Состав для предотвращения гидратных и парафиновых отложений и коррозии

Состав для предотвращения гидратных и парафиновых отложений и коррозии

Реферат

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.%:

Отход производства полиэтиленовых изделий
на основе циклогексанона или масло ПОД
очищенное	10,0-40,0
По крайней мере один из:
моно-, ди- или триэтаноламин	5,0-20,0
ПАВ	0,1-3,0
По крайней мере один из:
гомо-, со-, терполимеров пироллидона,
капролактама, акрилата, акриламида,
а также гидроксиэтилцеллюлоза	0,05-2,0
Формалин в смеси его с метанолом
в указанном соотношении	остальное

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:

-режимный дебит, м3/сут	51-55;
- давление пластовое, кгс/см2	300;
- давление забойное, кгс/см2	280;
- давление на устье, кгс/см2	96;
- газовый фактор, м3/т	700-720;
- обводненность, %	1-4.

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

Таблица
№ п/п согласно примерам	Композиции состава	Расход композиции на дебит нефти, мас.%	Скорость образования ГПО, мм/сут	Скорость коррозии НКТ,г/м2 ч	Межочистной период, сут
1.	заявленный	0,070	0,630	0,082	16
2.	заявленный	0,050	0,240	0,029	27
3.	прототип	0,050	0,295	0,037	20
4.	заявленный	0,030	0,235	0,027	93
5.	заявленный	0,030	0,231	0,025	120
6.	прототип	0,030	0,216	0,023	110
7.	заявленный	0,030	0,192	0,021	128
8.	заявленный	0,030	0,176	0,018	130
9.	заявленный	0,030	0,163	0,016	142
10.	заявляемый	0,025	0,150	0,013	150
11.	прототип	0,030	0,172	0,016	120
12.	заявленный	0,025	0,140	0,013	165
13.	заявленный	0,025	0,140	0,013	162
14.	заявленный	0,025	0,141	0,013	165

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.

Состав для предотвращения гидратных и парафиновых отложений - ГПО и коррозии, включающий поверхностно-активное вещество и метанол, отличающийся тем, что 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-, терполимер 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.%:

Отход производства полиэтиленовых изделий на основе
циклогексанона или масло ПОД очищенное	10,0-40,0
По крайней мере один из:
моно-, ди- или триэтаноламин	5,0-20,0
Поверхностно-активное вещество	0,1-3,0
По крайней мере один из: гомо-, со-,
терполимер пироллидона, капролактама, акрилата,
акриламида, а также гидроксиэтилцеллюлоза	0,05-2,0
Формалин в смеси его с метанолом в
указанном соотношении	Остальное