению проницаемости средне- и низкопроницаемых коллекторов. Анализ определения эффективности растворяющего и диспергирующего действия составов проводился по методу потери веса образца в течение контрольного времени в статических условиях в соответствии со стандартом предприятия СТП 03-153-2001 «Методика лабораторная по определению растворяющей и удаляющей способности растворителей АСПО», Башнефть, Башнипинефть. Для испытания образец АСПО, характеристика которых приведена в таблице 2, наносили толщиной 1,5-2,0 мм на металлическую пластину, погружая пластину в отложения на высоту 45 мм. По разности масс пластины с отложениями и чистой пластиной определяли исходную массу АСПО (m0). В цилиндр наливали растворитель, опускали пластину с отложениями на 3/4 высоты и через каждые 15-30 минут фиксировали изменения, происходящие с отложениями в течение двух часов: окрашивание растворителя, отслоение, очищенная поверхность в процентах. За 100% принималась поверхность отложений, высотой 35 мм. По истечении двух часов пластину вынимали, помещали в эксикатор, соединенный с водоструйным насосом и продолжали сушку до достижения постоянной массы пластины с АСПО (m). Эффективность растворения АСПО рассчитывали по формуле:

При слабом окрашивании растворителя и отслоении АСПО с пластины рассчитывалась диспергирующая способность растворителя.

Результаты исследований приведены в таблице 3.

Данные в таблицах, характеризующие предлагаемое техническое решение получены для предлагаемых составов и отличаются концентрациями активных добавок. Содержание остальных компонентов в составах оставалось постоянным.

Оценка растворяющей и диспергирующей способности проводилась с целью определения эффективности составов по очистке призабойной зоны пласта, т.к. диспергированный осадок в большинстве случаев приводит к снижению проницаемости средне- и низкопроницаемых коллекторов.

Таблица 3.
Данные о растворяющей и диспергирующей способности известного и предлагаемого составов
№состава Эффективность растворения осадков, % Эффективность их диспергирования, %
№1 №2 №3 Средняя №1 №2 №3
Состав 1 88 65 63 72 12 35 37
Состав 2 65 73 72 70 35 27 28
Состав 3 47 77 71 65 53 23 29
Прототип 39 24 20 28 61 76 80
Нефрас А 150/330 (аналог) 43 37 40 40 57 63 60

Данные таблицы 3 показывают, что растворяющая способность предлагаемого состава превышает известные в 1,6-2,8 раза.

Пример 3. Оценивалась ингибирующая способность реагентов величиной защитного эффекта (z) при различных концентрациях дозирования в сточной воде из УПН “Ташкиново” НГДУ “Арланнефть” состава: общая минерализация – 167 г/л, Cl – 102834 мг/л, SO4 2- – 49,5 мг/л, НСО3 – 342 мг/л, Са2+ – 7800 мг/л, Mg2+ – 2675 мг/л, K++Na+- – 53014 мг/л. Содержание Н2S – 80 мг/л.

Исследование защитных свойств реагентов от коррозии проводилось гравиметрическим методом согласно ОСТ 39-099-79.

Степень защиты от коррозии определяли по формуле:

где v0 и v – скорости коррозии в неингибированной и ингибированной средах, в г/см2·ч.

Таблица 4.
Данные об ингибирующей способности известного и предлагаемого составов.
Состав (соответствует № опыта табл.1) Дозировка, мг/л Степень защиты от коррозии, % Увеличение эффективности ингибирования в сравнении с прототипом, %
Состав 1 30 16 6,7
Состав 2 30 73 386
Состав 3 30 78 420
Прототип 100 14

Данные таблицы 4 показывают, что эффективность ингибирования оборудования при использовании предлагаемого состава возрастает в 3,9 раз.

В процессе лабораторных исследований оценивались бактерицидное и защитное действия составов. Известно, что СВБ могут развиваться как в пресных, так и в минерализованных средах. Особенно интенсивно они развиваются в ПЗП нагнетательных скважин. Развитию СВБ предшествует формирование биоценоза УОБ, продукты жизнедеятельности которых в соответствующих анаэробных условиях потребляются СВБ.

Исследования бактерицидного и защитного действий составов проводились по стандартной методике в соответствии с РД 39-973-83 «Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного действия реагентов», Уфа, ВНИИСПТнефть, от 22.12.83 г. Оценка защитного бактерицидного действия от УОБ проводилась на питательных средах Раймонда, а от СВБ проводилась на питательных средах Постгейта. В экспериментах использовалась 2-суточная культура с содержанием бактерий не менее 106 клеток/мл и индексом активности 100 единиц. Результаты испытаний приведены в таблице 5.

