Комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты

Изобретение относится к реагентам, предназначенным для обеззараживания, в том числе и от сульфатвосстанавливающих бактерий, закачиваемым в нефтеносные пласты поверхностных вод, и может найти применение в нефтедобывающей отрасли. Изобретение содержит комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты. Комплексный реагент содержит смесь биоцидных ингредиентов и ингредиента, препятствующего застыванию реагента при низких температурах. В качестве биоцидных ингредиентов применяют полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ-ГХ) и алкилдиметилбензиламмония хлорид (АДБАХ). В качестве ингредиента, препятствующего застыванию, используют полиэтиленгликоль (ПЭГ) или метанол. Массовое соотношение ингредиентов в реагенте составляет, %: ПГМГ-ГХ – 5-20; АДБАХ – 5-20; ПЭГ или метанол – 25-60; вода – до 100. Технический результат – обеспечение высокой селективности вводимых в реагент биоцидных ингредиентов в отношении подавления роста и развития сульфатвосстанавливающих бактерий, хорошей растворимости реагента в воде и слабой в нефти, незастываемости при низких температурах. 1 табл.

 

Изобретение относится к реагентам, предназначенным для обеззараживания, в том числе и от сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ), закачиваемым в нефтеносные пласты поверхностных вод, и может найти применение в нефтедобывающей отрасли.

Необходимость обеззараживания указанных выше вод обусловлена тем, что содержащиеся в них микроорганизмы, попадая в нефтеносные пласты, способны интенсивно образовывать сероводородные соединения биогенного происхождения. Последние, характеризуясь токсичностью и коррозионной активностью, в конечном итоге могут препятствовать дальнейшему освоению месторождений.

Известен комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержащий в качестве биоцидного ингредиента продукт взаимодействия первичных алифатических аминов, технического диметилфосфата и воды (патент РФ 2038421 C1).

К недостаткам известного реагента относятся высокая цена диметилфосфата, а также то обстоятельство, что для получения реагента необходимо гидролизовать диметилфосфат водой до монометилфосфористой кислоты, которая с амином образует алкиламмониймонометилфосфористую кислоту, в результате чего снижается обеззараживающий эффект. Кроме того, данный реагент не может применяться в нефтедобывающей отрасли в условиях низких температур.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержащий в качестве биоцидного ингредиента и ингредиента, препятствующего застыванию реагента при низких температурах 1,3,5-триазин-1,3,5,(2Н,4Н,6Н)-триэтанол общей химической формулы С₉Н₂₁N₃O₃ – 48 – 52% и примеси: 2-диметиламиноэтанол, диметоксиметан, 2-бутинол, метилпропиловый эфир, 1,3-диметокси-2-пропанол, N,N-диэтил-1,2-этандиамин и воду до 100% (патент РФ 2453582 C1).

Данный реагент по сравнению с указанным выше характеризуется большей эффективностью обеззараживания, а также возможностью применения в нефтедобывающей отрасли в условиях низких температур.

Вместе с тем, недостатками данного реагента являются его высокая цена, обусловленная сложностью приготовления, а также невозможность его использования (вследствие застывания) при температурах ниже минус 25⁰С.

Целью изобретения является упрощение состава входящих в реагент ингредиентов, его удешевление, а также расширение области использования при более низких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержит смесь полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (ПГМГ-ГХ) – 5 – 20%, алкилдиметилбензиламмония хлорида (АДБАХ) – 5 – 20%, полиэтиленгликоля (ПЭГ) или метанола - 25 – 60% и воду до 100%.

При этом оптимальное соотношение между входящими в реагент ПГМГ-ГХ и АДБАХ находится в интервале (1:4) ÷ (4:1).

Предлагаемый комплексный реагент в обычных условиях представляет собой подвижную жидкость от светло-желтого до коричневого цвета, плотностью 1,1 – 1, 23 г/см³ и температурой застывания ниже минус 60 ^oС, хорошо растворимую в пресной и минерализованной воде, закачиваемой в нефтеносные пласты.

