Состав для предотвращения образования отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти

 

Изобретение относится к области использования составов реагентов для предотвращения отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти и обеспечивает повьшение степени ингибирования отложений наиболее часто встречающихся солей, особенно сульфата бария, а также улучшает действие эмульгатора и процесс обессоливания нефти при ее подготовке . Состав содержит следующие компоненты, мас.%: поли(2-гидрокси- . пропиленаминозтиленамин-Н,Н )полиметиленфосфонат натрия 7-15; зтилендиаминтетраметиленфосфонат натрия 3-10; хлорид натрия 5-10; натриевые соли фосфористой кислоты 4-8; натриевые соли фосфорной кислоты 1-2; вода остальное. 4 табл. Q W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„1286539 А1 (51)4 С 02 F 5 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3808040/23-26 (22) 14.08.84 (46) 30.01.87. Бюл. Ф 4 (71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола и Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (72) В.М.Балакин, Ю.И.Литвинец, А.А.Емков, Г.Н.Плахута, IO.Ä.Ìîðîçîâ, M.Â.Ñåðåáðÿêoâà, Е.В.Шурупов, А.Г.Теслер, Л.С.Шевницый, А.Г.Шкуро, П.Я.Решетников, В.В.Леженин, Г.Ажигалиев, В.А.Панов и Б.Д.Семенов (53) 663. 632. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1109412, кл. С 08 С 73/02, 1982. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ТРУДНОРАСТВОРИМЫХ

СОЛЕЙ ПРИ ДОБЫЧЕ И ПОДГОТОВКЕ НЕФТИ (57) Изобретение относится к области использования составов реагентов для предотвращения отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти и обеспечивает повышение степени ингибирования отложений наиболее часто встречающихся солей, особенно сульфата бария, а также улучшает действие эмульгатора и процесс обессоливания нефти при ее подготовке. Состав содержит следующие компоненты, мас.7.: поли(2-гидроксиI пропиленаминоэтиленамин-N N )полиметиленфосфонат натрия 7-15; этилендиаминтетраметиленфосфонат натрия

3-10 хлорид натрия 5-10; натриевые соли фосфористой кислоты 4-8; натриевые соли фосфорной кислоты 1-2; вода остальное. 4 табл.

1286539

4-8

Изобретение относится к использованию химических реагентов в процессах добычи и подготовки нефти для предотвращения отложений труднорастворимых солей в оборудовании и может быть использовано для предотвращения отложений солей в оборудовании при опреснении морской воды, утилизации высокоминерализованных вод и в других процессах, где имеет ся контакт металлической поверхности с водой, содержащей соли.

Целью изобретения является повышение степени ингибирования отложений наиболее часто встречающихся труднорастворимых солей, особенно сульфата бария °

Состав по изобретению, кроме поли(2-гидроксипропиленаминоэтилен-! амин-N,N )полиметиленфосфоната натрия, дополнительно содержит этилендиаминтетраметиленфосфонат натрия (ЭДТФ), соли фосфорной и фосфористой кислот, хлорид натрия.

При этом содержание укаэанных компо нентов должно быть в следующих соотношениях, мас.Ж:

Поли (2-гидроксипропиленаминоэтиленаминI

-N N )полиметиленфосфонат натрия 7-15

ЭДТФ 3-10

Хлорид натрия 5-10

Натриевые соли фосфористой кислоты

Натриевые соли фосфорной кислоты 1-2

Вода Остальное

Указанный состав получают в две стадии. На первой стадии получают водный раствор хлоргидратов поли(2«гидроксипропиленаминоэтиленамина)

И этилендиамина методом межфазной поликонденсации.

Для этого смешивают раствор

1 мас.ч. 1,3-дихлоргидрина глицерина в 5-6 мас.ч. н-бутанола с раствором 1,3-1,5 мас.ч. этилендиамина в

4-5 мас.ч. воды и перемешивают при

50-60 С 0,5-1 ч. Затем добавляют о концентрированную соляную кислоту до рН 5-6, образовавшийся водный паствор хлоргидратов аминов отделя10

f5

35 ют. Раствор содержит 25-30Е хлоргидратов аминов.

На второй стадии проводят конденсацию водного раствора гидрохлоридов аминов с формальдегидом и фосфористой кислотой в присутствии хлористого водорода.

Дпя этого смешивают 1 мас.ч. водного раствора гидрохлоридов аминов с 1-2 мас.ч. 377.-ного раствора формалина, Г-2 мас.ч. фосфористой кислоты и O,1 †мас.ч. концентрированной соляной кислоты. Можно взять

1-3 мас.ч. треххлористого фосфора, дающего при гидролизе фосфористую кислоту и хлористый водород. Смесь нагревают 0 5-3 ч при 70-120 С, затем нейтрализуют гидроокисью натрия до рН 5-6 и получают состав ингибитора по изобретению.

