Газвыделяющий пенообразующий состав

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для пенной обработки скважин и призабойной зоны пласта. Техническим результатом является увеличение газвыделяющей пенообразующей способности состава, уменьшение его коррозионной агрессивности и расширение ассортимента химических веществ для получения пенообразующих составов. Газвыделяющий пенообразующий состав, включающий воду, нитрит натрия, сульфаминовую кислоту и пенообразователь, дополнительно содержит реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрит натрия - 0,9-20,9; сульфаминовая кислота - 0,9-16,4; реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, - 0,2-7,9; пенообразователь - 0,1-2,5; вода - остальное. Причем реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, содержится в количестве, достаточном для нейтрализации сульфаминовой кислоты до степени 50-97%, в качестве реагента, нейтрализующего сульфаминовую кислоту, используют технический водный аммиак, карбонат или гидрокарбонат аммония или их смесь, состав дополнительно содержит стабилизатор пены в количестве 0,05-0,2 мас.% в расчете на 100 мас.% состава, а в качестве стабилизатора пены используют водорастворимый полимер, например полиакриламид. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для пенной обработки скважин и призабойной зоны пласта.

Для пенных обработок применяются газвыделяющие пенообразующие составы, состоящие из двух и более реагентов, взаимодействующих друг с другом с выделением газообразных продуктов и образованием пены, в частности Азот Генерирующие Составы (АГС), основанные на взаимодействии донора азота и нитрита щелочного или щелочноземельного металла в кислой среде. В качестве донора азота могут выступать аммиак, соли аммония, гидразин, мочевина и их производные. Реакция АГС приводит к образованию соли металла, воды и газообразного азота, например: NH4Cl + NaNO2 --> NaCl + 2Н2O + N2 (Газ, Пена) (1) Азот слабо растворим в воде и нефти, что способствует эффективному образованию пены с помощью АГС. Реакция образования азота инициируется в кислой среде. В качестве ее инициаторов используются сильные неорганические кислоты [1-2] ; сильные неорганические кислоты (соляная или фосфорная) с добавками, позволяющими регулировать показатель кислотности среды [3]; соли слабых оснований и сильных кислот, например галогениды и сульфаты алюминия и железа [4-7]; буферные системы [8]; органические кислоты, например уксусная кислота [9]. Недостатком составов [1-9] является необходимость использования инициатора взаимодействия, который не расходуется в реакции образования азота.

Известны составы, в которых инициатор расходуется в реакции образования азота. Так, в качестве инициатора реакции донора азота и нитрита металла использовалась глинокислота (гидродифторид или гексафторосиликат аммония) [10-11] . При гидролизе в воде глинокислота выделяет фтористоводородную кислоту (инициатор образования азота) и соль аммония (донор азота).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является газвыделяющий пенообразующий состав, включающий воду, пенообразователь, нитрит металла, в частности нитрит натрия, и донор азота, в частности сульфаминовую кислоту [12]. Сульфаминовая кислота является одновременно инициатором реакции образования азота и донором азота. Недостатком состава является его недостаточная газвыделяющая пенообразующая способность. Более того, состав является коррозионно-агрессивным из-за использования чистой сульфаминовой кислоты.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - увеличение газвыделяющей пенообразующей способности состава, уменьшение его коррозионной агрессивности и расширение ассортимента химических веществ для получения пенообразующих составов.

Технический результат достигается тем, что используется газвыделяющий пенообразующий состав, включающий воду, нитрит натрия, сульфаминовую кислоту и пенообразователь, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: нитрит натрия - 0,9-20,9; сульфаминовая кислота - 0,9-16,4; реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, - 0,2-7,9; пенообразователь - 0,1-2,5; вода - остальное.

Реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, содержится в количестве, достаточном для нейтрализации сульфаминовой кислоты до степени 50-97%.

В качестве реагента, нейтрализующего сульфаминовую кислоту, используют технический водный аммиак, карбонат или гидрокарбонат аммония, углеаммонийные соли или их смесь.

Состав дополнительно содержит стабилизатор пены в количестве 0,05-0,2 мас.% в расчете на 100 мас.% состава.

В качестве стабилизатора пены используется водорастворимый полимер, например, полиакриламид.

Газообразующими компонентами газвыделяющего пенообразующего состава являются: сульфаминовая кислота NН23Н (ТУ 6-03-381-75); нитрит натрия - NaNO2 (ГОСТ 19906-74), реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту.

Реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, используется для увеличения газвыделяющей пенообразующей способности состава и уменьшения его коррозионной агрессивности. В качестве реагента, нейтрализующего сульфаминовую кислоту, можно, в частности, использовать технический водный аммиак (ГОСТ 19906-74); гидрокарбонат аммония; карбонат аммония; смесь гидрокарбоната и карбоната аммония.

