МОЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ КИСЛЫХ И СИЛЬНОМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ СРЕД
DETERGENT FORMULATION FOR ACID AND STRONG-MINERALIZED MEDIA

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам технических моющих средств, которые могут применяться для очистки резервуаров, механизмов, почвы, призабойной зоны нефтегазодобывающих скважин, трубопроводов и других предметов от органических загрязнений, таких как масла, жиры, технические смазки, нефть, асфальтопарафинистые отложения (АСПО), остатки буровых растворов, водонефтяные обратные эмульсии и другие загрязнения.
Известны составы наиболее распространенных технических моющих средств (ТМС): Лабомид, МЛ-52, МЛ-80 и другие, предназначенные для очистки металлических поверхностей от вышеприведенных загрязнений [Б.Г. Петрик, П.В. Чумаков, С.И. Калашников. Справочник «Растворители и составы для очистки машин и механизмов», М.: «Химия», 1989 г.]. Приведенные ТМС включают в своих составах широкий ассортимент твердых и жидких материалов, создающих в совокупности достаточно высокие отмывающие свойства. Загрязненные сточные воды с отработанными моющими составами подлежат дальнейшей переработке и утилизации.
Дальнейшим развитием рецептуры моющих составов являются композиции, способные выделять отмытые органические загрязнения из общего объема в отдельную жидкую органическую фазу. Это позволяет не только заметно сократить загрязнение сточных вод, но и сделать экономически выгодным процессы очистки. Выделенные органические продукты находят широкое применение даже без какой-либо дополнительной очистки. Оставшаяся водная фаза после отделения возможного твердого осадка и незначительной корректировки состава по содержанию ТМС поступает в рецикл для повторных применений. К новому поколению ТМС относятся составы: по патенту РФ №2171831 под техническим названием "УБОН-Д", по патенту РФ №2169175 под техническим названием "О-БИС", по патенту РФ №2309979 под техническим названием "ПАН" и по ТУ 2381-003-57170644-02 под техническим названием ТМС "ЦИТОМ"и другие.
В состав моющего средства "УБОН-Д" входят модифицированные эфирными группами натриевые соли полиакриловой кислоты, обладающие не только деэмульгирующей и, благодаря сочетанию катионактивных и анионактивных свойств макромолекулы, также высокой моющей способностью по отношению к смесям нефтепродуктов и другим органическим загрязнителям.
В состав моющего средства "О-БИС" входят катионоактивные ПАВ в виде аммониевых оснований с алкильными цепями, обладающие деэмульгирующей способностью по отношению к нефтепродуктам и неионогенные и ионогенные соединения, создающие в сочетании с активными добавками в виде фосфатов, силикатов, соды высокую моющую способность продукта по отношению к нефтепродуктам и остальным органическим загрязнителям.
В состав моющего средства "ЦИТОМ" входит специальный деэмульгатор нефтяных эмульсий и анионактивное моющее вещество в виде силикатов натрия, синергетический эффект которых создает высокую универсальную моющую способность.
Наиболее близким аналогом изобретения является состав моющего средства "ПАН" по патенту РФ №2309979, заявленный в двух вариантах. Средство по первому варианту содержит, масс. %: неонол 0,5-4,0; синтамид-5 1-5; метасиликат натрия 8-15; триполифосфат натрия 8-15; тринатрийфосфат 10-15; полифосфат натрия 2-10; сода каустическая 1-5; сода кальцинированная 15-23; сульфат натрия до 100. По второму варианту средство дополнительно содержит комплексообразователь в концентрации 1-3 масс. %. Массовое соотношении неонола к синтамиду-5 составляет 1:0,25-10,0. Моющее средство может дополнительно содержать пеногаситель в количестве до 0,3 масс. %. Для использования готовят водный раствор указанного моющего средства 0,3-3,0%-ной концентрации. Состав обеспечивает высокую моющую способность продукта по отношению к смеси нефтепродуктов и остальных органических загрязнителей в высокоминерализованных до 45 г/л средах и предназначен для очистки резервуаров, танков нефтеналивных судов, трубопроводов, промывки скважин и оборудования в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности от минеральных, нефтяных загрязнений и асфальтопарафинотложений (АСПО).
