СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГИДРАТНЫХ И ПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для приготовления составов композиций, предназначенных для обработки скважин и трубопроводов при добыче и транспортировке природных и попутных газов и нефти с целью предотвращения гидратных и парафиновых отложений (далее - ГПО) и коррозии.

Известен состав для предотвращения асфальтено-смоло-парафиновых и парафиногидратных отложений, включающий поверхностно-активное вещество (далее - ПАВ) на основе моноалкилового эфира полиэтиленгликоля и оксиалкилированного аминосоединения, триэтаноламин, метанол и растворитель (см. патент РФ №2115682, МПК⁶ С09К 3/00, Е21В 37/06, опубл. 20.07.1998).

Известен принятый в качестве прототипа состав для предотвращения парафиногидратных отложений и коррозии в скважине при добыче нефти, включающий ингибиторы парафиноотложения СНПХ-7212, ингибитор коррозии Север-1 и метанол (см. патент СССР №1806161, МПК⁵ С09К 3/00, Е21В 37/06, опубл. 30.03.1993).

Описанные выше составы не обладают достаточной способностью ингибирования ГПО и коррозии в скважинах на нефть и газ и трубопроводах для их транспортировки, что является основным их недостатком.

Задачей заявленного изобретения является создание состава для предотвращения ГПО и коррозии.

Технический результат - увеличение в сравнении с прототипом ингибирующей способности заявленного состава в отношении ГПО и коррозии при одновременном снижении расхода метанола.

Поставленная задача и технический результат соответственно решается и достигается тем, что состав для предотвращения ГПО и коррозии, включающий ПАВ и метанол, дополнительно содержит отход производства полиэтиленовых изделий на основе циклогексанона или масло ПОД очищенное; по крайней мере один из: моно-, ди- или триэтаноламин; по крайней мере один из: гомо-, со-, терполимеров пироллидона, капролактама, акрилата, акриламида, а также гидроксиэтилцеллюлоза; формалин в смеси его с метанолом при объемном соотношении 1:1-4 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

В заявленном составе используют отход производства полиэтиленовых изделий, содержащий, мас.%: циклогексанон - 71,4-75,0, гептанон-2 - 4,6-5,29, циклогексан - 1,43-1,71, циклопентанон - 2,40-2,86, циклогексанол - 13,1-14,8, циклогексен - 0,70-0,86, вода - 2,0-3,0.

Кроме того, используют - композицию под названием «Масло ПОД очищенное», которую выпускает ЗАО «Куйбышевазот» по ТУ 2433-016-00205311-99.

Моноэтаноламин, диэтаноламин или триэтаноламин, используемые в заявленном составе, являются аминоспиртами и выпускаются по ТУ 6-02-916-79.

В качестве ПАВ используют моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ (синтанол ДТ-7) и фракции С₁₀-С₂₀ (синтанол ДС-10), моно- и диалкиловые эфиры полиэтиленгликоля (смачиватель ДБ), или полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов жирных кислот фракции C₁₀-C₁₈ (синтамид-5, синтамид-10), содержащие 6-13 оксиэтилированных групп.

Кроме того, в качестве ПАВ используют смеси водо-маслорастворимых ПАВ в виде готовых композиций, например моющие препараты МЛ-80БС (ТУ 2458-040-52412574-03) или МЛ-81Б (ТУ 2481-007-50622652-99-2002), содержащие смесь водорастворимого анионного и неионогенного маслорастворимого ПАВ, производимые ЗАО НПФ «Бурсинтез-М» и моющий препарат марки «МЛ-Супер», выпускаемый ООО «Дельта-пром» в г.Самаре по ТУ 2383-002-51881692-2000.

Для приготовления формалин-метанольной смеси используют формалин и метанол. Формалин представляет собой 37% раствор формальдегида, содержащий 6-15% метанола и выпускаемый по ГОСТ 1625-89. Метанол выпускают по ГОСТ 2222-95.

В заявленном составе используют по крайней мере один из: гомо-, со-, терполимеров пироллидона, капролактама, акрилата, акриламида, а также гидроксиэтилцеллюлоза. Например, N-винил-2-пирролидон, N-винил-2-капролактам, или терполимер на основе N-винил-2-пирролидона, а также соединения, например диметиламиноэтилметакрилат, алифатические полимеры, содержащие карбонильные N-гетероциклы, акриламидометилпропансульфонат, гидрооксиэтилцеллюлоза и их смеси, низкомолекулярный полиакриламид (ПАА) разных марок с м.м. до 1,3·10⁶, например ПАА серии АК-642 марки АП-0339 и ПАА серии АК-631 марки А 155.