Применение данного состава осуществляется с помощью известных технологических приемов и оборудования по методу периодического введения реагента в призабойную зону пласта скважины или по методу постоянной дозировки в затрубное пространство скважины, а также путем добавки к деэмульгатору, подаваемому в аппарат для подготовки нефти.

Ингибитор эффективно предотвращает образование как отложений суль-.

I фата и карбоната кальция, так и сульфата бария в оборудовании и ,трубопроводах. Кроме того, ингибитор значительно способствует обессоливанию нефти.

Пример 1. В реактор загружают 144 ммс.ч. дистиллированной оды и 47 мас.ч. этилендиамина. При еремешивании добавляют 180 мас.ч. о

-бутанола, затем при 50-60 С добавяют 34 мас.ч. 1,3-дихлоргидрина лицерина. При 55-60 С реакцию проо должают 1 ч. Затем реакционную масо су охлаждают до 30-40 С и добавляют концентрированную соляную кислоту (плотность 1,18) до рН 5,0-5,5. После отстаивания нижний слой — водный раствор гидрохлоридов-отделяют. Получают 345 мас.ч, водного раствора, содержащего 30Х гидрохлоридов поли (2-гидроксипропиленаминоэтиленамина) и этилендиамина. Полученный водный раствор гидрохлоридов используют для синтеза ингибитора.

В реактор загружают 62,7 мл 377ного раствора формалина и 45,5 мл

12865

8,0

9,75

4,2

8,5 го

Таблица I

Концентрация реагента в воде,мг/л

Реагент

СаСО Са804

BaSC

Предлагаемый состав (по примеру 3) 58

10

100

100

100

100

100 воды, при перемешивании и температуо ре 40-50 С постепенно дозируют .

57,7 мп треххлористого фосфора. По окончании его гидролиза в смесь добавляют 45;9 мл водного растврра гидрохлоридов аминов при 75-80 С, затем о выдерживают при 98-100 С.в течение

3 ч. Охлаждают до 20-30 С и нейтрализуют 407-ным раствором гидроокиси натрия до рН 4,5-5. Получают !06 г 10 состава, содержащего, мас.Ж:

Поли(2-гидроксипропиленаминоэтиленаминI

-N,N )полиметиленфосфонат натрия 55

ЭДТФ

Хлорид натрия

Натриевые соли фосфористой кислоты 8 1

Натриевые соли фосфорной кислоты 1,0

Вода 68,45

Пример 2. В реактор загружают 114 r водного раствора гидрохлоридов аминов, 3,5 мл концентрированной соляной кислоты и 153 r фосфористой кислоты. При температуре не выше 80 С добавляют 132,8 мл 377.-ного 30 о раствора формалина. При 85 С реакцию продолжают 20-25 мин, затем темперао туру повышают до 90-95 С и выдерживают 3 ч. Массу охлаждают и нейтрализу-. ют 407-ным раствором гидроокиси 35 натрия до рН 5-5,5. Получают состав, содержащий, мас.Ж:

Поли(2-гидрооксипропиленаминоэти39

4 ленамин-N,N )полиметиленфосфонат 14,2

ЭДТФ 5,7

Хлорид натрия 9,0

Натриевые соли фосфористой кислоты

Натриевые соли фосфорной кислоты I 5

Вода 61,6

Пример 3. Определение эффективности предотвращения отложений солей проводят по следующей методике. В серию колб на 250 мл помещают по 100 мл воды, содержащей соли, и добавляют реагент. Через определенное время определяют содержание катионов металлов в растворе. Параллельно проводят контрольный опыт без добавки реагента. В опытах используют искусственные воды, химический состав которых .близок к водам нефтяных месторождений. Пересыщенft ность этих вод по Са составляет для карбонатной воды 180 мг/л, для сульфатной 800 мг/л. Температура о испытаний составляет 80 С, продолжительность 8-!6 ч. Эффективность ингибирования отложений сульфата бао рия определяют при 20-25 С. Пересы2+ щенность по Ва составляет

134 мг(л, Результаты испытаний состава ингибитора по изобретению, полученного по примеру 3, и других использующихся ингибиторов, приведены в табл.l.