Нейтрализация сульфаминовой кислоты предлагаемыми реагентами сопровождается образованием аммонийной соли сульфаминовой кислоты (реакции 2-4): NH4OH + NH2SO3H --> NH4NH23 + H2O; (2) NН4НСО3 + NН2SO3Н --> NH4NH2SO3 + Н2O + СO2 (Газ, Пена); (3) (NН4)2СО3 + 2NH2SO3H --> 2NH4NH2SO3 + H2O + СO2 (Газ, Пена). (4) Газвыделяющее пенообразующее действие состава основано на взаимодействии сульфаминовой кислоты и ее аммонийной соли с нитритом натрия, с образованием газообразного азота (реакции 5 и 6), а также дополнительно на взаимодействии карбонатов аммония (реакции 3 и 4) с сульфаминовой кислотой с образованием углекислого газа. Инициатором реакций 5 и 6 является сульфаминовая кислота.

NH2SO3H + NaNO2 --> NaHSO4 + Н2O + N2 (Газ, Пена); (5) NH4NH2SO3 + 2NaNO2 --> Na2SO4 + 3Н2O + 2N2 (Газ, Пена). (6) Рекомендуемая степень нейтрализации сульфаминовой кислоты с помощью реагента, нейтрализующего сульфаминовую кислоту, составляет 50-97%. Верхний предел нейтрализации определяется тем, что в системе должна присутствовать свободная сульфаминовая кислота в качестве инициатора образования азота. Нижний предел нейтрализации сульфаминовой кислоты, равный 50%, обусловлен необходимостью понижения коррозионной агрессивности состава-прототипа.

Состав содержит нитрит натрия в количестве, достаточном для окисления сульфаминовой кислоты и ее солей согласно уравнениям реакций 5 и 6.

Состав содержит пенообразователь в количестве 0,1-2,5 маc.%, а также дополнительно может содержать стабилизатор пены в количестве 0,05-0,2 маc.% для повышения стабильности пены. Пенообразователь может представлять собой неионогенное, анионное или катионное поверхностно-активное вещество (например, Неонол СНО-3Б, Нефтенол "ВВD", Синтанол ДС-10) и дополнительно обладать функцией ингибитора коррозии. В качестве стабилизатора пены можно использовать водорастворимые полимеры, например, полиакриламид (ПАА).

Увеличение пенообразующей способности состава по сравнению с прототипом достигается за счет выделения дополнительного количества азота при взаимодействии аммонийной соли сульфаминовой кислоты с нитритом натрия (реакция 6) и за счет образования углекислого газа при нейтрализации сульфаминовой кислоты карбонатами аммония (реакции 3 и 4). Расчет объема газообразного азота и углекислого газа, образующихся в результате взаимодействия 1 кг газообразующих реагентов состава по прототипу в сравнении с заявляемым составом, приведен в табл. 1. Из результатов расчета видно, что заявляемый состав обеспечивает увеличение объема газообразных продуктов в сравнении с прототипом на 6-58%.

Компоненты термохимического состава могут быть использованы в виде растворов и суспензий. При проведении пенной обработки реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, может находиться в смеси с сульфаминовой кислотой или в смеси с нитритом натрия.

Для определения эффективности пенообразующего состава в мерный цилиндр, содержащий нитрит натрия, добавлялась сульфаминовая кислота и измерялся объем образовавшейся пены. Реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, находился в смеси с нитритом натрия или с сульфаминовой кислотой. Реагенты использовались в виде водных растворов. Реакционная смесь не перемешивалась. Опыты проводились при температуре 20oС. В качестве пенообразователя использовался реагент Неонол СНО-3Б (ТУ 39-5794688-001-88), а в качестве пеностабилизатора - полиакриламид (ТУ 6-16157-78).

Примеры использования заявляемого пенообразующего состава на основе сульфаминовой кислоты, нейтрализованной техническим водным аммиаком, карбонатом и гидрокарбонатом аммония, приведены в табл. 2. Состав эффективно образует пену в заявляемом интервале концентраций. Верхний предел концентраций газообразующих реагентов определяется их максимальным содержанием в смеси в соответствии с примером 11, приведенным в табл. 2. Нижний предел концентраций газообразующих реагентов определяется возможностью получения пены с кратностью, равной трем (пример 5, табл. 2).

В предлагаемом газвыделяющем пенообразующем составе используются дешевые неорганические реагенты, продукты реакции не образуют трудно растворимых соединений, не влияют на дальнейшую подготовку нефти, а также технологически и экологически безопасны.

Источники информации 1. Патент RU 2064958, кл. С 09 К 7/08, 10.08.1996.

2. Патент RU 2087673, кл. Е 21 В 33/138, 20.08.1997.

