Ингибитор гидратообразования кинетического действия



Ингибитор гидратообразования кинетического действия
Ингибитор гидратообразования кинетического действия

 


Владельцы патента RU 2481375:

Открытое акционерное общество "Газпром" (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для обработки скважин и трубопроводов с целью предотвращения образования гидратов в них. Ингибитор гидратообразования кинетического действия содержит, мас.%: смесь поливинилпирролидона и поливинилкапролактама разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1) 10-20, гидролизованный полиакриламид 0,1-1,0, этанолсодержащий раствор остальное. Технический результат - повышение ингибирующей способности в отношении гидратообразований при небольшом расходе ингибитора. 5 пр., 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для обработки скважин и трубопроводов с целью предотвращения образования гидратов в них.

Известно, что для предотвращения гидратообразования в скважинах и трубопроводах используют чистый метанол (см. ВРД 39-1.13-051-2001. Инструкция по нормированию расхода и расчету выбросов метанола для объектов ОАО «Газпром»).

Однако такая обработка требует больших объемов являющегося ядом метанола, особенно для сильнообводненных скважин.

Наиболее близким к заявленному ингибитору и принятым за прототип является состав для ингибирования образования и роста газовых гидратов, содержащий, по меньшей мере, один кинетический ингибитор гидратообразований малой концентрации и, по меньшей мере, один термодинамический ингибитор гидратообразований. Кинетический ингибитор гидратообразований включает аминированные полиалкилены гликоли, представленные формулой R1R2N [(A)a-(B)b-(A)c-(CH2)d-CH(R)-NR1]nR2 (I), в которой:

- каждый А независимо отобран из -СН2СН(СН3)O- или -СН(СН3)СН2О-;

- В есть -CH2CH2O-;

- а+b+с от 1 до приблизительно 100;

- R есть -Н или -СН3;

- каждый R1 и R2 независимо отобраны из группы, состоящей из -Н, -СН3, -H2CH2OH и -СН(СН3)CH2O;

- d от 1 до приблизительно 6;

- n от 1 до приблизительно 4 (см. патент СА №2506925, МПК Е21В 43/12, Е21В 43/22, опубл. 05.10.2006).

Недостатками этого состава являются сложность его синтеза, неустойчивость кинетических параметров для разных партий, что требует дополнительных лабораторных исследований, относительно малая максимальная температура переохлаждения и высокая необходимая концентрация. В качестве термодинамического ингибитора используется ядовитый метанол.

Задачей изобретения является создание ингибитора гидратообразования кинетического действия (далее - ИГКД), обладающего повышенной ингибирующей способностью в отношении гидратообразований при его небольшом расходе.

Поставленная задача в ИГКД, включающем низкомолекулярный полимер и растворитель, решается тем, что он дополнительно содержит гидролизованный полиакриламид (ПАА), в качестве низкомолекулярного полимера используют смесь поливинилпирролидона (ПВП) и поливинилкапролактама (ПВКап) разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1), в качестве растворителя используют этанолсодержащий раствор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- смесь ПВП и ПВКап разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1) - 10-20;
- гидролизованный ПАА - 0,1-1,0;
- этанолсодержащий раствор - остальное

С целью реализации назначения заявленного ингибитора в качестве этанолсодержащего раствора используют головную фракцию колонны ректификации этанола (эфироальдегидная фракция).

Смесь ПВП и ПВКап разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1) обеспечивает увеличение индукционного периода гидратообразования до необходимого времени, составляющего 10-15 мин.

Гидролизованный ПАА обеспечивает увеличение температуры переохлаждения до величины 10-12°С, поскольку является полиэлектролитом, то есть полимером, в состав молекул которого входят группы, способные к ионизации в растворе. Полиэлектролиты применяются в технике в качестве коагулянтов для очистки сточных вод, в качестве диспергаторов для снижения вязкости высококонцентрированных дисперсных систем на водной основе (суспензии и пасты в производстве керамики). Эффективность полиэлектролитов в этих приложениях объясняется адсорбцией полиионов на поверхность частиц с формированием двойного электрического слоя, эффективно снижающего трение между частицами (см., например, А.Р.Хохлов. Восприимчивые гели. - Соросовский образовательный журнал, 1998, №11, с.138-142).

Этанолсодержащий раствор обеспечивает стабильность работы ингибитора при низких температурах окружающей среды и его доставку в точку образования гидратов.

Эффективность ИГКД оценивали по времени индукционного периода повышения давления на лабораторной установке образования гидрата пропана. Данные этой оценки сведены в таблицу и подтверждаются фиг.1 и 2.

Таблица
Результаты лабораторных исследований заявляемого состава и прототипа по ингибирующей способности
Раствор Концентрация в воде, % Максимальное переохлаждение, °С Среднее время индукционного периода, мин
1 0,05 10 10-15
2 0,1 10,5 10-15
3 0,2 11 15-17
4 0,5 7,5 10-12
5 0,5 6 10-15
Прото
тип
1 6 5-15
Аналог 15 10* Не замерзает
* Понижение температуры замерзания

Зависимость температуры образования гидратов при различных содержаниях гидролизованного ПАА (полиэлектролита) приведена на фиг.1. Как видно из графика на фиг.1, уже при концентрации 0,1% полиэлектролит снижает температуру гидратообразования на 10°С. При этом его концентрацию выше 1% создавать не следует из-за отсутствия значимого изменения температуры.

На фиг.2 показана зависимость индукционного периода от концентрации раствора. Как видно из указанной зависимости, ингибитор эффективен при концентрациях от 0,01 до 5% по воде.

ИГКД готовят путем простого смешивания расчетных количеств компонентов в отдельной емкости. Сначала смешивают растворы ПВП и ПВКап с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1), далее добавляют гидролизованный ПАА и доводят этанолсодержащим раствором до необходимой массы. Все тщательно перемешивают в течение 15 мин.

