Способ предотвращения отложений солей
ÄÄSUÄÄ 1414794
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 С 02 F 5/10
О САН Е ИЗОБРЕ ГЕНИЯ
H А BTGPCHGMY. СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3-15
1-5
15-!8
7-9
10-13
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 352044 2/23-26 (22) 10.12.82 (46) 07.08.88,Бюл. № 29 (72) С.Ф.Люшин, Г.В.Галеева, И.М.Дятлова, M.Â.Ðóäoìèíî, Е. К.Колова, Н.К.Малинин, А.И.Липатов, В.В.Леженин, Г.К.Ажигал иев, А,Г.Шкуро, В.И.Гусев и M.Н.Галлямсв (53) 628. 165(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 829593, кл, С 02 F 5/08, 1981.
2. Патент США № 4209398, кл. С 02 В 5/02, 5/06, 2 l0-58, 1981.
3. Авторское свидетельство СССР
¹ 712395, кл . С 02 F 5/02у !977.
4. Авторское свидетельство СССР № 791943, кл. E 21 В 43/00, 1976. (54) (57) СПОСОБ ПРЕДОТВРАБ(ЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ СОЛЕЙ, включающий введение ингибира солеотложений водного раствора нитрилотриметилфосфоновой кислоты,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности предотвращения солеотложений за счет повышения совместимости ингибитора солеотложений с пластовой водой, в раствор ингибитора дополнительно вводят метилиминодиметилфосфоновую, фосфористую кислоты, мочевину, этиленгликоль и аммиак при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Нитрилотриметилфосфоновая кислота 28-3 2
Метилиминодиметилфосфоновая кислота
Фосфористая кислота
Моч евина
Этиленгликоль
Аммиак
Вода
1414794
Изобретение относится к технологии добычи нефти, а именно к способам предотвращения отложений неорганических солей в скважинах, промысловой системе сбора и транспорта нефти, a также в пласте, и, кроме того, может быть использовано в других областях промышленности, где возникает необходимость предотвращения отложений в 10 водных системах.
Известен способ предотвращения отложений солей при добыче нефти с помощью ингибиторов, например способ предотвращения отложений солей в неф- 15 тепромысловом оборудовании с помощью реагента, содержащего тройной сополимер акриловой кислоты акриламида и кислых эфиров малеиновой кислоты (1), Однако при попадании реагента в 20 нефтяную скважину и смешении его с пластовыми и попутно добываемыми водами реагент теряет свою эффективность, образует осадок, т.е. наблюдается несовместимость реагента с пластовой водой.
Известен способ обработки воды с целью ингибирования образования накипи и отложений, в котором в качестве ингибитора накипи (карбоната кальция) предложен состав, содержа-. щий эффективное количество полимера и неорганические и фосфороорганические соединения (2j.
Недостаток этого способа заключа- 3 ется в том, что применение его на нефтяных промыслах усложняет технологию. Сос-ав по данному способу несовместим с пластовыми и попутно добываемыми водами нефтяных месторожде- 40 ний, т,е, при смешении состава с высокоминерализованной водой нефтяных месторождений образуется осадок. Поэтому для осуществления способа на нефтепромысле необходимо готовить водные растворы состава на пресной воде.
Известен способ предотвращения отложений сульфата кальция из высокоминерализованных вод. Ингибитором в этом способе является водорастворимое производное полиэтиленполиамина или полиэтиленимина с аминометилфосфоновыми группами или их смесь (ПАФ) (3 1.
Недостатком известного способа является то, что реагент при смешении с пластовой или попутно добывае-, мой водой теряет свою ффективность
3-15
1-5 из-за образования осадка (несовместимость) . Кроме того, его применяют в виде растворов, приготовленных на пресной воде.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ предотвращения отложений солей, включающий введение ингибитора солеотложений водного раствора нитрилотриметилфосфоновой кислоты и дополнительное введение в раствор ингибиторадинатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (Na ÝÄÒÀ) (4).
Недостатком известного способа является очень низкая растворимость динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (даже в пресной воде при нагревании), В промысловых условиях приготовление раствора этой соли операция трудоемкая, требующая подогрева больших объемов воды. Применение хелатообразующих агентов вместе с другими типами ингибиторов солей, например ингибиторов типа фосфорорганических комплексонов, не обеспечивает совместимости их с плас.товыми водами. Кроме того, способ разработан применительно к одному типу реагентов — реагенту полимерного типа.
