Пенообразующий состав для удаления жидкости из газовых скважин

 

1. ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВЬРС СКВАЖИН, включающий пенообразующий реагент, зтипенгликоль или дизтипенгликоль и воду, отличают и йс я тем, что, с целью повышения пенообразующих свойств состава при высоком содержании газоконденсата в удаляемой из скважины жидкости и температуре и повышения за счет 3того эффективности удаления жидкое ти из скважины, в качестве пенообразующего реагента он содержит блок-сополимер на основе окисей этилена и пропилена общей формухш 1 RO(CjHeO)m,- (CjH 0)п, Н где R - С4-С д-алкил; т| 5-10; п, 10-70, И блок-сополимер на основе окисей этилена и пропипена общей формуль П КО(С,НбО)1П2. ( где R - С4-С2д-алкнл; 11-20J т. 71-120, при следующем соотношений компонентов , мас.%: Блок-сополимер окисей зтилена и пропилена общей ФО1Я4УЛЫ 15-10 Блок-сополимер на основе окисей зтилена и пропипена общей формулы П20-25 Этиленгликоль или диэтипенгликоль10-15 Вода Остальное 2. Состав по п, 1, о т л и чающийся тем, что, с целью снижения коррозии технологического оборудования при наличии в удаляемой жидкости сероводорода, он допол ,нительно содержит ингибитор коррозии в количестве 1-2 мас.%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(sl) Е 21 В 43/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-1 t

1,„1

5-1О

10-15

Остальное (21) 3573555/22-03 (22) 01.04.83 (46) 30.06. 85. Бюл. В 24 (72) С.Н.Закиров, P.Ì.Êîêäðàò, Ю.М.Волков, Л.Л.Абдуллина, В.М.Осташов, В.М.Андрейчук и И.П.Ковалко (71) Московский институт нефтехими" ческой и газовой промышленности ж. И.М.Губкина и Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 622;243.541(088.8) (56) Патент США В 3773110, кл. 166/309, опублик. 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 905439, кл. E 21 В 43/27, 1982. (54) (57) 1. ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ

ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВЦХ

СКВАЖИН, включающий пенообразующий реагент, этиленгликоль или диэтиленгликоль и воду, о т л и ч а ю щ и.й. с я тем, что, с целью повышения. пенообраэующих свойств состава при высоком содержании газоконденсата в удаляемой иэ скважины жидкости и температуре и повышения за счет .этого эффективности удаления жидкости из скважины, в качестве пенообразующего реагента он содержит блок-сополнмер на основе окисей этилена и пропилена общей формул 1

ÄÄSUÄÄ 1164402 A кО(СЗНьО)ш, (С Н 0)п Н где R — С -С -алкил

to 1

m(5- 10п 10-70, и блок-сополнмер на основе окисей этилена и пропилена общей формулы П

R0(C>Q0)m (С Н О)п Н где R — С -Сго -алкил;

m 11-20 ° е п2 = 71-120, при следующем соотношений компонентов, мас.X:

Блок-сополимер окисей этилена и пропилена общей формулы

Блок-сонолимер на основе окисей этилена и пропилена общей формулы П 20-25

Этиленгликоль или диэтиле нгликоль

Вода

2.-Состав поп. 1, о тличающий тем, что, сцелью снижения коррозии технологического оборудования при наличии в удаляемой жидкости сероводорода, он допол,нительно содержит ингибитор корро зии в количестве 1-2 масЛ.

1164402

40 ф5

55

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к пенообразующим составам, и может быть преимущественно использовано для удаления жидкости из газо вых скважин.

Цель изобретения — повышение . пенообразующих свойств состава при высоких содержаниях в удаляемой из скважины жидкости газоконденсата и температурах и повышение за счет этого эффективности удаления жидкос. ти из скважины.

