Состав на основе полимера акрилового ряда для добычи нефти, газа и бурения скважин

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологическим жидкостям, используемым в наиболее эффективных технологических процессах добычи нефти, газа и бурения скважин. Техническим результатом является улучшение технологических параметров состава для использования в процессах добычи нефти - снижение температуры застывания и улучшение нефтевытесняющих свойств. Состав для добычи нефти, газа и бурения скважин содержит, мас.%: гидролизованный полиакрилонитрил 3-10, щелочь, или щелочь и аммиак, или щелочь и хлористый аммоний 20-25, вода - остальное. 2 табл.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологическим жидкостям, используемым в наиболее эффективных технологических процессах добычи нефти, газа и бурения скважин.

Наиболее близким составом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является гивпан, выпускаемый по ТУ 2216-001-04698227-99 (взамен ТУ - 495560-04-02-90) (прототип).

В соответствии с ТУ гивпан предназначается для использования в качестве стабилизатора буровых растворов, при проведении водоизоляционных работ, при создании клеящих композиций, а также в некоторых случаях в процессах повышения нефтеотдачи пластов.

Недостатком известного изобретения является невозможность использования в зимний период.

Технической задачей, решаемой в данном предложении, является улучшение технологических параметров состава для использования в процессах добычи нефти - снижение температуры застывания и улучшение нефтевытесняющих свойств состава.

Указанная задача достигается тем, что состав для добычи нефти, газа и бурения скважин, содержащий гидролизованный полиакрилонитрил и воду, дополнительно содержит щелочь, или щелочь и аммиак, или щелочь и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидролизованный полиакрилонитрил	3-10
Щелочь, или щелочь и аммиак,
или щелочь и хлористый аммоний	20-25
Вода	остальное

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав отличается от известного новыми свойствами:

1. Температура застывания снижается от минус 4-9°С до минус 30-35°С.

2. Улучшаются нефтевытесняющие свойства состава за счет снижения межфазного натяжения на границе нефти и заявляемого полимерного состава до 0,3 мН/м.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

В качестве гидролизованного полиакрилонитрила использовались неутилизируемые отходы готовых волокон или тканей полиакрилонитрила, которые являются доступными и недорогими, выпускаются под названием «гивпан» в жидком виде и представляет собой вязкий водорастворимый полимер акрилового ряда.

Показатели качества указанны в таблице 1.

Таблица 1
№ п/п	Наименование показателей	Норма для гивпана	Методы анализа
1	Массовая доля сухого вещества, %, не менее	6	п.5.2 ТУ
2	Условная вязкость ТУ200 100 при Т=20°С, с	180±20	п.5.3 ТУ
3	рН	12-14	п.5.4 ТУ
4	Плотность, кг/м3	1060-1150	п.5.5 ТУ

Техническая концентрированная гидроокись натрия представляет собой тяжелую маслянистую жидкость. Ее плотность составляет 1,30-1,45 г/см³.

Массовая доля едкого натра в растворе не менее 46%, выпускается по ГОСТ 11078-78.

Аммиак водный технический (NH₄OH) выпускается по ГОСТ 9-92, хлористый аммоний (NH₄Cl) - по ГОСТ 3773-72.

Приготовление предлагаемых составов в лабораторных условиях:

В стакане объемом 250-300 мл первоначально растворяли гидролизованный полиакрилонитрил в растворе едкого натра, далее добавляли дистиллированную воду и хлористый аммоний. После перемешивания в течение 10-20 минут получали раствор указанных ингредиентов.

Определение температуры застывания составов.

Определение температуры застывания составов проводилось согласно ГОСТ 20287-74 по методу А. Объем пробы брался равным 45 мл и наливался в пробирку. Пробирка с составом помещалась в баню с охладительной смесью. После нахождения границы застывания (переход от подвижности к неподвижности и наоборот) определение повторяли, понижая или повышая температуру испытания на 2°С до тех пор, пока не была установлена такая температура, при которой мениск продукта оставался неподвижным, а при повторном испытании при температуре на 2°С выше он сдвигался. Эта температура фиксировалась как установленная для данного состава. За температуру застывания состава принимали среднее арифметическое двух параллельных определений.

Результаты определений даны в таблице 2, из которой видно, что при введении щелочи или аммиака или хлористого аммония в сочетании со щелочью при суммарном содержании, равном 20-25%, температура застывания составов, где концентрация полимера менялась в пределах 3-10%, снижается до минус 30-35°С.

Таким образом, результаты исследований показывают, что предлагаемый состав по сравнению с известным имеет более низкую температуру застывания и межфазное натяжение на границе с нефтью.

Технико-экономические преимущества предлагаемого состава (перед прототипом):

- превосходит по температуре застывания;

- превосходит по нефтевытесняющим свойствам;

- превосходит по водоизолирующим свойствам, так как имеет большую концентрацию основного вещества.

Организовано производство опытно-промышленной партии предлагаемого состава.

Таблица 2. - Влияние реагентов на температуру застывания составов на основе гидролизованного полиакрилонитрила
№ состава	Содержание компонентов состава, %	Температура застывания, °С	Примечание
Гидролизованный полиакрилонитрил	NaOH	NH4OH или NH4Cl
1	10	5	5	-9
2	«-«	10	5	-13
3	«-«	5	10	-13
4	«-«	10	10	ниже -30
5	5	5	-	-4
6	5	10	-	-10
7	5	20	-	ниже -30
8	5	30	-	ниже -30
9	«- «	5	5	-7
10	«-«	10	5	-7
11	« -«	5	10	-10
12	5	10	10	ниже -30	с NH4Cl
13	5	10	10	ниже -35	с NH4OH
14	«-«	15	5	ниже -30
15	«-«	15	10	ниже -30
16	«-«	15	15	ниже -30
17	3	20	-	ниже -30
18	3	30	-	ниже -30
19	3	10	10	ниже -30
20	3	15	5	ниже -30
21	3	15	10	ниже -30
22	3	15	15	ниже -30
	прототип
23	10	-	-9
24	5	-	-5
25	3	-	-4

Состав для добычи нефти, газа и бурения скважин, содержащий гидролизованный полиакрилонитрил и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит щелочь, или щелочь и аммиак, или щелочь и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидролизованный полиакрилонитрил	3-10
Щелочь, или щелочь и аммиак,
или щелочь и хлористый аммоний	10-25
Вода	Остальное