Состав для интенсификации добычи тяжёлых и вязких нефтей, способ его получения и способ его использования

Группа изобретений относится к области нефтедобычи. Технический результат – снижение содержания асфальтенов и смол, увеличение доли легких углеводородов с одновременным исключением затрат на парообразование и водоподготовку. В способе получения состава для интенсификации добычи тяжёлых и вязких нефтей берут 50-70 мас.% смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, нагревают до температуры в диапазоне от 40 до 70 °C при активном перемешивании, добавляют 20-30 мас.% трибутилового эфира фосфорной кислоты с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70 °C, добавляют 10-20 мас.% моноэтаноламина с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70 °C. При этом нагрев и перемешивание осуществляется в течение 1-4 часов. После завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре. В способе использования указанного выше состава указанный выше состав растворяют в рабочей жидкости – воде в диапазоне концентрации от 0,1 до 10 мас.% состава в рабочей жидкости. Раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды. Растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации от 0,1 до 10 мас.% добавляют в реактор с образцом нефти в массовом соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80 °С под заданным давлением. 3 н.п. ф-лы, 7 пр.

 

Группа изобретений в целом относится к области нефтедобычи, более детально к составу для интенсификации процесса нефтеотдачи при добыче тяжелых высоковязких нефтей, способу получения заявленного состава и способу его применения для интенсификации процесса нефтеотдачи тяжелых высоковязких нефтей.

На дату предоставления заявочных материалов в мире в целом существует проблема, связанная с тем, что известные способы интенсификации добычи высоковязких нефтей и природных битумов достигли предела возможностей и перестают удовлетворять требованиям нефтедобычи, особенно эта проблема относится к добыче высоковязких нефтей и природных битумов. Указанные недостатки обусловлены тем, что на дату представления настоящей заявки существует актуальная проблема истощения запасов легкого углеводородного сырья (нефти) в силу того, что идет интенсивный процесс ее добычи.

Наиболее распространенными способом интенсификации добычи высоковязких нефтей и природных битумов являются термические методы добычи, например, паротепловое воздействие. Однако известные методы являются достаточно энергозатратными и неэффективными - необходимы затраты на водоподготовку и парообразование. При этом следует обратить внимание на то, что известные технологии добычи высоковязких нефтей и природных битумов обеспечивают снижение вязкости лишь на этапе добычи нефти, которое является краткосрочным, обратимым и наблюдается только в период обработки перегретым паром и в достаточно широком для обеспечения повышения текучести нефти диапазоне температур от 50 до 300°С.

Таким образом, существует проблема разработки менее энергозатратных в отношении технологий при одновременном повышении эффективности добычи высоковязких нефтей и природных битумов.

Для реализации этих целей наиболее эффективными, по мнению заявителя, являются способы и составы с использованием смесей реагентов, известных как таковых из других областей техники, способных повысить нефтеотдачу и обеспечивающих более эффективное воздействие на пласт при минимальных затратах.

Анализ исследованного заявителем уровня техники на дату представления заявочных материалов позволяет сделать вывод о том, что в целом требуется одновременное выполнение нескольких факторов, а именно: повышение нефтеотдачи, снижение стоимости состава в целом, при одновременном повышении технологичности и эффективности при использовании по назначению.

Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ № 2695353 «Композиция для подземного облагораживания тяжелой нефти и интенсификации нефтеотдачи при закачке пара», сущностью является композиция для подземного облагораживания тяжелой нефти и интенсификации нефтеотдачи при закачке пара c температурой воздействия 100-400°С, включающая наноразмерный катализатор с размером частиц 60-155 нм на основе смешанного оксида железа Fe₃O₄, отличающаяся тем, что дополнительно содержит водород-донорный растворитель нефрас С4 -155/205 в соотношении: катализатор Fe₃O₄: нефрас C4 - 155/205 = 1-40 мас.% : 99-60 мас.%.

Таким образом, в целом, достигается повышение эффективности облагораживания и конверсии тяжелых нефтей за счет совместного применения наноразмерного катализатора и водород-донорного растворителя нефрас при паротепловом воздействии.