Пенообразующий состав содержит блок-сополимер окисей этилена и пропилена и общей формулы

R0(C>H<0)m (С Н, 0)п Н (1) где R — - С -С „-алкил;

m1 =5-10; и< =10-70, блок-сополимер окисей этилена и пропилена общей формулы

R0(C>H<0)mz(C>H+g)n>H (Н) где R — C -C „-алкил;

=11-20; п2 =71-1209 этилейгликоль или диэтиленгликоль и воду при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Блок-сополимер окисей этилена и пропилена общей формулы 1 5-10

Блок-сополимер окисей этилена и пропилена общей формулы П 20-25

Этиленгликоль или диэтиленгликоль 10-15

Вода Остальное

При наличии в удаляемой жидкости сероводорода для защиты технологичес. кого оборудования от коррозии он дополнительно может содержать ингиби-, тор коррозии, например И-25-Д, представляющий собой смесь азотосодержащих соединений, в количестве 12 мас.X.

Блок-сополимеры (ТУ 38407178-81 и 38407219-82) получают полимеризацией окисей пропилена и этилена при повышенных температуре и давлении в присутствии спиртов (стартовое вещество) и щелочного катализатора.

Гицрофильная и гидрофобная части молекулы блок-сополимера четко выражены, что и обуславливает поверхност" но-активные свойства. Водные и неводные растворы блок-сополимеров характеризуются низким поверхностным

35 и межфазным натяжением, что обеспечивает вспенивание минерализованных водоконден сатных сме сей.

Этиленгликоль или диэтиленгликоль (антифриз) обеспечивают низкую температуру застывания состава, что дает возможность его применения на газовых промыслах в зимних условиях. Для приготовления состава испольэовали э тилен гликоль (ГОСТ

10164-75) или диэтиленгликоль (ГОСТ 10136-62).

Ингибитор И-25-Д (ТУ 3840390-76) защищает технологическое оборудо-, вание от сероводородной коррозии.

Это дает возможность использовать состав для удаления жидкости с забоя газовых скважин в присутствии сероводорода. .Пенообразующий состав готовят смешением всех компонентов в мешалке о с подогревом до 60-70 С, добавляя к воде этиленгликоль или диэтиленгликоль, затем блок-сополимер с мень шей молекулярной массой состава

m1 =5-10, и =10-70 и блок-сополимер

Ф с большей молекулярной массой состава m>=11-20, п =7 1.-120. При необходимости в этиленгликоле или диэтиленгликоле перед подачей их в смесь растворяют ингибитор коррозии. Такая последовательность улучшает раст воримость компонентов друг в друг

Оптимальным суммарным содержанием блок-сополимеров в пенообразующем составе следует считать 30 мас.7.

При большей их концентрации состав становится высоковязким, что затрудняет его перекачку и доставку на забой скважин. При меньшей концентра" ции блок-сополимеров в составе требуется вносить большое его количество в жидкость для ее вспенивания и выноса с забоя скважин.

Соотношение между блок-сополимерами в составе может быть различчым.

Содержание блок-сополимера с меньшей молекулярной массой а =5-10, n1=1070 может колебаться по массе от 5 до 10Х, содержание блок-сополимера с большей молекулярной массой

m =10-20, n =71-120 изменяется от 20 до 25 мас.%. Это зависит от содержания углеводородов в жидкости, котоpyio необходимо удалять из забоя скважин. При высокой температуре и высоком содержании углеводородов жидкость трудно вспенивается. Поэтос

22

60 з 11644

Ъ му для ее удаления в пенообраэующем составе должно быть больше блок-сопо „ лимера состава mq=10-20, и =71-120, йкеющего большую молекулярную массу.

Однако блок-сополимер содержащий ш =10-20, п =7 1-120, более дорогой по сравнена с блок-сополимером меньшей молекулярной массы состава

m,=5-10, n<=10-70. Поэтому его повьппенный расход ведет к неоправданному увеличению стоимости вспенивающего состава и к росту затрат на удаление жидкости с забоя скважин.

Готовый пенообразующий состав представляет собой однородную

15 сиропообразную.жидкость плотностью.

1080-1090 кг/м, застывающую при температурах минус 15-20 С.

Концентрация в которой пенооб-.

