Состав для предотвращения неорганических отложений

Авторы патента:

C23F11/167 - фосфорсодержащие соединения

C09K8/54 - Материалы для различного использования, не отнесенные к другим подклассам

Владельцы патента RU 2505623:

Петров Сергей Юрьевич (RU)

Изобретение относится к составам для предотвращения неорганических отложений и коррозии и может быть использовано в нефтяной промышленности, в частности в скважинах и на скважинном оборудовании. Состав содержит, мас.%: 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновую кислоту - 0,5-4,5; 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновую кислоту - 0,5-25,0; динатриевую соль диэтилентриаминпентаметиленфосфоновой кислоты - 0,2-12,0; моноэтаноламин - 0,5-22,0; метиловый спирт - 20,0-35,0 и воду - до 100. Состав обладает высокой ингибирующей способностью по отношению к неорганическим отложениям кальция. 1 табл.

Изобретение относится к области нефтяной промышленности, в частности к составам, предназначенным для предотвращения неорганических отложений в скважинах и на скважинном оборудовании, системе сбора, хранения, подготовки и транспорта нефти.

Известен состав для предотвращения неорганических солеотложений по патенту РФ №2417954 от 05.10.2009, МПК C02F 5/14, включающий оксиэтилидендифосфоновую кислоту, метиловый спирт, моноэтаноламин или смесь моноэтаноламина и гидроксида аммония и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксиэтилидендифосфоновая кислота - 16,1-24,9; метиловый спирт - 36-44; моноэтаноламин или смесь моноэтаноламина и гидроксида аммония - 8,1-19,9; вода - остальное.

Известен состав для предотвращения кальциевых отложений по патенту РФ №2179625, МПК E21B 37/00, C02F 5/10, при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксиэтилидендифосфоновая кислота - 4-15; моноэтаноламин - 5-15; нитрилотриметилфосфоновая кислота - 15-25; гидроксилсодержащее соединение - 25-30; вода - остальное.

Недостатками известных составов являются их недостаточно высокая эффективность и образование сульфатных и карбонатных отложений.

Наиболее близким к предлагаемому составу является состав для предотвращения отложений неорганических солей по патенту РФ №2447197 от 12.10.2010, МПК C23F 11/10, C09K 8/54, включающий фосфоновый компонент, водорастворимый полимер, аминный компонент, ингибитор коррозии, гидроксилсодержащее соединение и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: фосфоновый компонент - 5,0-30,0; водорастворимый полимер - 0,1-5,0; аминный компонент - 5,0-20,0; ингибитор коррозии - 0,1-0,5; гидроксилсодержащее соединение - 5,0-30,0; вода - остальное.

Недостатком данного состава является невысокая ингибирующая способность по отношению к неорганическим отложениям кальция.

Задача изобретения заключается в создании состава, обладающего высокой ингибирующей способностью по отношению к неорганическим отложениям кальция.

Технический результат заключается в том, что фосфоновые компоненты адсорбируются (осаждаются) на поверхности зародышевых кристаллов и тем самым препятствуют застраиванию ячеек кристаллической решетки, примыкающих к ступеням роста. За счет этого рост кристаллов соли оказывается невозможным. Если вследствие блокирования движения ступеней роста процесс роста зародыша кристалла прекращается прежде, чем зародыш укрупнится до размеров, обеспечивающих его устойчивость, зародыш остается неустойчивым и разрушается. Введение в воду указанных фосфоновых компонентов приводит к ингибированию солеотложений.

Поставленная задача решается тем, что состав для предотвращения неорганических отложений включает фосфоновый компонент, моноэтаноламин, метиловый спирт и воду. Состав содержит в качестве фосфонового компонента - композицию фосфоновых кислот и производных при следующем общем содержании компонентов, мас.%: 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота - 0,5-4,5; 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновая кислота - 0,5-25,0; динатриевая соль диэтилентриаминпентаметиленфосфоновой кислоты - 0,2-12,0; моноэтаноламин - 0,5-22,0; метиловый спирт - 20,0-35,0; вода - до 100.

Кроме того, в отличие от аналога применение в составе ингибитора динатриевой соли диэтилентриаминпентаметиленфосфоновой кислоты (динатриевой соли ДТПФ) обусловлено следующей причиной. ДТПФ кислота в виде 50%-ного водного раствора в отличие от раствора ее динатриевой соли склонна к самопроизвольной кристаллизации при хранении и транспортировке, что усложняет ее использование.

Коррозионные свойства ингибитора солеотложений можно компенсировать корректировкой кислотности продукта.

Для приготовления заявляемого состава используют следующие реагенты.