Недостатком известного технического решения в отношения способа является необходимость паротеплового воздействия при температурах в диапазоне 100-400°С и использование нефраса C4 - 155/205 = 1-40 мас.% : 99-60 мас.%, что является не только высокозатратным и низкоэффективным в смысле затрат энергоресурсов, но и одновременно не экологичным, так как нефрас является взрыво-пожароопасным, оказывает токсичное воздействие, что требует введение соответствующих природоохранных мер.

Кроме того известное изобретение предполагает нагрев воды до высоких температур и необходимость применения мер по технике безопасности при работе в высокотемпературными и взрыво-пожароопасными реагентами, что в целом снижает эффективность его использования по назначению.

Из исследованного уровня техники выявлена группа изобретений по патенту РФ 2655391 «Способ получения наноразмерного катализатора на основе смешанного оксида железа для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья и катализатор, полученный этим способом».

Сущностью известного изобретения является способ получения наноразмерного катализатора на основе смешанного оксида железа Fe₃O₄ для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья, который ведут при комнатной температуре и атмосферном давлении посредством смешения двух предварительно приготовленных водных растворов, при этом первый водный раствор состоит из смеси солей железа Fe²⁺ и Fe³⁺, второй водный раствор состоит из осадителя, в качестве последнего используют основные гидроксиды, например гидроксид аммония, гидроксиды щелочноземельных металлов, и стабилизирующего вещества, в качестве которого используют поверхностно-активные вещества, при этом процесс смешивания ведут при непрерывном кавитационном воздействии посредством ультразвукового диспергатора в течение не более тридцати минут, с получением золя смешанного оксида железа Fe₃O₄, далее полученную реакционную массу подвергают обработке ионообменными смолами без отключения кавитационного воздействия на массу, при этом ионообменные смолы добавляют в реакционную массу до тех пор, пока значение pH массы не достигнет нейтрального значения, с получением целевого продукта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходных соединений железа Fe²⁺ и Fe³⁺ используют, например, хлорид железа (II), хлорид железа (III), сульфата железа (II), сульфат железа (III), нитрат железа (II), нитрат железа (III), цитрат железа (II), цитрат железа (III), фосфат железа (II) и фосфат железа (III).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве стабилизирующего поверхностно-активного вещества используют, например, полиакриловую кислоту, лаурилсульфат натрия, полиметакриловую кислоту.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ионообменных смол используют катиониты и аниониты, например в качестве катионита используют Катионит КУ-2-8, в качестве анионита - Анионит АВ-17-8.

2. Катализатор на основе смешанного оксида железа Fe₃O₄ для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья, полученный по п. 1, представляющий собой золь магнетита с химической формулой Fe₃O₄ с размерами частиц, находящимися в диапазоне от 50 и до 165 нм и их объемной концентрацией на уровне не менее 90% от объема полученного целевого продукта.

Недостатком известного технического решения в отношении способа получения наноразмерного катализатора является необходимость смешивания при непрерывном использовании ультразвукового диспергатора, что может представлять сложности при применении наноразмерного катализатора в промышленных объемах.

Недостатком известного технического решения в отношении катализатора является использование высоких температур в промысловых условиях паротеплового воздействия - в интервале температур от плюс 180 до 300°С для достижения эффективности использования катализатора. Таким образом, известное изобретение является малоэффективным при использовании по назначению по сравнению с заявленным техническим решением.

Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по патенту РФ 2228951 «Средство для очистки твердой поверхности», сущностью является средство для очистки твердой поверхности от нефти, ее высокоатомных составляющих и парафинов, включающее синтамид-5, трибутиловый эфир фосфорной кислоты, моноэтаноламин, соединение калия, хвойную отдушку и воду, отличающееся тем, что в качестве соединения калия содержит гидроокись калия и дополнительно - антивспениватель ПК-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Синтамид-5 60-65

Трибутиловый эфир фосфорной кислоты 15-20

Моноэтаноламин 9,5-10,5

Гидроокись калия 5,0-10,0

Хвойная отдушка 0,1-0,5

Антивспениватель ПК-3 0,1-0,5

Вода до 100

Недостатком известного технического решения в отношения состава является сложный состав и сложность технологии его получения в связи с применением большого количества компонентов - шесть против трех, используемых в заявленном техническом решении, что значительно менее затратно (в заявленном техническом решении) и, как следствие, более технологично и, соответсвенно, экономически целесообразнее при использовании по назначению.