20 разующий состав смешивается с жидкостью, удаляемой с забоя скважин, колеблется от 0,1 до 2 мас.X. Она зависит от температуры, .содержания углеводородов и.уровня минералиэации пластовой воды, входящей в удаляемую иэ забоя скважины жидкость. Поэтому для каждого конкретного случая она выбирается экспериментально.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие приготовление пенообразующих составов и их эксплуатационные качества. Вспенивание проводят путем пропуска воздушной струи через смесь, состоящую из пластовой воды и.конденсата после добавле 35 ния к ней одного из пенообразующих составов.

В испытаниях использованы пласто. вая вода хлорнатриевого типа с минералиэацией 104 г/л, плотностью 4 0

1066,4 кт/м, с рН 7.

Для каждой смеси с различным содержанием в ней пластовой воды и конденсата, находящейся при опре деленной температуре, существует оптимальная концентрация пенообразующего состава, при которой вся жидкость вспенивается. При дальнейшем увеличении концентрации пенообразующего состава в такой смеси э0 кратность пены изменяется незначительно, а в основном растет устойчивость пены.

Результаты испытаний представлены в табл. 1. 55

П р и и е р 1. Соответствует составу, содержащему блок-сололимеры с минимальным числом ок сипропильных и. оксизтильных групп.

Блок-сополимер, содержащий ш =5, п =10 10

Блок-сополимер, содержащий ш =11-, п =71

Диэтиленглйколь

Вода 60

Состав готовят (из расчета на

100 кг) смешением в смесителе.с подогревом до 60 С 60 кг воды, !О кг

0 диэтиленгликоля, 10 кг блок-сополимера меньшей молекулярной массы состава ш 5, п 10 и 20 кг блоксополимера большей молекулярной массы состава m =! 1, п =-71. Готовый состав имеет плотность 1080 кг/м, I э температуру застывания -18 С и кинематическую вязкость, равную

2,045 ° 10 и /с.

Пример 2. Соответствует составу, содержащему блОк-сополимеры с максимальным числом оксипроакпь ных и оксизтильных групп.. Содержание компонентов в составе, мас.X:

Блок-сополимер., содержащий ш 10, п170 5

Блок-сополимер, содержащий m 20, п 120 25

Диэтиленгликоль 15

Вода . 55

Состав готовят (в расчете на

100 кг) сиешением 55 кг воды, 15 кг диэтиленгликоля, 5 кг блок-сополимера, содержащего md!0, п< 70, и 25 кг блок-сополимера, содержащего ш 20, п<120.

Готовый пенообразующий состав представляет собой сиропообраэную жидкость плотностью 1090 кг/м, температурой застывания -20ОС, кинематической вязкостью 3,069 в10 м /с.

П р и и е.р 3. Соответствует составу, содержащему блок-сополииеры с промежуточным числбм оксипропильных и оксизтильных групп. Содержание компонентов в составе, иас.Х:

Блок-сополимер, содержащий ш 6, п<13

Блок-сополииер, содержащий ш 13, и 85

Диэтиленглйколь

Вода

Состав готовят смешаниеи (в расчете на 100 кг) 60 кг воды, 10 кг диэтнленгликоля, 8 кг блок-сополимера, содержащего ш 6, п -13, и 22 xr

5 11 блок-сополимера состава m>13, п =85

Готовый вспенивающий состав имеет плотность 1082 кг/м, температуру застывания -17 С, кинематичес- ческую вязкость, равную 2,337 ° 10 +м /с.

Результаты вспенивания водоконден сатных смесей составами, указанными в примерах 1-3, представлены в табл. 1.

Пример 4. Дает обоснование выбора оптимальной концентрации инги битора металлов от сероводородной коррозии марки И-25-Д. Ингибирующее действие проверялось в лабораторных условиях по потере массы образцов, изготовленных из стали для насоснокомпрессорных труб марки С, после их пребывания в агрессивной. среде. Образцы агрессивной среды готовят по объему из 70 пластовой воды и 30 конденсата. Воду насыщают сероводородом до концентрации его, равной

0,8 кг/м . В первый образец агрессивной среды добавляют 0,5 мас. состава по прототипу, не содержащего ингибитора коррозии. Во второй, третий, четвертый и пятый образцы агрессивных сред добавляют

6 4402 6 по 0,5 мас. Х пенообразующего состава, укаэанного в примере 2, при этом состав, добавляемый во второй, третий, четвертый и пятый образцы агрессивных сред, содержит дополнительно 0,5, 1, 1,5 и 2 мас. ингибитора коррозии И-25-Д. Образцы металла выдерживают в агрессивной среде

36 ч при 20 С.