1-Гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота (ОЭДФ) - известный промышленный продукт, выпускаемый в форме кристаллов или 60%-ного раствора. Твердое соединение представляет собой белый порошок с легким бежевым или сероватым оттенком. Химическая формула - C₂H₈O₇P₂. ОЭДФ хорошо растворяется в кислотах, щелочах, этаноле, метаноле и воде. Кристаллическая форма может быть изготовлена, например, по ТУ 2439-363-05763441-2002. Товарный раствор ОЭДФ представляет собой прозрачную бесцветную или светло-желтую жидкость с плотностью 1,40-1,45 г/см³ при 20°C, смешиваемую с водой во всех соотношениях.

Динатриевая соль ДТПФ - промышленный продукт, выпускаемый в промышленности в виде 55%-ного раствора основного вещества. Химическая формула - C₉H₂₆O₁₅P₅N₃Na₂. Раствор представляет собой коричневую жидкость плотностью 1,39-1,41 г/см³ при 20°C, смешиваемую с водой во всех соотношениях. Продукт производится рядом компаний, например Shandong Taihe Water Treatment CO, LTD (Китай) и др.

2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновая кислота (ФБТК) - промышленный продукт, выпускаемый в промышленности в виде 50%-ного раствора основного вещества. Химическая формула - C₄H₁₃O₇P₂N. Раствор представляет собой прозрачную жидкость с цветом от бесцветной до светло-желтой, плотностью 1,3 г/см³ при 20°C, смешиваемую с водой во всех соотношениях. Продукт производится рядом компаний, например Shandong Taihe Water Treatment CO, LTD (Китай) и др.

Моноэтаноламин (МЭА) - промышленный продукт, выпускаемый, например, по ТУ 2423-065-05807977-2004. МЭА представляет собой вязкую бесцветную маслянистую жидкость, смешиваемую с водой во всех отношениях, плотностью 1,01-1,13 г/см³ при 20°C. Химическая формула - C₂H₇NO. МЭА является регулятором кислотности в композиции ингибитора солеотложения, так как вступает в реакцию нейтрализации с фосфоновыми кислотами и их кислыми солями.

Метиловый спирт (метанол) - промышленный продукт, выпускаемый, например, по ГОСТ 2222-95. Химическая формула - CH₃OH. Метанол представляет собой ядовитую бесцветную подвижную жидкость, смешиваемую с водой в любых соотношениях. Плотность метанола 0,79 г/см³ при 20°C. Метанол применяется в композиции ингибитора солеотложения для снижения температуры застывания и уменьшения вязкости ингибитора.

Предлагаемый состав готовят смешением компонентов.

Пример 1

К 48 г воды добавляют при перемешивании 19 г ФБТК, 0,5 г кристаллической ОЭДФ, 0,5 г динатриевой соли ДТПФ, 12 г моноэтаноламина и 20 г метанола. Во время приготовления состава каждый из компонентов добавляют в смесь только после полного растворения или смешения предыдущего.

Примеры 2-6 готовят аналогично примеру 1, изменяя количественное содержание компонентов.

Пример 7 (аналог)

К 15,5 г ОЭДФ добавляют при перемешивании 1,5 г водорастворимого полимера СМКАК, 15 г аминного компонента - МЭА, 0,1 г ингибитора коррозии - ИВВ-1, 30,0 г гидроксилсодержащего соединения - метанола и 35,4 г воды.

Полученные по примерам 1-6 растворы представляют собой однородные жидкости, обладающие высокой эффективностью по отношению к неорганическим отложениям сульфата кальция и карбоната кальция. В ходе лабораторных исследований определяют эффективность по ингибированию отложений карбоната кальция и сульфата кальция в соответствии со Стандартом Компании ОАО НК «Роснефть» № П1-01 СЦ-080 «Порядок проведения лабораторных и опытно-промысловых испытаний химических реагентов: деэмульгаторов, ингибиторов коррозии, ингибиторов бактерицидов, ингибиторов солеотложений на объектах добычи углеводородного сырья Компании» при температуре теститрования 75°C в следующей последовательности.

Приготавливается раствор ингибитора солеотложения путем растворения 100 мг реагента в небольшом количестве дистиллированной воды с последующим доведением объема раствора до 100 мл в мерной колбе таким образом, чтобы в 1 мл полученного раствора содержался 1 мг ингибитора.

В серию колб емкостью 250 мл помещалось соответствующее количество раствора хлористых солей, добавлялось требуемое количество ингибитора, затем в колбу приливалось соответствующее количество раствора гидрокарбоната натрия или сульфата натрия для создания модельного раствора.

Пробы с ингибитором и без него - «холостая» проба, термостатировались при температуре 75°C в течение 5 часов. После охлаждения проб отфильтровывался выпавший осадок. Остаточное содержание в растворе катионов кальция определялось трилонометрическим титрованием.