Заявленный состав для реализации своего назначения в отношении гидратообразований включает в себя компоненты, характерные для составов, содержащих ингибиторы гидратообразований термодинамического и кинетического действия.

В отличие от прототипа заявленный состав дополнительно содержит отход производства полиэтиленовых изделий на основе циклогексанона или масло ПОД очищенное, которые являются хорошими растворителями парафинов и сырьем в производстве ингибиторов коррозии. Введение в состав композиций на основе циклогексанона предотвращает отложение парафинов и уменьшает коррозию промыслового оборудования.

Введение моноэтаноламина, диэтаноламина или триэтаноламина предотвращает отложение гидратов и уменьшает коррозию в промысловом оборудовании при добыче нефти и газа.

В присутствии ПАВ не образуется монолитных ледяных пробок. Мелкие частицы гидратов, если образуются, то представляют собой рыхлые скопления, которые легко смываются потоком газа или нефти.

Вводимые в состав ПАВ обладают высоким моющим действием загрязненной поверхности по отношению к запарафиненным участкам.

Приготовляемый формалин в смеси с метанолом в заявленном составе содержит формальдегид, который взаимодействует с присутствующей влагой, связывая ее в гидратированную форму с образованием метиленгликоля, который является хорошим ингибитором гидратообразования. Метиленгликоль склонен к поликонденсации с образованием полиоксиметиленгликолей. Таким образом, происходит связывание присутствующей влаги формалин-метанольной смесью в хранилище, или в потоке газа или нефти, предотвращая этим образование гидратных отложений.

Для снижения расхода метанола используют формалин в смеси его с метанолом при объемном соотношении 1:1-4 соответственно в зависимости от содержания влаги и потребностей закачки заявленного состава.

Для придания заявленному составу свойств ингибиторов гидратообразований кинетического действия в состав вводят по крайней мере один из: гомо-, со-, терполимеров пироллидона, капролактама, акрилата, акриламида, а также гидроксиэтилцеллюлоза.

Кинетические ингибиторы действуют в пределах условий равновесия образования гидратов в отличие от термодинамических ингибиторов.

Кинетические ингибиторы гидратообразований ингибируют начальное образование гидратов углеводородов, замедляют образование или рост кристаллов гидратов, предотвращают агломерацию кристаллов гидратов углеводородов меньшего размера в более крупные гидраты.

Состав для предотвращения ГПО и коррозии готовят путем простого смешивания расчетных количеств компонентов в отдельной емкости. Сначала заливают в емкость расчетное количество отхода производства полиэтиленовых изделий на основе циклогексанона или масла ПОД очищенное, затем при перемешивании добавляют аминоспирт из вышеперечисленных и ПАВ в вышеуказанных расчетных количествах, и в конце приготовления добавляют необходимое количество формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:1-4 соответственно, предварительно смешанной по крайней мере с одним из: гомо-, со-, терполимеров пироллидона, капролактама, акрилата, акриламида, а также гидроксиэтилцеллюлоза. Состав тщательно перемешивают в течение 15-30 минут, закачивают в затрубное пространство и дозируют в НКТ.