Пример 1. К 10 мас.% этанолсодержащего раствора добавляют 10 мас.% N-винил-2-пирролидона, 9,9 мас.% N-винил-2-капролактама (М.м.=6000), 1 мас.% гидролизованного ПАА (М.м.=6000), доводят этанолсодержащим раствором до 100 мас.%. Все тщательно перемешивают в течение 15 мин.

Пример 2. К 5 мас.% этанолсодержащего раствора добавляют 5 мас.% N-винил-2-пирролидона (М.м.=8000), 5,05 мас.% N-винил-2-капролактама (М.м.=8000), 0,1 мас.% гидролизованного ПАА, доводят этанолсодержащим раствором до 100 мас.%. Все тщательно перемешивают в течение 15 мин.

Пример 3. К 8 мас.% этанолсодержащего раствора добавляют 7 мас.% N-винил-2-пирролидона (М.м.=6000), 7 мас.% N-винил-2-капролактама (М.м.=6000), 0,5 мас.% гидролизованного ПАА, доводят этанолсодержащим раствором до 100 мас.%. Все тщательно перемешивают в течение 15 мин.

Пример 4. К 8 мас.% этанолсодержащего раствора добавляют 7 мас.% N-винил-2-пирролидона (М.м.=2000), 7 мас.% N-винил-2-капролактама (М.м.=2000), 0,5 мас.% гидролизованного ПАА доводят этанолсодержащим раствором до 100 мас.%. Все тщательно перемешивают в течение 15 мин.

Пример 5. К 8 мас.% этанолсодержащего раствора добавляют 7 мас.% N-винил-2-пирролидона (М.м.=10000), 7 мас.% N-винил-2-капролактама (М.м.=10000), 0,5 мас.% гидролизованного ПАА, доводят этанолсодержащим раствором до 100 мас.%. Все тщательно перемешивают в течение 15 мин.

Результаты лабораторных исследований показали, что заявленный ИГКД по сравнению с прототипом обладает лучшей ингибирующей способностью и эффективно работает при более низких содержаниях.

Ингибитор гидратообразования кинетического действия, включающий низкомолекулярный полимер и растворитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидролизованный полиакриламид - ПАА, в качестве низкомолекулярного полимера используют смесь поливинилпирролидона - ПВП и поливинилкапролактама - ПВКап разных марок с молекулярной массой 6000-8000 г/моль при их молярном соотношении 1:(1±0,1), в качестве растворителя используют этанолсодержащий раствор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

смесь ПВП и ПВКап разных марок с
молекулярной массой 6000-8000 г/моль
при их молярном соотношении 1:(1±0,1) 10-20
гидролизованный ПАА 0,1-1,0
этанолсодержащий раствор остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. .
Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, осложненных образованием асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для предотвращения образования органических отложений и гидратов в скважинах и трубопроводах при низких температурах.
Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к составам для водоизоляции подошвенных вод в газовых скважинах при разработке газовых и газо-конденсатных залежей с использованием химических реагентов.
Изобретение относится к области нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов в углеводородных средах химическими реагентами-нейтрализаторами и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Изобретение относится к бактерицидным составам, применяемым, в частности, в нефтегазодобывающей промышленности для подавления роста бактерий (СВБ) в нефтепромысловых средах и в заводняемом нефтяном пласте, а также для защиты оборудования от сероводородной коррозии.
Изобретение относится к бактерицидным составам, применяемым, в частности, в нефтегазодобывающей промышленности для подавления роста бактерий (СВБ) в нефтепромысловых средах и в заводняемом нефтяном пласте, а также для защиты оборудования от сероводородной коррозии.

Изобретение относится к способу добычи нефти из подземного пласта при поддержании давления, согласно которому а) закачивают, по меньшей мере одним закачивающим устройством в контакте с подземным пластом, содержащим нефть, жидкость, содержащую смесь по меньшей мере: i) соленой водной среды, ii) смесь 2 цвиттер-ионных загущающих ПАВов или смесь 2 популяций этих ПАВов, имеющую бимодальный характер узких распределений групп R1, приведенных определений, в весовом содержании в интервале от 1 до 0,05 вес.%, предпочтительно от 0,5 до 0,1%, еще более предпочтительно от 0,4 до 0,15%, чтобы жидкость имела поверхностное натяжение на границе раздела воды и нефти, измеренное при температуре окружающей среды - 25°C, примерно 10 мН/м или меньше, и вязкость, измеренную при температуре 80°C и при градиенте сдвига 10 с-1, примерно 3 сПз или больше, отвечающих приведенным формулам; извлекают жидкость по меньшей мере одним средством добычи, находящимся в месте, отличном от того, где был введен полимер, причем указанная жидкость содержит нефть.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к созданию скважинной технологической жидкости, которая может применяться для бурения, глушения или промывки скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к созданию скважинной технологической жидкости, которая может применяться для бурения, глушения или промывки скважин
Изобретение относится к области геологоразведочного бурения, в частности восстановления дебита гидрогеологических скважин, снизивших его через некоторое время работы вследствие выпадения на поверхности фильтра содержащихся в воде солей (СаСО 3, MgCO3, CaSO4)
Изобретение относится к бороцирконатным композициям, применяемым при нефтедобыче
Проппант // 2482155
Изобретение относится к производству проппантов, применяемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для глушения высокотемпературных скважин, а также может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные скважины
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока и поглощающих зон в скважине, а также к способам проведения ремонтно-изоляционных работ в условиях больших поглощений

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначается для гидравлического разрыва пласта, а жидкость-песконоситель можно использовать при гидропескойструйной перфорации
Наверх