Эффективность ингибирования (Э, %) рассчитывалась по формуле:

Э=(С_p-С_x)·100/(С₀-С_x), %, где

С_р - содержание ионов кальция в пробе с ингибитором после термостатирования, мг/л; С_х - содержание ионов кальция в «холостой» пробе, мг/л; С₀ - содержание ионов кальция в исходном растворе, мг/л.

Проводилось два параллельных определения эффективности соответствующего ингибитора при каждой дозировке. Рассчитывалось среднее арифметическое из результатов параллельных измерений.

Для сравнения одновременно тестировался состав, приготовленный по примеру 7 (аналог). Результаты экспериментов по тестированию ингибиторов на эффективность предотвращения выпадения карбоната кальция и сульфата кальция из растворов представлены в таблице.

В примере 7 вместо компонентов динатриевой соли ДТПФ и ФБТК добавляют 1,5 г водорастворимого полимера СМКАК и 0,1 г ингибитора коррозии ИВВ-1.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о высокой эффективности заявляемых составов по предотвращению выпадения осадков сульфата кальция и карбоната кальция.

Таблица
Состав для предотвращения неорганических отложений
Пример	Содержание компонентов, мас.%	Эффективность предотвращения отложений, %
ОЭДФ	ДТПФ 2Na	ФБТК	МЭА	Метанол	Вода	CaCO₃	CaSO₄
1	4,5	11,75	0,5	6	20	45,5	92,9	58,7
2	0,5	0,2	22,5	15	34	27,8	85,7	91,3
3	0,5	5	15	14	30	35,5	100,0	100,0
4	2,5	6	12	12	30	37,5	83,3	96,9
5	0,5	10	20	19,5	20	30	100,0	96,9
6	4,5	0,2	25	15	20	35,3	91,7	93,8
7* (аналог)	15,5	-	-	15,0	30,0	35,4	83,3	7,7

Состав для предотвращения неорганических отложений, включающий фосфоновый компонент, моноэтаноламин, метиловый спирт и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве фосфонового компонента композицию фосфоновых кислот и производных при следующем содержании компонентов, мас.%:

1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота	0,5-4,5
2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновая кислота	0,5-25,0
динатриевая соль
диэтилентриаминпентаметиленфосфоновой кислоты	0,2-12,0
моноэтаноламин	0,5-22,0
метиловый спирт	20,0-35,0
вода	до 100

Изобретение относится к защите стального оборудования, трубопроводов и систем водоснабжения от коррозии в водных средах. Способ включает контролирование содержания кислорода в водной среде в интервале от 0,1 до 6,0 мг/дм3 и введение в водную среду ингибитора - цинкового комплекса 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты.

Способ предотвращения солеотложений и коррозии в системах водоснабжения // 2486139

Изобретение относится к способам предотвращения отложений и коррозии и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения. .

Способ предотвращения солеотложений и коррозии в системах водоснабжения // 2486138

Изобретение относится к способам предотвращения отложении и коррозии и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения. .

Ингибитор коррозии-бактерицид // 2464359

Изобретение относится к области защиты оборудования от сероводородной и углекислотной коррозии в минерализованных водных и водонефтяных средах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Ингибитор коррозии // 2458184

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения и теплоснабжения химических, нефтехимических, энергетических и других промышленных предприятий.

Фосфорсероорганический ингибитор коррозии стали на основе альфа-олефинов промышленной фракции c16, c18 // 2449056

Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных изделий. .

Ингибитор коррозии // 2430997

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии ингибиторами в минерализованных водных средах, содержащих растворенный кислород и углекислый газ, а именно - к защите от локальной (питтинговой) коррозии материалов трубопроводов, металлоконструкций промышленного назначения, оборудования, сооружений транспортной инфраструктуры, изготовленных из низколегированных и низкоуглеродистых сталей, ингибиторами, представляющими собой фосфорсодержащие соединения.

Способ предотвращения солеотложений, коррозии и биообрастаний в системах водоснабжения // 2409523

Изобретение относится к способам предотвращения минеральных отложений, коррозии и биообрастаний и может быть использовано в водоподготовке замкнутых систем отопления, охлаждения, оборотного водоснабжения.

Состав для ингибирования солеотложений и коррозии металлов в системах водопользования // 2398050

Изобретение относится к составам, применяемым для ингибирования солеотложений и коррозии металлов в системах водопользования, и непосредственно касается составов на основе фосфорсодержащих органических комплексообразующих соединений, которые могут быть использованы для стабилизационной обработки воды в системах водооборотного снабжения промышленных и энергетических предприятий и в коммунальном хозяйстве.