Пример 1. К 5 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 2 мас.% моноэтаноламина при постоянном перемешивании, 0,05 мас.% неонола-12. Затем в 92,93 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:4 добавляют 0,02 мас.% N-винил-2-пирролидона с м.м. 8000, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 2. К 10 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 3 мас.% моноэтаноламина при постоянном перемешивании, 0,1 мас.% неонола-12. Затем в 86,85 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:4 добавляют 0,05 мас.% N-винил-2-пирролидона с м.м. 6000, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 3. К 1 мас.% ингибитора СНПХ-7212 по прототипу добавляют 1 мас.% ингибитора Север-1 при перемешивании, затем заливают 98 мас.% метанола и все компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 4. К 15 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 6 мас.% моноэтаноламина при постоянном перемешивании, 0,5 мас.% неионогенного ПАВ марки ОП-10. Затем в 78,4 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:3 добавляют 0,10 мас.% N-винил-2-пирролидона с м.м. 12000, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 5. К 20 мас.% масла ПОД очищенного добавляют 9 мас.% диэтаноламина при постоянном перемешивании, 1,5 мас.% ПАВ марки Нефтенол ВВД. Затем в 69,2 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:3 добавляют 0,30 мас.% N-винил-2-капролактама с м.м. 20000, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 6. К 5 мас.% ингибитора СНПХ-7212 по прототипу добавляют 5 мас.% ингибитора Север-1 при перемешивании, затем заливают 90 мас.% метанола и все компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 7. К 25 мас.% масла ПОД очищенного добавляют 12 мас.% диэтаноламина при постоянном перемешивании, 2,5 мас.% ПАВ марки Синтанол ДС-10. Затем в 60,0 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:2 добавляют 0,50 мас.% N-винил-2-капролактама с м.м. 15000, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 8. К 30 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 15 мас.% диэтаноламина при постоянном перемешивании, 3 мас.% ПАВ марки Синтамид-5. Затем в 51,20 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:2 добавляют 0,8 мас.% диметиламиноэтилметакрилата, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 9. К 35 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 18 мас.% триэтаноламина при постоянном перемешивании, 4 мас.% ПАВ марки МЛ-81Б. Затем в 42 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:1 добавляют 1,0 мас.% акриламидо-метилпропансульфоната, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 10. К 40 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 20 мас.% триэтаноламина при постоянном перемешивании, 5 мас.% ПАВ марки МЛ-супер. Затем в 33,7 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:3 добавляют 1,3 мас.% полиакриламида с м.м. 08·10⁶ серии АК-631 марки А 155, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 11. К 33 мас.% ингибитора СНПХ-7212 по прототипу добавляют 33 мас.% ингибитора Север-1 при перемешивании, затем заливают 34 мас.% метанола и все компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 12. К 35 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 18 мас.% триэтаноламина при постоянном перемешивании, 4 мас.% ПАВ марки МЛ-81Б. Затем в 41,5 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:2 добавляют 1,5 мас.% полиакриламида с м.м. 1,3·10⁶ серии АК-642 марки АП 9339, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 13. К 25 мас.% масла ПОД очищенного добавляют 12 мас.% диэтаноламина при постоянном перемешивании, 2,5 мас.% ПАВ марки Синтанол ДС-10. Затем в 58,5 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:2 добавляют 2,0 мас.% гидрооксиэтилцеллюлозы с м.м. 1200, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Пример 14. К 45 мас.% отхода производства на основе циклогексанона добавляют 23 мас.% триэтаноламина при постоянном перемешивании, 6 мас.% ПАВ марки Синтанол ДТ-7. Затем в 23,5 мас.% формалин-метанольной смеси при объемном соотношении 1:2 добавляют 2,5 мас.% терполимера на основе N-винил-2-пирролидона с м.м. 3000, тщательно перемешивают и вводят в композицию. Все добавленные компоненты тщательно перемешивают в течение 15 мин до однородной массы.

Композиции заявленного состава и прототипа, указанные в примерах 1-14, закачивали в скважину и оценивали их влияние на скорость образования ГПО и на скорость коррозии.

Скорость образования ГПО определяли по толщине отложений на внутренней стенке НКТ за сутки, а скорость коррозии замеряли с использованием портативного прибора - коррозиометра марки «Эксперт-004».

Влияние компонентов заявленного состава в приведенных выше диапазонах концентраций на ингибирующую способность исследовали в промысловых условиях на Зайкинском месторождении.

Техническая характеристика работы скважины №1:

Результаты по оценке влияния компонентов состава на скорость образования ГПО и на скорость коррозии представлены в таблице.

Выбранную скважину обрабатывали заявленным составом при различных концентрациях входящих в него компонентов, а также составом в соответствии с прототипом (см. табл., примеры 1-14). До обработки скважина работала до запарафинирования и отложений гидратных 12 сут. После обработки заявленным составом при различных концентрациях входящих в него компонентов межочистной период работы скважины значительно увеличился до 130-165 сут (см. табл., примеры 8-10 и 12-14), что при сопоставимом расходе композиции на дебит нефти, как минимум, на 10-45 сут больше, чем при обработке составом согласно прототипу. В расчете на дебит нефти минимальный расход композиции состава составил 0,025 мас.% (см. табл., примеры 10, 12-14).

Исследования показали, что при закачке композиций в соответствии с прототипом скорость образования ГПО составляет 0,172-0,295 мм/сут, а скорость коррозии - 0,016-0,037 г/м² ч. При закачке композиций заявляемого состава скорость образования ГПО составляет 0,140-0,240 мм/сут, а скорость коррозии - 0,013-0,029 г/м² ч, то есть применение заявленного состава позволяет достичь указанный выше результат.