Способ предотвращения отложения неорганических солей и сульфида железа при добыче и транспорте нефти

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам предотвращения отложения неорганических солей, включая сульфид железа, в скважинах, промысловой системе сбора, транспорта и хранения нефти, а также в заводняемых нефтяных пластах при вторичной добыче нефти. Поставленная задача создания и адаптации в производственном процессе способа предотвращения отложения в оборудовании наиболее распространенных сульфатных и карбонатных минеральных солей, включающих железосодержащие компоненты, например сульфид железа, решается путем обработки продукции скважин химическим реагентом на основе нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ) - тринатриевой соли НТФ и дополнительно - замещенного амина N-втор-метилметиленфосфит-N-алкил(C₈-C₁₀)амина в массовом соотношении 1:1. Технический результат: применение заявляемого способа на нефтепромыслах обеспечивает надежную работу подземного оборудования нефтедобывающих скважин, систем контроля и перекачки жидкости по промысловым наземным трубопроводам, позволяет увеличить продолжительность безремонтного периода работы в среднем в 3,7 раза. 7 табл.

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам предотвращения отложения неорганических солей, включая сульфид железа, в скважинах, промысловой системе сбора, транспорта и хранения нефти, а также в заводняемых нефтяных пластах при вторичной добыче нефти.

Известны способы предотвращения отложения неорганических солей, например обработка пластов, предотвращающая выпадение солей (пат. США N 3613788, НКИ 166-279, опуб. 1971 г.), метод предотвращения выпадения в осадок сульфида железа и серы при кислотной обработке (пат. США N 4633949, МКИ E 21 B 41/02, НКИ 166-279, 1987 г.). Однако указанные способы имеют своей целью предотвращать отложения индивидуальных соединений, тогда как актуально предотвращение выпадения комплекса неорганических солей, включающего сульфид железа.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ предотвращения отложения неорганических солей при добыче и транспорте нефти путем подачи химического реагента - нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ) в скважину для обработки ее продукции (Кащавцев В.Е. и др. Предупреждение солеобразования при добыче нефти. М. , Недра, 1985, с. 149). Недостатком указанного способа является невысокая эффективность предотвращения солеотложений в присутствии ионов железа, а также недостаточная технологичность из-за необходимости использования больших объемов закачиваемой воды, обработанной реагентом.

Актуальна задача создания и адаптации в производственном процессе способа предотвращения отложения в оборудовании наиболее распространенных сульфатных и карбонатных минеральных солей, включающих железосодержащие компоненты, например сульфид железа.

Поставленная задача решается путем обработки продукции скважин химическим реагентом на основе нитрилотриметилфосфоновой кислоты причем в качестве химического реагента на основе НТФ используют тринатриевую соль НТФ, и дополнительно замещенный органический амин-N-втор-метилметиленфосфит-N-алкил(C₈-C₁₀)амин в массовом соотношении 1:1.

Состав предназначен для предотвращения отложения солей CaSO₄ и CaCO₃ и ионов трехвалентного железа, в избытке содержащихся в попутнодобываемой воде, при одновременном подавлении роста и жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ), которые являются активными воспроизводителями сероводорода, при реакции которого с ионами трехвалентного железа образуется сульфид железа. Таким образом, нейтрализация солеобразующих ионов, ионов железа на стадии критических точек мицеллообразования, а СВБ на стадии их активной жизнедеятельности позволяет успешно решить поставленную задачу.

Тринатриевая соль НТФ представляет собой жидкость белого цвета со слабым специфическим запахом, pH 4,5-5,5.

Температура застывания - ниже минус 20^oC.

Массовая доля воды, % не более - 65 Массовая доля аммиака,% не более - 0,6 Изготовляется по ТУ 6-09-20-235-93.

Бактерицид N-втор-метилметиленфосфит-N-алкил(C₈-C₁₀)амин изготовляется по ТУ 39-12966038-001-92, жидкость от светло-желтого до коричневого цвета.

Аминное число, мг/г - 145 - 165 Массовая доля фосфора, % - 4,0 - 5,0 Температура застывания - минус 30^oC Защитное действие,% не менее - 90 Удельный расход для 100% подавления СВБ, г/м³ - 150 Состав готовится следующим образом. Готовятся 4% водный раствор тринатриевой соли НТФ и 4% водный раствор N-втор-метилметиленфосфит-N-алкил(C₈-C₁₀)амина и смешиваются в массовом соотношении 1: 1. Для практических целей дозировка состава колеблется от 0,01 до 0,02 мас.% на один кубический метр воды, добываемой совместно с нефтью.

Эффективность способа ингибирования солеотложений оценивали на искусственно приготовленных водах, близких по составу средам Игровского и Бураевского нефтяных месторождений АНК "Башнефть" (табл. 1 - 7, см. в конце описания).

В табл. 1 представлен состав искусственноприготовленной воды. Вода характеризуется кислой реакцией, значительным содержанием ионов SO₄^2- и умеренным содержанием ионов Ca²⁺.

Результаты испытания эффективности предотвращения образования минеральных солей тринатриевой солью НТФ представлены в табл. 2. Из табл.2 видно, что тринатриевая соль НТФ эффективно работает уже при дозировке 50 г на 1 м³ воды. При повышенных дозировках достигается 100% эффективность предотвращения образования сульфатных и карбонатных солей.

В табл. 3 представлены результаты испытания тринатриевой соли НТФ по нейтрализации ионов трехвалентного железа. Полученные данные показали, что тринатриевая соль НТФ эффективно нейтрализует ионы железа уже при дозировке 70 г/м³.

Представленные в табл. 4 результаты испытаний на подавление СВБ позволяют сделать вывод о предпочтительности использования N-втор-метил-метиленфосфит-N-алкиламина.

Результаты испытания N-втop-мeтилмeтилeнфocфит-N-aлкилaминa по нейтрализации ионов железа и солеобразующих ионов (см. табл. 5), как и следовало ожидать, оказались невысокими даже при дозировке 100 г/м³.

В табл. 6 показана эффективность предотвращения образования минеральных солей и сульфида железа при использовании заявляемого способа. Как видно из результатов испытаний, разработанный состав начинает эффективно работать уже при дозировке 70 г/м³, а увеличение расхода реагента обеспечивает 100% эффективность одновременной нейтрализации солеобразующих ионов, ионов трехвалентного железа и СВБ.

Применение заявляемого способа на нефтепромыслах обеспечивает надежную работу подземного оборудования нефтедобывающих скважин, систем контроля и перекачки жидкости по промысловым наземным трубопроводам, в которых систематически откладываются неорганические осадки, включающие и сульфид железа.

Промышленные испытания заявляемого способа предотвращения отложения неорганических солей (см. табл. 7) позволило увеличить продолжительность безремонтного периода работы подземного оборудования в среднем в 3,7 раза, в частности до 450 суток против 120 суток без применения заявляемого способа, что является весьма эффективным результатом.

Формула изобретения

Способ предотвращения отложения неорганических солей и сульфида железа при добыче и транспорте нефти путем обработки продукции скважин химическим реагентом на основе нитрилотриметилфосфоновой кислоты, отличающийся тем, что в качестве химического реагента на основе нитрилотриметилфосфоновой кислоты используют тринатриевую соль нитрилотриметилфосфоновой кислоты и дополнительно замещенный органический амин - N-вторметилметиленфосфит-N-алкил(C₈-C₁₀)амин в массовом соотношении 1 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4