Анализ результатов испытаний на совместимость с пластовой водой по казывает, что известный способ с применением хелатообразующего агента не устраняет явления несовместимости ингибиторов солеотложений на основе фосфорорганических соединений с минерализованными пластовыми водами, содержащими ионы кальция от 1000 до 30000 мг/л .
Целью изобретения является повышение эффективности предотвращения отложений солей за счет повышения сов" местимости ингибитора солеотложений с пластовой водой.
Поставленная цель достигается тем, что в раствор ингибитора дополнительно вводят метилиминодиметилфосфоновую (МИДФ), фосфористую кислоту, мочевину, этиленгликоль и аммиак при следующем соотношении компонентов,мас.X:
Нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ) 28-32
M етили ми нодиметилфосфоновая кислота (МДФ)
Фосфористая кислота
,4 14 794
25 зр
C -C00
Э = — - -- — 1007 о
Сцсх Со
С„„- содержание осадкообразующих ионов в исходном растворе
Мочевина . 15-18
Этиленгликоль 7-9
Аммиак 10-13
Вода Остальное
Физико-химические свойства предлагаемого состава, агрегатное состояние — жидкость, рН = 2, t плотность
1,33 г/см, вязкость при 20 С 50 сП, температура застывания ниже (-30) С, хорошо растворим в высокоминерализованной воде.
Результаты определения совместимости ингибиторон солеотложений с добавлением динатриевой соли Ма ЭДТА 1Б при смешении с пластовыми водами даны в табл. 1; химический состав пластовых, попутно добываемых и закачиваемых в пласт сточных вод нефтяных месторожденийий — в табл . 2. 20
В табл. 3 приведены составы смесей, испытанных в лабораторных условиях, в качестве ингибиторов солеотложений.
В лабораторных условиях изучают совместимость с пластовыми водами предлагаемого состава.
В ряд пробирок с пробами различных вод (табл. 2) в количестве от 99 до
1,0 мл вводят в каждую от 1,0 цо
99 мп предлагаемого состава.
Результаты опытов за состоянием растворов через 2, 6, 12, 24 ч приведены в табл. 4.
Данные, приведенные в табл. 4, показывают, что составы 1-2 при содержании в пластовой воде 1-997 совместимы с ней (не дают осадка, мути) и поэтому технологичны, так как состав можно применять в условиях нефтяных месторождений без затрат пресной во- 4р ды, что значительно упростит технологию закачки ингибитора солеотложений в призабойную зону пласта, непрерывную дозированную подачу его в скважину или другое нефтепромысловое обо- 4 рудование.
По известной методике также определяют эффективность предотвращения отложений сульфата и карбоната кальция с помощью предлагаемого состава щр и реагента по известному способу.
Эффективность ингибирующего действия реагента рассчитывают по формуле пробы, определенное до опыта, мг/л, ф— содержание осадкообразующих ионов в растворе пробы, не содержащем ингибитср, определенное после опыта, мг/л, ф— содержание осадкообразующих ионов в растворе пробы, содержащем ннгибитор, определенное после опыта, мг/л.
В табл. 5 приведены результаты испытаний эффективности предлагаемого и известного составов.
Данные, приведенные в табл . 5, показывают, что,составы 1-2 при содержании в ингибируемой воде в количестве 10-20 мг/л имеют 96-1007. эффективность предотвращения образования осадков карбоната и сульфата кальция.
Кроме того, определяют температуру застывания предлагаемого состава.
Исслецования показывают, что состав обладает низкой температурой застывания (ниже -30 С). Это ценное свойство для хранения и применения его в зимних условиях на различных объектах нефтяных месторождений.
Таким образом, в результате лабораторых исследований установлено, что оптимальным является состав при следующем соотношении компонентов, мас.7
Нитрилотриметилфосфоновая кислота 28-3 2
Метилими нодиметилфосфоновая кислота 3-15
Фосфористая кислота 1-5
Мочевина 15-18
Этиленгликоль 7-9
Аммиак 10-13
Вода Остальное.
Технология применения состава для предотвращения отложений солей заключается в следующем.
Приготавливают раствор состава необходимой кочцентрации на воде любой минерализации (возможно применение состава без разбавлення).- Закачивают раствор состава в пласт или в поток обводненной нефти в количестве
10-20 г/Ф попутно добываемой воды.
Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность предотвращения отложений карбоната и сульфата кальция, сократить материальные затраты на технологию предотвращения отложений солей.
