способ предотвращения отложения минеральных солей и сульфида железа

Формула изобретения

1. Способ предотвращения отложения минеральных солей и сульфида железа при добыче нефти путем обработки попутнодобываемой воды водным раствором тринатриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты с добавкой и закачивания обработанной воды в пласт, отличающийся тем, что в качестве добавки вводят малеиновую кислоту при соотношении компонентов 1 : 1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход реагентов составляет 0,0004 - 0,0008 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области добычи нефти, а именно к предупреждению отложения неорганических солей, включающих сульфид железа, в скважинах, промысловой системе сбора и транспорта нефти.

Известен состав для предотвращения отложения сульфата и карбоната кальция, включающий медный комплекс нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ) (А. С. СССР N 893900, C 02 F 5/10, 1981 г.). Однако указанное соединение неэффективно для предупреждения отложения солей, содержащих одновременно сульфаты, карбонаты, ионы железа, сероводород.

Известен состав, содержащий оксидат - полупродукт производства монокарбоновых кислот, НГФ и воду (А.С. СССР 1713899, C 02 F 5/14). Недостатком этого состава является невозможность нейтрализовать ионы сероводорода.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ предотвращения отложения минеральных солей и сульфида железа, предусматривающий использование в качестве химических реагентов водного раствора тринатриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты и органического амина (Патент РФ N 2140522, E 21 B 37/00, 1999). Недостатком этого способа является недостаточно высокая эффективность при предотвращении отложения сульфида железа.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего эффективно предотвращать образование комплексных отложений неорганических солей, включая сульфид железа, образующийся в результате взаимодействия ионов 3-валентного железа и H₂S.

Поставленная задача решается тем, что в способе предотвращения отложения минеральных солей и сульфида железа при добыче нефти путем обработки попутнодобываемой воды водным раствором тринатриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты и добавки и закачивания обработанной воды в пласт, в качестве добавки вводят малеиновую кислоту при соотношении компонентов 1:1, причем расход реагентов составляет 0,0004-0,0008 мас.%.

При обработке попутнодобываемой (пластовой) воды, содержащей неорганические соли, ионы железа и сероводород по предлагаемому способу (путем задавливания обработанной воды в пласт), происходит связывание анионов и катионов, в том числе и ионов железа в водорастворимые комплексоны, а также нейтрализация сероводорода.

Тринатриевая соль НТФ - реагент дифонат - изготавливается в соответствии с ТУ 6-09-20-235-93 и обладает комплексообразующими свойствами, а также работает как хелатообразующее вещество.

Реагент дифонат - тринатриевая соль НТФ.

Агрегатное состояние - Жидкость

Плотность, кг/м³ - 1301

Цвет - Прозрачный

Запах - Слабый, специфический

pH продукта - 4,5-5,5

Температура застывания, ^oC - Ниже минус 20

Массовая доля аммиака, % - Не более 0,6

Массовая доля воды, % - Не более 65

Растворимость в воде (в пресной и в пластовой) хорошая, в том числе и в воде, содержащей ионы кальция до 16000 мг/л.

Кислота малеиновая цис-этилен-1,2-дикарбоновая кислота HOOCCH = CHCOOH (ГОСТ 9803-75).

Агрегатное состояние - Порошок

Цвет - Белый

Температура плавления, ^oC - 133-135

Массовая доля активного вещества, % - 99,7

Для приготовления композиции необходимы следующие растворы:

4% раствор дифоната (в мерную колбу поместить 4 г дифоната и разбавить реагент 96 г дистиллированной воды);

4% раствор малеиновой кислоты (в мерную колбу поместить 4 г малеиновой кислоты и растворить реагент в 96 г дистиллированной воды).

Слить оба раствора в колбу и тщательно перемешать. Эффективность рекомендуемого способа по ингибированию солеотложений и нейтрализации сероводорода (H₂S) оценивалась на искусственно приготовленных водах карбонатного и сульфатного типов в присутствии ионов железа, близких по своему химическому составу к пластовым водам нефтяных месторождений Башкортостана. Воды получали путем смешивания двух растворов:

Карбонатная вода

Раствор 1, г/дм³

NaHCO₃ - 2,4

Раствор 2, г/дм³

CaCO₃ - 2,92

MgCl 6H₂O - 4,26

NaCl - 40,4

Сульфатная вода:

Раствор 1, г/дм³

Na₂SO₄ - 13,0

NaCl - 18,8

MgCl₂ 6H₂O - 1,24

Раствор 2, г/дм³

CaCl₂ - 13,6

Методика испытания состояла в следующем.

В колбу вместимостью 100 мл вносили заданное количество реагента. Затем туда же добавляли 50 мл раствора 1 части искусственно приготовленной карбонатной или сульфатной воды, продукты перемешивали, приливали заданное количество раствора железа, затем доливали раствор 2 части карбонатной либо сульфатной воды в количестве 50 мл. После тщательного перемешивания пробу выдерживали при 80^oC в течение 6 часов. Одновременно ставили контрольную пробу без добавки реагента. Пробы фильтровали и в фильтратах трилонометрическим методом определяли содержание ионов кальция. Каждый опыт проводили в двукратной повторности; при испытании малеиновой кислоты пробы насыщались H₂S заданной концентрации, эффект поглощения и нейтрализации определялись по методу иодометрии.

Эффективность ингибирования неорганических солей (защитный эффект) рассчитывалась по формуле:

Э=(C_х-C₀)/(C_и-C₀),

где Э, % - защитный эффект;

C_х, мг/дм³ - содержание осадкообразующих ионов в растворе в присутствии ингибитора, определенное после опыта;

C₀, мг/дм³ - содержание осадкообразующих ионов в растворе, не содержащем ингибитор, определенное после опыта;

C_и, мг/дм³ - содержание осадкообразующих ионов в исходном растворе, определенное до опыта.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из приведенных в таблице результатов испытания заявляемого способа видно, что при наличии ионов железа в попутнодобываемой воде реагент дифонат работает как ингибитор солей и нейтрализатор ионов железа, причем 100% эффект достигается при концентрации 0,00040-0,00060 мас.%. Малеиновая кислота нейтрализует сероводород на 100% при концентрации ее 0,00080 мас.%. При совместном же действии 100% эффект предотвращения минеральных солей, полная нейтрализация сероводорода и ионов железа достигается при концентрации дифоната и малеиновой кислоты 0,00040 мас.%.

Технико-экономическим преимуществом предложенного способа является нейтрализация сероводорода в добываемой продукции, ингибирование солеотложений в присутствии ионов железа с высокой эффективностью, способствование предотвращению образования комплекса неорганических солей и сульфида железа.