Реагент для удаления асфальтено-смолопарафиновых отложений и способ обработки призабойной зоны скважины с его применением

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) из нефтепромыслового оборудования и призабойной зоны скважины. Реагент для удаления АСПО, содержащий в качестве продукта органического синтеза фракцию переработки жидких продуктов пиролиза нефтяного сырья, полученную ректификацией в интервале температур 28-150°С при атмосферном давлении в присутствии ингибиторов полимеризации. Реагент может дополнительно содержать полиалкилбензольную смолу в количестве 0,5-5,0% мас. отдельно или вместе с α-олефином в количестве 2,0-8,0% мас. или вместе с анионактивным поверхностно-активным веществом в количестве 0,05-0,2% мас. Также реагент может дополнительно содержать α-олефины в количестве 0,5-5,0% мас. и бутилбензольную фракцию в количестве 4,0-10,0% мас. Заявлен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий закачку углеводородной жидкости, продавливание ее в пласт буферной жидкостью, выдерживание в призабойной зоне и вынос продуктов растворения, в качестве углеводородной жидкости используют вышеперечисленные реагенты для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений. Предложенные реагент и способ с использованием данного реагента являются более эффективными для удаления АСПО, позволяют при одновременном увеличении емкости растворения АСПО обеспечить предотвращение последующего осаждения асфальтенов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) из нефтепромыслового оборудования и призабойной зоны скважины.

Известен состав для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий гексановую и этилбензольную фракции (см. авт. свид. №1620465, МКИ С 09 К 3/00, Е 21 В 37/06,1991 г.).

Недостатком его является низкая эффективность по отношению к АСПО в широком диапазоне содержания асфальтенов, смол и парафинов.

Известен состав для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающий тяжелую смолу пиролиза бензинов, выкипающую выше 150°С и гексановую фракцию (см. авт. свид. №1756328, МКИ С 09 К 3/00, 1992 г.).

Известный состав недостаточно эффективен вследствие обладания невысокой диспергирующей способностью по отношению к АСПО.

Наиболее близким к заявляемому реагенту является состав для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающий побочный продукт нефтехимического производства - гексановую фракцию или продукт нефтепереработки - "реагент К-2" - 25-75 мас.%, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов или оксиэтилированный изононилфенол со степенью оксиэтилирования 9-12 - 0,5-5,0 мас.% и побочный продукт органического синтеза на основе ароматических углеводородов (см. патент РФ №2131901, МКИ С 09 К 3/00, Е 21 В 37/06, 1999 г.).

Однако данный состав недостаточно эффективен для удаления АСПО с высоким содержанием асфальтеновых и неорганических компонентов.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ обработки призабойной зоны скважин, добывающих тяжелые нефти и природные битумы, включающий закачку углеводородной жидкости - смеси легкой смолы пиролиза или продуктов на ее основе и λ-олефинов, продавливание ее в пласт буферной жидкостью, выдерживание в призабойной зоне и вынос продуктов растворения, последующую закачку щелочного раствора, выдерживание в призабойной зоне и вынос продуктов реагирования, причем закачку реагентов и вынос продуктов растворения и реагирования осуществляют в репрессивно-депрессионном волновом режиме с частотой 1-400 Гц (см. патент РФ №2162517, МКИ Е 21 В 43/22, 37/06,2001 г.).

Недостатком известного способа являются многостадийность и низкая успешность обработки призабойной зоны.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка более эффективного реагента для удаления АСПО с повышенным содержанием смоло-асфальтеновой составляющей, позволяющего при одновременном увеличении емкости растворения АСПО обеспечить предотвращение последующего осаждения асфальтенов, а также способа обработки призабойной зоны скважин, осложненных выпадением АСПО с использованием предлагаемого реагента.

Поставленная задача решается разработкой реагента для удаления АСПО, содержащего продукт органического синтеза, в качестве продукта органического синтеза он содержит фракцию переработки жидких продуктов пиролиза нефтяного сырья, полученную ректификацией в интервале температур 28-150°С при атмосферном давлении в присутствии ингибиторов полимеризации.

Реагент может дополнительно содержать полиалкилбензольную смолу в количестве 0,5-5,0% мас. отдельно или вместе с α-олефином в количестве 2,0-8,0% мас. или вместе с анионактивным поверхностно-активным веществом в количестве 0,05-0,2% мас.