Определение экономической эффективности от применения способа для
5 14 предотвращения отложений неорганических солей производится методом сравнения с известным способом, согласно которому применяют ингибитор солей— нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ) по РД 39-1-218-79. Время и затраты на приготовление нового состава и известного объекта одного порядка.
Концентрапия ионов Са в моНаименование ингибитора солеотложени состава с пластовой водой составе,мас. дельных пластовых водах, мг/л нгиби а ЭДТ тора с оп еот пожени
2000
Кор ексит
764 7, США
Совместим
1-10
30000
Несовместим
30000
2-10 Совместим
1-10
Р-203,США
1500
Совместим
Н ес овместим
1-10
2000
0,8-1,3
2000-30000 -и2000-30000
1-10
2,0 (осадок) 1-10
Совместим
4000
Н ес овмес тим
4000-30000
4000-30000
1-10 0,8-1, 3
1-10 2,0 (осадок) 4000 Деквест204 2, США
1-10
Совместим
08, 1, 3 Н есовместим
1-10
4000-30000
1-10 Совместим
500О
ПАФ,СССР
H ес овмес тим
7000
Экономия от применения ингибитора обусловлена сокращением расхода реа2000-3000 С S-71, Голландия
14 794 6 гента и его меньшей стоимостью. Применение ингибитора позволяет уменьшить затраты дорогих дефицитных фос5 форорганических соединений в 5 раз.
Упрощается технология предотвращения отложений солей благодаря возможности применения способа в широком диапазоне минерализации пластовых вод (содержание ионов кальция 0-35000 мг/л) .
Становится возможным применение ингибитора солеотложений в условиях низких температур.
Таблица
Содержание в Совместимость
1414 794 овместимость остава с пласовой водой
0,8-1,3
100000-30000
1-10
1000-2000
1-10
ИОМС,СССР
Н есовместим
2000-30000
1-10
0,8-1, 3
1000-2000
1-10
НТФ, СССР
1000-30000 .
0,8-1,3
Таблица 2 мг/л .
$0+. Са
Дистиплерная мидкость применяется дпя эа» воднения пластов (Ваа кирия) 39
92300 6.73
99400 " 815
t8S
Попутно добываемая вода, скв. 38 (м-е
Кушкуль, Ващкирия) 2SS
6850 690
6345,2 38, t. 23430 490
35840 113,0
6800 600
61312,7 .! 79,6
6550 1392
Сточная вода применяется для заводне ния пластов (Ваики. рия) Попутно добываемая вода;скв, 4626 (и е
Ново-азино, Башкирия) I
Пластовая вода скв.
130 (и-е Канаскав, п! о Иангщипак) Попутно добываемая. вода скв. 167 (и"е
Ольховское, Пермс- . кая обл .) ф7,8 67492 2t50
6588 . 110191 110
146 4 121500 816,4
Продолжение табл. 1
35000 ° Отс . 19887 128 01
23500 2400 33310 159,61
15814,0 2621 ° 7 56380 197 0! 4! 4794
Таблица 3
Компоненты
Содеожание компонентов, мас. Х, в составе
3 4 5
1 2
26 33 35
28 32
НТФ
МДФ 3
Фосфористая кислота 1
2,0
0,7
Мочевина
Зтиленгликоль
Аммиак
45,3 2
Вода
Т а б л и ц а 4
Содержание компонентов, Ж при смешении нгибитор солепласто- составой ва ва воды смеси
1 99-1 1-99 Совместимый
15000-35000 раствор, прозрачный, осадка нет
1 99-1 1-99 .
15000-35000
15000-35000
Несовместимый осадок
Н ес овместимый осадок
15000-35000
15000-35000
Концентрация ионов Са в модель ных пластовых водах,мг/л отложений (состав) 15 18
7 9
10 13
36 8
6 8,0
19 2,0
10 5
14 8
Совместимость с пластовой водой предлагаемого состаН ес овместимый хлопьевидный осадок, раствор мутный!
2! 4! 4794
Таблица 5
100 100 100 00
Известный 85
Составитель А.Журавлева
Редактор Н.Гунько Техред Л.Олийнык Корректор М,демчик
Заказ 3840/24a
Тираж 854
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Ингибитор солеотложе ний (состав) Эффективность предотвращения отложений солей, 7 при содержании ингибитора в воде, мг/л
CaCO> CaSO+ CaCO> CaSO< CaCO Са801
96 100 100 100 100 1 100 0
100 100 100 100 . 100 100