Из исследованного уровня техники выявлена группа изобретений по патенту РФ № 2605935 «Способ получения катализатора для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья и способ его применения», выбранных заявителем в качестве прототипа. Сущностью является способ получения катализатора для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья, заключающийся в том, что проводят реакцию взаимодействия при нагревании от 80 до 180°C оксида металла переменной валентности и алкилбензолсульфокислоты.

Недостатком в отношении способа получения катализатора является сложность его изготовления, так как предполагается нагрев компонентов до высокой (от 80 до 180°C) температуры, что снижает эффективность использования способа при добыче нефти, т.к. эта операция делается предварительно на достаточно сложном оборудовании и с применением кислоты.

Недостатком в отношении способа применения катализатора является то, что температура применяемого в промысловых условиях паротеплового воздействия составляет от 180 до 300°C, в то время как в заявленном техническом решении температура теплового воздействия находится в диапазоне от 60 до 80°С.

При этом получено высокое содержание смол, асфальтенов и низкая доля легких углеводородов.

Таким образом, недостатками прототипа по сравнению с заявленным техническим решением в целом являются:

1 - высокое содержание смол,

2 - высокое содержание асфальтенов,

3 - низкая доля легких углеводородов,

4 - энергозатраты на парообразование при паротепловом воздействии,

5 - затраты на водоподготовку, для которой используются химреагенты, и необходимость закупки оборудования для водоподготовки.

Целями и техническим результатом заявленного технического решения является устранение недостатков прототипа, а именно:

1 - снижение содержания асфальтенов,

2 - снижение содержания смол,

3 - увеличение доли легких углеводородов,

4 - исключение затрат на парообразование,

5 - исключение затрат на водоподготовку, включая исключение закупки оборудования для водоподготовки и химреагентов.

Сущностью заявленного технического решения является состав для интенсификации добычи тяжелых и вязких нефтей характеризующийся тем, что содержит следующее соотношение компонентов, мас. %

- смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17	50 - 70
- трибутиловый эфир фосфорной кислоты	20 - 30
- моноэтаноламин	10 - 20

Способ получения состава по п.1, заключающийся в том, что берут 50 - 70 масс.% смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, нагревают до температуры в диапазоне от 40 до 70°C при активном перемешивании, добавляют 20 - 30 масс.% трибутилового эфира фосфорной кислоты с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70°C, добавляют 10 - 20 масс.% моноэтаноламина с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70°C, при этом нагрев и перемешивание осуществляется в течение 1 - 4 часов; после завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре. Способ использования состава по п.1, заключающийся в том, что берут состав по п.1, растворяют в рабочей жидкости - воде в диапазоне концентрации от 0,1 до 10% состава в рабочей жидкости; далее раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды; далее растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации от 0,1 до 10% добавляют в реактор с образцом нефти в соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80°С под заданным давлением.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.

Поставленные цели и заявленный технический результат достигаются за счет разработки состава, способа его получения и способа использования для добычи высоковязкой нефти путем снижения ее вязкости и облагораживания (уменьшения плотности путем снижения содержания асфальтенов, смол).

Заявленный состав и содержание компонентов подобраны заявителем экспериментальным путем, диапазон концентраций зависит от состава нефти и породы пласта.

Ниже заявителем приведен заявленный состав, масс.%:

- смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17	50 - 70
- трибутиловый эфир фосфорной кислоты	20 - 30
- моноэтаноламин	10 - 20

Далее заявителем приведено краткое описание каждого компонента заявленного состава.

Смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17 является поверхностно-активным веществом и выступает в роли диспергатора. Имеет санитарно-эпидемиологическое заключение № 2.20.05.248.П.001903.10.07 от 10.10.2007 г. [http://biohim-nn.ru/Katalog/Sintamid-5K].

Трибутиловый эфир фосфорной кислоты является растворителем. Выпускается, например, по ТУ 2435-305-05763458-01 [http://asta34.ru/perechen-produkcii.html].

Моноэтаноламин является антикоррозийной добавкой. Выпускается, например, по ГОСТ 19234-87 (СТ СЭВ 2338-80).

Заявленный состав получают заявленным способом следующим образом.

Заявленный состав получают посредством смешивания исходных компонентов в смесителях любой конструкции.

Процесс смешивания одностадийный, осуществляется в течение 1-4 часов при температуре 40 - 70°C.

При этом уменьшение времени менее 1-го часа является недостаточным для получения однородного состава, а увеличение времени смешивания более 4-х часов является нецелесообразным.

При этом температура менее 40°C не обеспечивает полное смешивание реагентов, а нагрев более 70°C является излишним, т.к. происходит полное растворение исходных компонентов.

При этом заявленный способ является экологически чистым и не образует отходов. Температуру и продолжительность нагрева заявленного состава выбирают, исходя из особенностей характерных параметров нефти конкретных месторождений, а именно:

- вязкости,

- содержания смол,

- содержания асфальтенов.

Далее заявителем приведена общая последовательность действий заявленного способа получения заявленного состава.

1 - берут 50 - 70 масс.% смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17;

2 - нагревают смесь до температуры в диапазоне от 40 до 70°C при активном перемешивании, например, на магнитной мешалке в термостойкой емкости;

3 - берут 20 - 30 масс.% трибутилового эфира фосфорной кислоты и добавляют его в емкость с предварительно нагретой смесью полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70°C;

4 - далее берут 10 - 20 масс.% моноэтаноламина и добавляют в емкость с смесью, полученной на предыдущем этапе, с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70°C. Нагрев и перемешивание осуществляют в течение 1 - 4 часов.

5 - после завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре естественным путем.

Получают заявленный состав, который представляет собой вязкую массу от насыщенного желтого до светло-коричневого цветов.

Заявленный состав растворим в полярных и неполярных средах, например - нефти, нефтепродуктах, органических растворителях, воде.

Процесс получения заявленного состава отличается экологической чистотой, т.к. при этом не образуется отходов.

Далее заявителем приведена общая последовательность действий заявленного способа использования заявленного состава.

Способ использования заявленного состава заключается в том, что:

- берут заявленный состав, растворяют в рабочей жидкости в диапазоне концентрации от 0,1 до 10% состава в рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости используют воду (пластовая вода, попутно добываемая вода и т.д.);

- далее раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды, при этом получают готовый к использованию раствор состава в рабочей жидкости, пригодный к использованию для тех или иных нефтяных месторождений с учетом физико-химической природы как флюидов, так и породы пласта;

- растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации от 0,1 до 10% добавляют в реактор с образцом нефти в соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80°С под заданным давлением, зависящим от пластового давления.

Заявитель поясняет, что концентрацию состава в рабочей жидкости подбирают опытным путем с учетом переменных характеристик (коллекторских свойств) нефтеносного пласта породы конкретного месторождения и характеристики добываемого углеводородного энергоносителя, например - материала породы, его проницаемости, пористости и трещиноватости, вязкости содержащейся в пласте нефти, температуры пласта. Указанная область массовой концентрации состава может быть расширена. Однако превышение концентрации выше указанного максимума в 10% будет экономически нецелесообразным, хотя и будет способствовать некоторому увеличению каталитического действия заявляемого изобретения; в свою очередь использование концентраций менее 0,1% минимальных значений не приведет к заметному повышению эффективности заявленного состава.

Далее заявителем приведены примеры осуществления заявленного технического решения.