Также реагент может дополнительно содержать α-олефины в количестве 0,5-5,0% мас. и бутилбензольную фракцию в количестве 4,0-10,0% мас.

Поставленная задача решается путем создания способа обработки призабойной зоны скважины, включающего закачку углеводородной жидкости, продавливание ее в пласт буферной жидкостью, выдерживание в призабойной зоне и вынос продуктов растворения, в качестве углеводородной жидкости используют вышеперечисленные реагенты для удаления асфальтено-смоло-парафиновых отложений.

При ректификации жидких продуктов пиролиза нефтяного сырья в интервале температур 28-150°С образуется продукт следующего компонентного состава, мас%:

ароматические углеводороды - 35-39

нафтеновые углеводороды - 21-25

линейные углеводороды - 31-37

гексанол-1 - 1-2

неидентифицированные

компоненты - остальное.

Компонентный состав полученного продукта исследуют хромато-спектрометрическим методом на приборе YC-US "Perkin - Elmer" с квадрупольным масс-анализатором и системой обработки информации "Turbo Mass Yold 4.3".

При получении реагента и для придания ему устойчивости к осмолению при повышенных пластовых температурах используют ингибиторы полимеризации, в качестве которых используют гидрохинон (парадиоксибензол) по ТУ 19627-74 или соли меди, например, нафтенат меди по ТУ 6-09-07-1383-84 или однохлористую медь по ГОСТ 4164-79.

Введение добавок в продукт переработки зависит от состава АСПО.

При содержании асфальтенов до 55% введения добавок не требуется, при содержании асфальтенов более 55% добавляют полиалкилбензольную смолу, при повышенном содержании асфальтенов и парафинов добавляют полиалкилбензольную смолу и α-олефины, а если в составе АСПО повышено содержание смол и воды, то кроме полиалкилбензольной смолы добавляют анионактивное поверхностно-активное вещество (АПАВ), при примерно одинаковом содержании в составе АСПО асфальтенов, парафинов и смол добавляют α-олефины и бутилбензольную фракцию.

Для приготовления реагента используют следующие вещества: полиалкилбензольную смолу по ТУ 38 10298-83, α-олефины фракции С₆ по ТУ 2411-059-05766801-96, бутилбензольную фракцию по ТУ 38-10297-78, в качестве АПАВ используют продукт конденсации кубового остатка производства синтетических жирных кислот или олеиновой кислоты с триэтаноламином (см. Рахманкулов Д.А и др. Химические реагенты в добыче и транспорте нефти. Справочное издание. М:, Химия, 1987, с.70).

Добавки вводят в продукт при простом смешении.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В призабойную зону скважины закачивают реагент. Объем используемого реагента определяют из данных от эффективности мощности пласта в интервале перфорации, с учетом емкостных свойств коллектора и радиуса обработки по формуле:

где: V_П3 - объем реагента, м³,

H - эффективная толщина пласта, м,

m - пористость,

Кн - коэффициент нефтенасыщенности.

Далее реагент продавливают в пласт буферной жидкостью. При обработке призабойной зоны нагнетательной скважины в качестве буферной жидкости используют воду, при обработке призабойной зоны добывающей скважины используют нефть. Реагент выдерживают в пласте в течение 24 часов. Далее производят вынос продуктов растворения. При обработке призабойной зоны нагнетательной скважины вынос продуктов растворения производят созданием депрессии, а при обработке призабойной зоны добывающих скважин возобновляют работу скважины и продукты растворения выносят из скважины добываемой продукцией.

Из патентной и научно-технической литературы нам не известны реагенты для удаления АСПО, содержащие заявленную совокупность указанных признаков, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения

Наличие в заявляемом изобретении более высоких удаляющих АСПО свойств наряду с высокой диспергирующей способностью и в связи с тем, что из существующего уровня техники не известно о существовании реагента и способа с аналогичными свойствами, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Эффективность действия заявляемого реагента определяют на образцах АСПО из нефтяных скважин Ромашкинского месторождения. Групповой состав изучаемых образцов АСПО представлен в таблице 1.