Результаты анализов по определению влияния предлагаемого состава и прототипа на подавление биоценоза и сульфатредукции, а также отмыв бактериальных компонентов осадков показали, что удаление микроорганизмов и подавление сульфатредукции происходит только при применении предлагаемого состава, известные составы такого действия не производят (табл.5).

Таблица 5.
Данные о бактерицидном действии известного и предлагаемого составов.
Состав (соответствует № опыта табл.1) Дозировка,
мг/л
Степень защиты от биокоррозии (%) СВБ Степень защиты от биокоррозии (%) УОБ
Состав 1 130* 100 100
Состав 2 100* 100 100
Состав 3 180* 100 100
Прототип 600 0 0
Примечание: * – при указанных расходах происходит 100% отмыв биомассы.

В ходе лабораторных исследований оценивалась степень поглощения сероводорода. Исследования свойств реагентов по степени поглощения сероводорода проводились в соответствии с СТП-03-152-96 «Технический регламент по нейтрализации сероводорода в продукции скважин при проведении подземного и капитального ремонта». Пробы анализируемой воды для проведения исследований были отобраны из добывающих скважин Лемезинского месторождения и из продукции установки по подготовке воды «Волково» НГДУ «Уфанефть». После определения исходной концентрации сероводорода в пробе в бутылки с пробой вводился исследуемый состав в количестве, соответствующем шести-, восьми- и десятикратной массовой концентрации сероводорода в жидкости. Бутыли с составами герметично закрывали и сильно встряхивали (50 раз), после этого их помещали в термостат на 20 минут (время, необходимое на реакцию). Затем определяли остаточную концентрацию сероводорода. Степень поглощения сероводорода (П) исследуемым составом рассчитывали по формуле:

где c0 – исходная концентрация сероводорода в пробе,

с – концентрация сероводорода после реакции с исследуемым составом.

Результаты анализов приведены в таблице 6.

Таблица 6
Результаты оценки степени поглощения сероводорода известным и предлагаемым составами.
Состав (соответствует № опыта табл.1) Дозировка,
мг/л
Степень поглощения сероводорода, %
Состав 1 400 30
Состав 2 400 57
Состав 3 400 48
Прототип 700 0

Максимальное поглощение сероводорода наблюдалось составом №2.

Выводы: проведенные лабораторные испытания по оценке растворяющей, ингибирующей, а также бактерицидной защитной эффективности и нейтрализации сероводорода показали, что предлагаемый состав в 1,6-2,8 раза эффективнее растворяет АСПО, на 100% защищает от биокоррозии, отмывая осадки биогенного происхождения в отличие от известных составов. Ингибирующий эффект предлагаемого состава в 3,9 раза больший, чем у прототипа, и достигается при меньших дозировках реагентов (в 3 раза). Нейтрализация сероводорода осуществляется только предлагаемым составом.

Пример 4. Для промыслового испытания была выбрана нагнетательная скважина №3077 на Менеузовской площади НГДУ Чекмагушнефть.

Приемистость скважины до проведения работ составляла 15 м3/сут при давлении нагнетания 10,4 МПа. В скважину было закачано 6,5 м3 предлагаемого состава, затем состав был продавлен в призабойную зону пласта сточной водой. Скважина была остановлена на реагирование в течение 16 часов. Приемистость, определенная после пуска скважины в работу, возросла на 320% и составила 48 м3/сут при давлении нагнетания 9,6 МПа. До этого скважина два раза обрабатывалась составом по прототипу, максимальный прирост приемистости при этом составил 40 – 62%.

Промысловые испытания показали эффективность предлагаемого технического решения, позволяющую увеличить приемистость нагнетательных скважин по сравнению с известными в 5 раз.

Формула изобретения

Состав для удаления из пласта асфальтосмолопарафиновых и бактериальных отложений, включающий жидкие отработанные углеводороды – отход производства изопрена методом двухстадийного дегидрирования, отличающийся тем, что дополнительно содержит смесь модифицированных полиэтиленполиаминов с нитрилом акриловой кислоты до 30 мас.%, композиции растворителей и ПАВ в сумме до 100 мас.% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Смесь модифицированных полиэтиленполиаминов
с нитрилом акриловой кислоты,
композиции растворителей и ПАВ 2,5-7,0
Жидкие отработанные углеводороды-отход
производства изопрена методом двухстадийного
дегидрирования после его выделения и очистки Остальное

Categories: BD_2261000-2261999