Эффективность ингибирования, Х. б

Продолжение табл. l .286539

КонцентРеагеит рация реагента в воде,мг/л

Поли(2-гидроксипропиленаминозтилен4 амин-N,N )полиметиленфосфонат натрия (известный) 100

10

100

65

100

О

30 65

ЭДТФ

О

77

О

85

ОЭДФ

57

58

60

58

ПАФ- I ЗА

90

68

20

96

Эффективность предотвращения отложений сульфата и карбоната кальция в динамических условиях на тепловыделяющей поверхности (условия подготовки нефти) определяют измерением массы отложений солей на поверхности электронагревателя типа

ТЭН-5, помещенного в ячейку, через которую пропускался исследуемый раствор с добавкой реагента. Температура циркулирующего раствора составЭффективность ингибирования, 7

Са СО Ca 504 Ва 50+ ляет 50-60 С, длительность опыта

5,5 ч. Сульфатный раствор готовят

45 смешением хлорида кальция и сульфата натрия. Он содержит по 50 мг-экв/л ионов Са, ЯО, Иа и Cl ., Карбонатный раствор готовят смешением бикарбоната натрия и хлорида каль-. ция, он содержит по 1О мг-экв/л ионов Са, НСОз и по 200 мг-экв/л

+ ионов Na u Cl . Полученные результаты приведены в табл.2. 1286539

Т а блица 2

Эффективность ингибирования, 7.

Реагент

Расход реагента, мл/г

СаСО Са$0+

Предлагаемый состав (по примеру 2) 64

88

10

Поли(2-гидроксипропиленаминоэтиленI амин-N,N )полиметиленфосфонат (известный) 85

10

ЭДТФ

92

80

ОЭДФ

95

71

ПАФ-)3A

Таблица 3

Реагент

Расход: деэмульгатор/

/реагент, г/г

Остаточное содержание солей, мг/л

Предлагаемый состав (по примеру 3) 10/!

190

l0/1

166

10/1

ЭДТФ

220

10/1

ОЭДФ

220 водном растворе хлорида натрия в соотношении 99:1. Скорость перемешивания составляла 3000 об/мин, время перемешивания 10 мин, температура опыта 20 С. Влияние реагентов на обессоо ливание характеризовалось по остаточному содержанию хлористых солей в пробе, обработанной деэмульгатором диссольван 4411 и реагентом. Результаты приведены в табл.3.

l0/1

ПАФ -13A

200

Исходная эмульсия

1200

Ф

Диссольван 4411 без реагента

10/О 270

Из результатов, приведенных в табл.1 и 2, видно, что состав ингибитора по изобретению в отличие от известных реагентов обладает комплексным действием и эффективно предотвращает отложения сульфата и карбоната кальция, сульфата бария, причем при одинаковом расходе имеет более высокую эффективность по сравнению с известными реагентами ЭДТФ, 40

ОЭДФ, ПАФ-13А.

Кроме того, существенным преимуществом данного состава является способность улучшить действие деэмульгатора при подготовке нефти. 45

Пример 4. Влияние реагентов на обессоливание нефти проводят на эмульсии вода — масло, приготовленной на вазелиновом масле и 10Х-ном

1286539

Таблица 4

Реагент

Остаточное соРасход реаген1а,г/т нефти держание солей, мг/л

Состав ингибитора по изобретению:

725

645

424

Диссольван 4411 (без ингибитора) 4820

13600

Исходная нефть

Составитель Л.Ананьева

Редактор Н.Швыдкая Техред Л.Олейник Корректор И.Иуска

Заказ 7676/21 Тираж 849 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Из табл.3 следует, что при добавке к деэмульгатору 1 r состава ингибитора остаточное содержание солей уменьшается до 190 мг/л. Применение деэмульгатора беэ ингибитора дает остаточное содержание 270 мг/л, другие известные реагенты менее эффективнь!.

Пример 5. Влияние реагентов на обессоливание. определяют на

l нефти, содержащей 13600 мг/л хлористых солей.

В лабораторной установке, имитирующей работу промышленного аппарата, нефть обрабатывают диссольваном

4411 (50 г/т) и предложенным ингибитором, затем определяют содержание остаточных солей в нефти. Результаты представлены в табл.4.

Из полученных данных следует, что при добавлении предлагаемого состава к деэмульгатору содержание солей в нефти после ее подготовки. уменьшается до 400-700 мг/л, а применение одного эмульгатора дает снижение содержания солей лишь до 4820мг/л.

Таким образом, применение такого состава ингибитора позволяет эффек- .

10 тивно предотвратить образование отложений оснЬвных типов труднораствори.мых солей в оборудовании. Кроме того, данный ингибитор способен улучшать процесс обессоливания нефти при ее

15 подготовке.

Формула изобретения

Состав для предотвращения образования отложений труднорастворимых солей при добыче и подготовке нефти, включающий водный раствор поли(2-гид-

I роксипропиленаминоэтиленамин-N,N )полиметиленфосфоната натрия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью, повышения степени ингибирования отложений, состав дополнительно содержит этилендиаминтетраметиленфосфонат натрия, хлорид натрия, натриевые соли фосфористой и фосфорной кислот при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Поли (2-гидроксипропиленамино(35 этиленамин-N N ) полиметиленфосфонат натрия 7-15

Этилендиаминтетраметиленфосфонат

4g натрия

3-10

Хлорид натрия 5-10

Натриевые соли фосфористой кислоты 4-8

Натриевые соли фосфорной кислоты 1-2

Вода Остальное