При анализе патентной и научно-технической литературы авторами не выявлено решений по применению заявленного реагента для предотвращения роста СВБ. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «новизна». Кроме того, заявленное решение не является очевидным, поскольку, хотя свойства ПГМГ-ГХ в сочетании с АДБАХ ранее и изучались, они никогда не рассматривались и не применялись в реагентах для предотвращения роста СВБ в нефтяной промышленности.

Помимо указанного, ранее не была известна возможность предотвращения застывания реагента на основе ПГМГ-ГХ и АДБАХ при температурах ниже минус 60 ^oС, то есть в случаях использования реагента, например, в условиях Крайнего Севера.

Данные возможности реагента не были известны и были выявлены авторами впервые, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

Техническим результатом изобретения является высокая селективность вводимых в реагент биоцидных ингредиентов в отношении подавления роста и развития СВБ, а также хорошая растворимость реагента в воде и слабая в нефти, нетоксичность для людей и животных, взрыво- и пожаробезопасность, незастываемость при низких температурах, характерных, например, для условий Крайнего Севера.

Пример 1

Модель пластовой воды плотностью 1,12 г/см³ освобождали от кислорода, заражали культурой СВБ, выделенной из нефтепромысловых пластовых вод до концентрации сероводорода 100мг/л и обрабатывали заявленным реагентом для подавления роста СВБ при различной дозировке входящих в реагент ингредиентов.

В качестве эталонного образца использовали реагент, выбранный авторами в качестве прототипа.

Пробы выдерживали 24 часа при 20-22 ^oС, после чего часть обработанной пробы вносили в питательную среду, помещали в термостат и инкубировали 15 суток при 35 ^oС. Эффективность действия реагента оценивали по появлению или отсутствию сероводорода в растворе. Наличие сероводорода идентифицировали раствором соли железа по выделению черного осадка.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Критерием эффективности реагента была принята полная степень подавления СВБ при суммарной дозе входящих в него биоцидных ингредиентов, не превышающей 20 мг/л.

Испытания проводили со следующими дозами входящих в образцы биоцидных ингредиентов.

1. Эталонный – 20 мг/л; 40 мг/л и 50 мг/л.

2. ПГМГ-ГХ – 20 мг/л и 50 мг/л; АДБАХ – 0 мг/л.

3. АДБАХ – 20 мг/л и 50 мг/л; ПГМГ-ГХ – 0 мг/л.

4. ПГМГ-ГХ – 16 мг/л; АДБАХ – 2 мг/л и 4 мг/л.

5. АДБАХ – 16 мг/л; ПГМГ-ГХ – 2 мг/л и 4 мг/л.

Таблица 1 - Результат анализа эффективности реагентов по подавлению СВБ при различных дозах входящих в него биоцидных ингредиентов

№ образца	Бактерицидный эффект относительно СВБ при суммарной дозе входящих биоцидных ингредиентов (мг/л)
	18	20	40	50
1	-	Неполное подавление	Неполное подавление	Полное подавление
2	-	Неполное подавление	Неполное подавление	Полное подавление
3	-	Неполное подавление	Неполное подавление	Полное подавление
4	Неполное подавление	Полное подавление	-	-
5	Неполное подавление	Полное подавление	-	-

Пример 2

Заявленный реагент испытывали на застывание при низких температурах, характерных для нефтедобычи в условиях Крайнего Севера, где температура воздуха периодически понижается до минус 60 ^oС.

Было показано, что при температурах от минус 30 ^oС до минус 60 ^oС введение в реагент ПЭГ либо метанола в количествах от 25 до 60% препятствует в указанном интервале его застыванию.

Комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержащий смесь биоцидных ингредиентов и ингредиента, препятствующего застыванию реагента при низких температурах, отличающийся тем, что в качестве биоцидных ингредиентов он содержит полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ-ГХ) и алкилдиметилбензиламмония хлорид (АДБАХ), а в качестве ингредиента, препятствующего застыванию, - полиэтиленгликоль (ПЭГ) или метанол, при этом массовое соотношение ингредиентов в реагенте составляет:

ПГМГ-ГХ – 5-20%;

АДБАХ – 5-20%;

ПЭГ или метанол – 25-60%;

вода – до 100%.