Таблица 1
№№ п.п.	№ образца АСПО	Состав АСПО, % мас:
Вода	Минеральная часть	Асфальтены	Смолы	Парафины
1.	1	7,1	7,3	39,7	32,6	13,3
2.	2	4,2	2,9	47,3	25,4	20,2
3.	3	8,8	9,2	60,1	13,0	8,9
4.	4	5,1	3,2	44,0	5,4	42,3
5.	5	4,9	5,2	30,8	29,5	30,6
6.	6	13,7	8,1	28,8	27,2	22,2

Предлагаемый реагент испытывают на эффективность удаления АСПО гравиметрическим способом. Для этого образец АСПО нагревают до температуры размельчения и тщательно перемешивают. Из образовавшейся однородной массы формируют образец АСПО, охлаждают в течение двух часов, затем помещают в заранее взвешенную корзиночку из латунной сетки с размером ячеек 1,5×1,5 мм. Вес образца АСПО в пределах 3 г. Размер корзиночки 70×15×15 мм. Сетку с образцом вновь взвешивают и находят массу навески АСПО с точностью 0,005 г. Корзинку с навеской помещают в герметическую стеклянную ячейку, куда наливают 60 мл исследуемого реагента. Режим статический, продолжительность контакта 3 часа, температуру опыта поддерживают 25° с точностью ±0,5°С. Корзинку с оставшимся в ней АСПО извлекают, высушивают до постоянного веса, который фиксируют. Эффективность удаления АСПО рассчитывают по формуле:

где М₁, М₂ - масса образца АСПО до и после эксперимента, г.

Использованный в эксперименте реагент отфильтровывают через предварительно взвешенный фильтр, который вместе с диспергированной частью АСПО сушат до постоянного веса. Диспергирующую способность реагента оценивают по формуле:

где М₃ - масса образца АСПО, оставшаяся на фильтре, г.

Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Как видно из данных таблицы 2, при одинаковом составе АСПО, заявляемый реагент более эффективно диспергирует и растворяет АСПО.

Определение эффективности действия заявляемого реагента для удаления АСПО из призабойной зоны скважины проводят с использованием насыпных линейных моделей пласта, представляющих собой металлическую трубку длиной 0,5 м и диаметром 0,03 м, заполненную уплотненной пористой средой из молотого кварцевого песка. Через модель с сухой пористой средой определенной проницаемости, предварительно взвешенную, прокачивают воду до стабилизации скорости фильтрации. Затем модель вновь взвешивают для подсчета первого объема. Далее с обратной стороны модели закачивают образец АСПО и возобновляют закачку воды. В процессе эксперимента определяют скорости фильтрации жидкости до закачки АСПО(V₁) и после закачки АСПО (V₂)

Критерием степени фильтрации жидкости в модели является фактор относительного изменения подвижности (Q₁), определяемой по формуле:

где λ₁,λ₂ - подвижность жидкости после и до закачки АСПО соответственно, мкм²/Нс, которые определяют по формуле Дарси:

где V₁,V₂ - скорости фильтрации жидкости до и после закачки АСПО, м\сек.,

ΔР, Δр₁ - перепад давления на входе и выходе модели, м/сек.,

К - постоянная.

Далее в модель закачивают исследуемые реагенты и оставляют на реагирование в течение 24 часов. Возобновляют закачку воды до стабилизации скорости фильтрации и рассчитывают фактор относительного изменения подвижности (Q₂) после закачки реагента. Критерием эффективности служит прирост фактора относительного изменения подвижности до и после закачки реагента: ΔQ=Q₂-Q₁. Таким образом определяют воздействие заявляемых реагентов на образцы АСПО различного структурного состава. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Использование предлагаемых реагента и способа обеспечивают высокую эффективность обработки призабойной зоны, осложненной выпадением АСПО.

1. Реагент для удаления асфальтено-смолопарафиновых отложений, содержащий продукт органического синтеза, отличающийся тем, что в качестве продукта органического синтеза он содержит фракцию переработки жидких продуктов пиролиза нефтяного сырья, полученную ректификацией в интервале температур 28-150°С при атмосферном давлении в присутствии ингибиторов полимеризации.

2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиалкилбензольную смолу в количестве 0,5-5,0 маc.%.

3. Реагент по п.2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит α-олефины в количестве 2,0-8,0 маc.% или анионактивное поверхностно-активное вещество в количестве 0,05-0,2 маc.%.

4. Реагент по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит α-олефины в количестве 0,5-5,0 маc.% и бутилбензольную фракцию в количестве 4,0-10,0 маc.%.

5. Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий закачку углеводородной жидкости, продавливание ее в пласт буферной жидкостью, выдерживание в призабойной зоне и вынос продуктов растворения, отличающийся тем, что в качестве углеводородной жидкости используют реагент по пп.1-4.