Способ защиты стального оборудования от коррозии в нейтральных и щелочных водных средах // 2344199

Изобретение относится к способам защиты металлов от коррозии в водных средах, а более конкретно к способам защиты стального оборудования от коррозии в нейтральных и щелочных водных средах фосфорсодержащими соединениями, и может найти применение, например, для защиты стальных частей технологического оборудования, котлов, котельно-вспомогательного и другого оборудования в промышленности, энергетике и коммунальном хозяйстве, а также для защиты от коррозии различных систем водоснабжения.

Композиция и способ извлечения углеводородных флюидов из подземного месторождения // 2505578

Группа изобретений относится к композициям и способам добычи нефти с искусственным поддержанием энергии пласта, изменения проницаемости подземных пластов и увеличения подвижности и/или темпа добычи углеводородных флюидов, присутствующих в пластах.

Способ приготовления реверсивно-инвертируемого бурового раствора методом инверсии фаз // 2505577

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат - способность бурового раствора независимо от температуры обратимо изменять тип эмульсии под действием механизма инверсии фаз, обеспечение возможности контроля типа эмульсии в зависимости от технологической необходимости в условиях бурения, вследствие чего буровой раствор приобретает оптимальные свойства, возможность бурения скважин с зенитными углами как менее 70°, так и более в терригенной и карбонатной частях пласта.

Процесс синтеза сополимеров // 2505547

Изобретение относится к вариантам способа приготовления неионогенного сополимера, который может быть использован в качестве диспергатора в цементирующих композициях.

Способ ингибирования образования гидратов углеводородов // 2504642

Изобретение относится к способам ингибирования образования гидратов углеводородов в прискважинной зоне или в участках трубопровода при добыче и транспорте природных и попутных газов и может быть использовано в процессах добычи, транспорта и хранения нефти.

Способ изоляции зоны поглощения в скважине // 2504641

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ремонтно-изоляционных работ в скважинах в условиях больших поглощений. Техническим результатом является повышение эффективности изоляции зоны поглощения в скважине за счет более интенсивного перемешивания двух потоков компонентов водоизоляционной композиции и упрощение технологии применения способа за счет использования поверхностно-активного вещества с гораздо более низкой температурой замерзания.

Состав для предотвращения гидратных, солевых отложений и коррозии // 2504571

Изобретение относится к составам для предотвращения гидратных и солевых отложений и коррозии в скважинах и газопроводах при добыче и транспорте природных и попутных газов, и может быть использовано в процессах добычи, транспорта и хранения нефти.

Полимерная композиция для изоляции водопритока в нефтяные и газовые скважины // 2504570

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для ограничения притока воды в скважину путем герметизации обсадных колонн, ликвидации заколонных перетоков, изоляции обводнившихся пропластков с применением полимерных материалов, отверждающихся в пластовых условиях.

Тампонажный материал и способ получения тампонажного раствора на его основе // 2504569

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к тампонажным материалам на основе портландцемента, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в скважинах различного назначения.

Расширяющийся тампонажный состав // 2504568

Изобретение относится к тампонажным составам для цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах. Технический результат - повышение изолирующей способности тампонажного раствора на основе расширяющегося тампонажного состава за счет его расширения при твердении в камень и одновременного снижения контракции.

Базовые жидкости, безвредные для окружающей среды, и способы их приготовления и использования // 2503704

Изобретения относятся к базовым жидкостям, применяемым в системах скважинных флюидов. Технический результат - получение нетоксичных, безопасных для окружающей среды и биоразлагаемых базовых жидкостей.

Модификатор фильтрационных свойств продуктивного пласта // 2506298

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам для стабилизации коллекторских свойств продуктивного пласта. Технический результат - модификация фильтрационно-емкостных свойств продуктивного пласта за счет уменьшения фазовой проницаемости по воде и увеличения фазовой проницаемости по нефти без изменения величины абсолютной фазовой проницаемости обработанной породы продуктивного пласта, что способствует изменению коэффициентов охвата и коэффициентов заводнения пласта и позволит повысить коэффициент извлечения нефти. Модификатор фильтрационных свойств продуктивного пласта содержит хлорид калия или хлорид натрия, ингибиторы солеотложения - сухую смесь нитрилотриметилфосфоновой и оксиэтилидендифосфоновой кислот; гидрофобизатор, содержащий в качестве активного вещества алкилированные третичные амины либо их соли, при следующем соотношении компонентов, масс.%: хлорид калия или хлорид натрия - 50, оксиэтилидендифосфоновая кислота - 20, нитрилотриметилфосфоновая кислота - 5, гидрофобизатор - 25. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 з.п. ф-лы, 6 пр.