Пример 1. Получение заявленного состава с содержанием смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17 50 масс.%, трибутилового эфира фосфорной кислоты 30 масс.%, моноэтаноламина 20 масс.%, температуры нагрева 40°C.

1 - берут, например, 50 г смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17;

2 - нагревают смесь, например, до температуры 40°C, например, в течение 1 часа, при активном перемешивании, например, на магнитной мешалке, например, в термостойкой стеклянной емкости.

3 - берут, например, 30 г трибутилового эфира фосфорной кислоты и добавляют ее в емкость с предварительно нагретой смесью полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, при поддержании перемешивания и, нагрева при температуре 40°C;

4 - далее берут, например, 20 г моноэтаноламина и добавляют в емкость с нагретой смесью, полученной на предыдущем этапе с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре 40°C. Нагрев и перемешивание осуществляется в течение, например, 1 часа.

5 - после завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре естественным путем.

Получают заявленный состав, который представляет собой вязкую массу насыщенного желтого цвета.

Пример 2. Получение заявленного состава с содержанием смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17 60 масс.%, трибутилового эфира фосфорной кислоты 25 масс.%, моноэтаноламина 15 масс.%, температуры нагрева 55°C.

1 - берут, например, 60 г смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17;

2 - нагревают смесь, например, до температуры 55°C, при активном перемешивании, например, на магнитной мешалке, например, в термостойкой стеклянной емкости;

3 - берут, например, 25 г трибутилового эфира фосфорной кислоты и добавляют ее в емкость с предварительно нагретой смесью полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, при поддержании перемешивания и, нагрева при температуре 55°C;

4 - далее берут, например, 15 г моноэтаноламина и добавляют в емкость с нагретой смесью, полученной на предыдущем этапе с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре 55°C. Нагрев и перемешивание осуществляется в течение, например, 2,5 часа;

5 - после завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре естественным путем.

Получают заявленный состав, который представляет собой вязкую массу светло-коричневого цвета.

Пример 3. Получение заявленного состава с содержанием смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17 70 масс.%, трибутилового эфира фосфорной кислоты 20 масс.%, моноэтаноламина 10 масс.%, температуры нагрева 70°C.

1 - берут, например, 70 г смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17;

2 - нагревают смесь, например, до температуры 70°C, при активном перемешивании, например, на магнитной мешалке, например, в термостойкой стеклянной емкости;

3 - берут, например, 20 г трибутилового эфира фосфорной кислоты и добавляют ее в емкость с предварительно нагретой смесью полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, при поддержании перемешивания и, нагрева при температуре 70°C;

4 - далее берут, например, 10 г моноэтаноламина и добавляют в емкость с нагретой смесью, полученной на предыдущем этапе с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре 70°C. Нагрев и перемешивание осуществляется в течение, например, 4 часа;

5 - после завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре естественным путем.

Получают заявленный состав, который представляет собой вязкую массу светло-коричневого цвета.

Далее приведены примеры способа использования заявленного состава:

Пример 4. Использование заявленного состава концентрацией 0,1 масс.% для интенсификации добычи тяжелых и вязких нефтей.

Эффективность заявленного состава оценена с использованием реактора высокого давления Parr Instrument (г. Молин, Иллинойс, США) применительно к образцу нефти Ашальчинского месторождения в Татарстане.

Эксперимент проведен следующим образом:

- берут заявленный состав, например, полученный по Примеру 1, растворяют в рабочей жидкости в концентрации, например, 0,1 масс.% состава в рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости используют, например, пластовую воду, при этом перемешивание производят в любой технической емкости, например, в стальной цистерне;

- далее раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды, при этом получают готовый к использованию раствор состава в рабочей жидкости, пригодный к использованию;

- растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации 0,1 масс.% добавляют в реактор с образцом нефти в соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80°С под давлением, например, 4, 5 МПа.

При этом воздействие заявленного состава на нефть привело к существенному изменению физико-химических свойств нефти, а именно:

- снижению доли асфальтенов на 5%,

- снижению доли смол - на 10%,

- увеличению доли легких углеводородов на 20%,

- снижению вязкости на 27%.