3. Патент RU 2029858, кл. Е 21 В 43/25, 27.02.1995.

4. Патент RU 2047639, кл. С 09 К 7/08, 10.11.1995.

5. Патент RU 2047640, кл. С 09 К 7/08, Е 21 В 43/25, 10.11.1995.

6. Патент RU 2047641, кл. С 09 К 7/08, 10.11.1995.

7. Патент RU 2053246, кл. С 09 К 7/08, Е 21 В 43/22, 27.01.1996.

8. Патент RU 2034982, кл. Е 21 В 43/25, С 09 К 7/08, 10.05.1995.

9. Патент US 4846277, кл. Е 21 В 043/267, 11.07.1989.

10. Патент RU 2047642, кл. С 09 К 7/08, Е 21 В 43/25, 10.11.1995.

11. Патент RU 2085567, кл. С 09 К 7/08, Е 21 В 43/25, 27.07.1997.

12. Патент US 3273643, 20.09.1966 - прототип.


Формула изобретения

1. Газвыделяющий пенообразующий состав, включающий воду, нитрит натрия, сульфаминовую кислоту и пенообразователь, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Нитрит натрия - 0,9-20,9
Сульфаминовая кислота - 0,9-16,4
Реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту - 0,2-7,9
Пенообразователь - 0,1-2,5
Вода - Остальное
2. Газвыделяющий пенообразующий состав по п. 1, отличающийся тем, что реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту, содержится в количестве, достаточном для нейтрализации сульфаминовой кислоты до степени 50-97%.

3. Газвыделяющий пенообразующий состав по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве реагента, нейтрализующего сульфаминовую кислоту, используют технический водный аммиак, карбонат или гидрокарбонат аммония или их смесь.

4. Газвыделяющий пенообразующий состав по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит стабилизатор пены в количестве 0,05-0,2 мас. %, в расчете на 100 мас. % состава.

5. Газвыделяющий пенообразующий состав по п. 4, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора пены используют водорастворимый полимер, например полиакриламид.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:
ООО "Центр исследований и разработок ЮКОС"

(73) Патентообладатель:
Интерсино Инвестментс Лимитед (SC)

Договор № РД0002462 зарегистрирован 30.09.2005

Извещение опубликовано: 20.11.2005        БИ: 32/2005



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для виброобработки нефтяных скважин

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разработки нефтяных месторождений главным образом путем вытеснения нефти водой, а также любым другим известным способом
Изобретение относится к эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и других скважин и применяется для импульсной обработки призабойной зоны пласта скважин для увеличения проницаемости горной породы и повышения производительности скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для обработки и освоения скважин в процессе их строительства и эксплуатации

Изобретение относится к области геотехнических процессов добычи полезных ископаемых, в частности к способам воздействия управляемыми физическими волнами на продуктивные пласты, и может быть использовано при добыче жидких и газообразных углеводородов, воды и других жидких и газообразных полезных ископаемых из земных недр, а также при геофизических исследованиях

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено, в частности, для воздействия на призабойную зону нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области вторичного воздействия вакуумом на продуктивный пласт

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и других скважин и может быть использовано для газоимпульсной обработки призабойной зоны пласта с целью повышения производительности скважин и увеличения проницаемости горной породы

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области вторичного воздействия вакуумом на продуктивный пласт

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности закачки жидкости в нагнетательных скважинах

Изобретение относится к области обработки воды, в частности к способам подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий СВБ и ингибирования коррозии, и может быть использовано в нефтяной промышленности для предотвращения роста СВБ в системах поддержания пластового давления, сбора и подготовки сточной воды, обводненной нефти и в продуктивном нефтяном пласте, а также для защиты от коррозии

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, и может найти применение при разработке карбонатных залежей массивного типа с субвертикальными трещинами

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке нефтяных и газовых месторождений, разработке месторождений различных металлов - урана, меди, золота и др

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может применяться для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением при первичном и вторичном воздействии на пласт, а также для изоляции водопритоков к нефтяным скважинам, для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов

Изобретение относится к добыче нефти из пласта и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений на любой стадии заводнения, для интенсификации работы добывающих скважин, увеличения текущей нефтеотдачи пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к изоляции нефтяных пластов и глушению нефтяных скважин, и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений на любой стадии эксплуатации
Изобретение относится к изоляционным работам и повышению нефтеотдачи пластов при эксплуатации нефтяных скважин в условиях заводнения

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к микробиологическим способам добычи высоковязкой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к микробиологическим и гидродинамическим способам повышения нефтеотдачи пластов
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования разработки неоднородных пластов нефтяных месторождений

Изобретение относится к способу добычи нефти заводнением с использованием большеобъемных закачек в продуктивный пласт водной эмульсионно-суспензионной системы (ВЭСС)
Наверх