10 Результаты даны в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что добавление к вспенивающему составу ингибитора коррозии И-25-Д в количестве 0,52 мас. снижает скорость коррозии

15 металла на 62-87 . Оптимальной концентрацией ингибитора в пенообразующем составе следует считать 1-2мас Х

При концентрациях меньших 1Х скорость коррозии резко возрастает, 20 при увеличении ее более 2Х скорость коррозии снижается незначительно.

Испытания на модели скважин показали, что эффективность удаления жид-.

2S кости (количество удаляемой жидкости, приходящейся на единицу объема израсходованного газа) находится в пределах 2,1 — 3,4 кг/м .

1164402

>х

0",3

1- х

О Э х (1

1 л !

00 ь с 4 с ). Ф 00 л г и л

<4) О

Э ф

Р3 м х.

Э х

О х

14

Р Э

34 Х х

Э х .и

Э х

I

Ir л

1 о сч л л л в a .à а л л сЧ 00 а л л а сч !

ОО (ч л л сч м с ъ и

А. сч л л

О:О и

Фч л

О л

С4 л

О и сч е

a, A .q:О м а л A

О О а л л

О О

Щ л

О а. л л л

О О t4 I

g В3

0) 43 .

«3 Ц

;ф 0 a I4 4 4

I О О О О О. О;О

° 4 . Ч 4 ° 4» Е.

О О.О 3 сФ

О О О О.35 В

О 1

& О

5 5 5

В Й 6

В 6 И

Й 6

Р

34

О л

М

О (И

В х

О

ВФ - В В В Ф

О О О

1/ 3/\

«d О ф OO

О О О л л в

g g О О

1 О О

I л л

О О О . О О

Л 1 > Л Л

О л

1 1 в, i, 1 в i1

1" ( и й O

1-3 B В

В

I 0 0 0 0

1 3:3 Ф М Х3 ф и 3

1О «3

0 ф

О Е

Х О

Э О

С3

ВФ 3."

0 О

3-3 3:3

О О 0

3-3

1 х 1

Cj Я

0,"

О\ ф х

С4

0 0 З

Р 0 «3

v2х

ЭЭ О

0 хо х

44СФ

00 Э

Ф4 3 Id

3х ф 0 .& 3 ф Э

Х Э В Ф

34 О

Э gl 0 х

3 R!

Cf Ф

О О О В3 ю, В В

Й I хй -!

Х Х11 ф 03 & 1 л

3- ХО!О

44

I +

I ф

I o

I x ! 5

I 0

1 34 ! м .I л

1

1

Р3 I33 Ф

Вл В,В В,В

О О О (Ъ Ф, Ф

+ + +

Cd Cd ф х х х

Э Э Э

Ф kf х х х

0 О . 0

34 34 34

30 -DI . «3

ВФ М ВВ

О О О

+ +:+

«j ф .ф

Cd Cd ф

Ц 3d М

О О 1CJ

Р Р Р

О О О

gl d3 333

В4 ВсВ ВВ

О О.О

Vl 1.

+ + + ф ф ф

В4 Е, ф ф ф

0 0 O

34 34 34

ВФ ВФ ВФ

О О С>

atl Ф

+ + ф ф

О Cj йи

34 34

ВВ ВВ

Я Ол

О фЮ

+ ф

I3

Ж

О

1164402!

Таблица 2

Образцы агрессивных сред

100

1 (прототип) 2,15

0,82

0,5

0,50

13

Составитель В.Борискина

Составитель Н.Киштулинец Техред Т.Фанта Корректор И.Эрдейи

Заказ 4166/30 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1ЕП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Содержание ингибитора в пенообразующем составе, мас. 7.

Скорость коррозии образцов металла г/м ч

0,032

0,030

Относительная скорость коррозии образцов металла, Ж