Пример 5. Использование заявленного состава концентрацией 5 масс.% для интенсификации добычи тяжелых и вязких нефтей.

Эффективность заявленного состава оценена с использованием реактора высокого давления Parr Instrument (г. Молин, Иллинойс, США) применительно к образцу нефти Ашальчинского месторождения в Татарстане.

Эксперимент проведен следующим образом:

- берут заявленный состав, например, полученный по Примеру 2, растворяют в рабочей жидкости в концентрации, например, 5 масс.% состава в рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости используют, например, пластовую воду, при этом перемешивание производят в любой технической емкости, например, в стальной цистерне;

- далее раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды, при этом получают готовый к использованию раствор состава в рабочей жидкости, пригодный к использованию;

- растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации 5 масс.% добавляют в реактор с образцом нефти в соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80°С под давлением, например, 4, 5 МПа.

При этом воздействие заявленного состава на нефть привело к существенному изменению физико-химических свойств нефти, а именно:

- снижению доли асфальтенов на 18%,

- снижению доли смол - на 17%,

- увеличению доли легких углеводородов на 35%,

- снижению вязкости на 31%.

Пример 6. Использование заявленного состава концентрацией 10 масс.% для интенсификации добычи тяжелых и вязких нефтей.

Эффективность заявленного состава оценена с использованием реактора высокого давления Parr Instrument (г. Молин, Иллинойс, США) применительно к образцу нефти Ашальчинского месторождения в Татарстане.

Эксперимент проведен следующим образом:

- берут заявленный состав, например, полученный по Примеру 3, растворяют в рабочей жидкости в концентрации, например, 10 масс.% состава в рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости используют, например, пластовую воду, при этом перемешивание производят в любой технической емкости, например, в стальной цистерне;

- далее раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды, при этом получают готовый к использованию раствор состава в рабочей жидкости, пригодный к использованию;

- растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации 10 масс.% добавляют в реактор с образцом нефти в соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80°С под давлением, например, 4, 5 МПа.

При этом воздействие заявленного состава на нефть привело к существенному изменению физико-химических свойств нефти, а именно:

- снижению доли асфальтенов на 31%,

- снижению доли смол - на 24%,

- увеличению доли легких углеводородов на 52%,

- снижению вязкости на 33%.

Пример 7. Сравнительный эксперимент использования заявленного состава для интенсификации добычи тяжелых и вязких нефтей при тепловом и паротепловом воздействии.

Сравнительный эксперимент использования заявленного состава при тепловом и паротепловом воздействии соответственно проведен в лабораторных условиях применительно к образцу нефти Ашальчинского месторождения в Татарстане, в условиях, имитирующих производственный процесс нефтедобычи с использованием тепловой и паротепловой обработки продуктивного пласта, содержащего флюид в виде эмульсии нефти в воде.

В эксперименте использован реактор высокого давления Parr Instrument (г. Молин, Иллинойс, США).

В качестве состава использовали состав, полученный по Примеру 3, в виде водного раствора из расчета 10% масс. на рабочую жидкость.

В исследуемую нефть вводили заявленный состав при массовом соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1, при температуре, применяемой в промысловых условиях - при тепловом (плюс 80°С) и паротепловом воздействии (плюс 200°С).

При этом получены следующие результаты.

При тепловом воздействии по заявленному техническому решению после 6-ти часовой обработки нефти при температуре плюс 80°С и давлении, например, 4,5 МПа:

- доля асфальтенов снизилась на 31%,

- доля смол снизилась на 20%,

- доля легких углеводородов увеличилась на 52%.

- вязкость снизилась до 33%.

Таким образом, воздействие заявленного состава на нефть при тепловом воздействии приводит к существенному изменению физико-химических свойств нефти, а именно - снижению доли тяжелых фракций и увеличению доли легких фракций, снижению вязкости нефти.

При паротепловом воздействии (для сравнения) после 6-ти часовой обработки нефти при температуре плюс 200°С и давлении, например, 4,5 МПа:

- доля асфальтенов снизилась на 32%,

- доля смол снизилась на 21%,

- доля легких углеводородов увеличилась на 54%.

- вязкость снизилась до 34,5%.

Таким образом, при паротепловом воздействии получены результаты, сопоставимые с результатами по заявленному техническому решению.

При этом по заявленному техническому решению применяют намного более низкую температуру (80°С), чем при паротепловом воздействии (200°С), что приводит к снижению затрат.

Из изложенного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнуты поставленные цели и заявленный технический результат, а именно:

1 - снижено содержание асфальтенов на 5 - 31%,

2 - снижено содержание смол на 10 - 24%,

3 - увеличена доля легких углеводородов на 20 -52%,

4 - исключены затраты на парообразование вследствие исключения паротеплового воздействия,

5 - исключены затраты на водоподготовку, включая оборудование и химреагенты, вследствие исключения необходимости водоподготовки.

При этом снижена вязкость на 27 -33%.

Заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «новизна», так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в независимых пунктах формулы изобретения, включая характеристику назначения.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат. Заявленное техническое решение не является очевидным для специалистов в исследуемой области, т.к. исключает два весьма затратных процесса, а именно - водоподготовку и парообразование. Вместе с ними исключаются потребности в химреагентах на водоподготовку и на оборудование для парообразования. Выполнены одновременно нескольких казалось бы несовместимых и взаимоисключаемых факторов, а именно: повышение нефтеотдачи, снижение стоимости состава в целом, при одновременном повышении технологичности и эффективности при использовании по назначению. Таким образом, достигнутые технические результаты по заявленному техническому решению не являются очевидными для специалистов в исследуемой области техники.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», так как может быть реализовано в нефтепромысловой отрасли при добыче высоковязких и тяжелых нефтей, при этом процесс облагораживания происходит посредством использования нефте- и водорастворимого состава, получаемого из недорогих общедоступных сырьевых материалов с использованием стандартных технических устройств и оборудования. Наиболее существенный результат состав проявляет при добыче нефти с использованием теплового воздействия на продуктивный пласт породы, когда наиболее полно проявляется эффективное действие раствора реагента. Кроме того, процесс получения заявленного состава происходит при меньших, по сравнению с прототипом, температурах и затратах времени, что способствует ресурсо- и энергосбережению в ходе его производства, что в итоге повышает рентабельность процесса добычи и последующей транспортировке нефти и, соответственно, расширяет область применения заявленного технического решения. Это соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.

1. Состав для интенсификации добычи тяжёлых и вязких нефтей, характеризующийся тем, что содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:

смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17	50-70
трибутиловый эфир фосфорной кислоты	20-30
моноэтаноламин	10-20

2. Способ получения состава по п. 1, заключающийся в том, что берут 50-70 мас.% смеси полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов жирных кислот кокосового масла фракции С7-С17, нагревают до температуры в диапазоне от 40 до 70 °C при активном перемешивании, добавляют 20-30 мас.% трибутилового эфира фосфорной кислоты с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70 °C, добавляют 10-20 мас.% моноэтаноламина с поддержанием перемешивания и нагрева при температуре от 40 до 70 °C, при этом нагрев и перемешивание осуществляется в течение 1-4 часов; после завершения синтеза реакционную массу охлаждают при комнатной температуре.

3. Способ использования состава по п. 1, заключающийся в том, что берут состав по п. 1, растворяют в рабочей жидкости – воде в диапазоне концентрации от 0,1 до 10 мас.% состава в рабочей жидкости; далее раствор перемешивают и доводят до полного растворения состава в рабочей жидкости при температуре окружающей среды; далее растворенный в рабочей жидкости состав в концентрации от 0,1 до 10 мас.% добавляют в реактор с образцом нефти в массовом соотношении раствор рабочей жидкости с составом : нефть = 1 : 1 и выдерживают 6 часов при температуре 80 °С под заданным давлением.