Общим для приведенных составов является наличие в рецептуре деэмульгирующей составляющей, которая выделяет загрязнения из общей массы моющего раствора в отдельную фазу и позволяет использовать после разделения фаз осветленный моющий раствор повторно. Общим недостатком приведенных моющих средств является их относительно низкая активность в кислых средах с высокой минерализацией. Все они в условиях призабойной зоны нефтяных скважин, где минерализация достигает 20-45 г/л или рН=3,0-3,5 после проведенных кислотных обработок, резко снижают свои отмывающие свойства, что при повышении температуры выше Т=40°С проявляется резким помутнением, вплоть до выпадения осадка в рабочих растворах, и практически приводит к низкой эффективности отмывки загрязнений.
Следует отметить, что в большинстве месторождений добыча нефти преимущественно производится вытеснением ее циркулирующей технической оборотной водой. Высокоминерализованная оборотная вода вносит в пласт растворенный кислород, окисляющий при высоких пластовых давлениях и температурах нефть с образованием трудноизвлекаемых кислых органических соединений, в виде асфальтенов. Они осаждаются на поверхности породы вместе с воскообразными и твердыми веществами, образуя АСПО. Наибольшее их количество накапливается в области призабойной зоны, что приводит к блокировке пор нефтяного пласта, забивке нефтепромыслового оборудования, технологических трубопроводов. АСПО оседают на дне и стенках емкостей системы нефтесбора. В результате наблюдается снижение продуктивности скважины, изменение параметров перекачки, сильное загрязнение емкостей вязкими осадками нефтепродуктов. В таких условиях для сохранения эффективности добычи разработка моющего состава, работоспособного в условиях высокой кислотности и минерализации, является весьма актуальной.
Задачей изобретения является разработка моющего состава, работоспособного в условиях высокой кислотности при рН=3,0-4,5 и минерализации 20-45 г/л.
Технический результат при использовании изобретения - повышение моющих свойств в условиях высокой кислотности при рН=3,0-4,5 и минерализации 20-45 г/л.
Указанный технический результат достигается тем, что моющий состав, содержащий моюще-деэмульгирующую присадку, неонол АФ 9-12 в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ), соду каустическую и воду, согласно изобретению дополнительно содержит водный раствор триэтаноламиновых солей сернокислых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С8-С12 в качестве амфолитного ПАВ, триэтаноламин и в качестве спиртового растворителя спирты С1-С3 или их смеси, в качестве моюще-деэмульгирующей присадки используют продукт взаимодействия оксиэтилированных ПАВ с одно- или двухосновными кислотами С1-С16 или их ангидридами, а в качестве неионогенного ПАВ дополнительно содержит Синтанол АЛМ-8 при следующем соотношении компонентов, масс. %:
продукт взаимодействия оксиэтилированных ПАВ
с одно- или двухосновными кислотами С1-С16
или их ангидридами
0,5-3,0
Неонол АФ 9-12 или Синтанол АЛМ-8
8,0-20
водный раствор триэтаноламиновых солей
сернокислых эфиров синтетических
первичных высших жирных спиртов фракции С8-С12
3,0-10,0
триэтаноламин
2,0-5,0
сода каустическая
1,0-5,0
спирты С1-С3 или их смеси
20,0-55,0
вода обессоленная
до 100
Применяемые в предлагаемом составе вещества:
- моющее-деэмульгирующая присадка, представляющая собой продукт взаимодействия оксиэтилированных ПАВ с одно- или двухосновными кислотами С1-С16 или их ангидридами, обладает моюще-деэмульгирующими свойствами в высокоминерализованных кислых средах;
- неионогенное ПАВ, обладающее смачивающими свойствами в высокоминерализованных средах: неонол АФ 9-12 по ТУ 2483-077-05766801 или синтанол АЛМ-8 по ТУ 2481-135-05757587-99;
- амфолитное ПАВ, устойчиво работоспособное в высокоминерализованных кислых и щелочных средах, - «ВСЖ С8-С10 алкилсульфат триэтаноламина» производится по ТУ 2481-006-31232365-2008;
- антикоррозионная и катионоактивная добавка - аминоспирт триэтаноламин по ТУ 2423-168-00203335-2007;
- функциональная добавка для повышения рН среды - сода каустическая по ГОСТ 2263-79 или ТУ 2132-185-00203312-99;
- комплексный растворитель, обеспечивающий низкую температуру замерзания, состоящий из спирта изопропилового по ГОСТ 9805-84; этилового синтетического по ГОСТ Р 52574-2006 или метилового ГОСТ-2222-95;
- вода обессоленная, дополнительный растворитель для обеспечения технологических свойств и пожарной безопасности состава по ТУ 6-00-05011907-110-92.
Моющую способность заявляемого состава определяли по двум методикам, адаптированным к производственным условиям нефтедобывающей промышленности. Рецептуры моющих составов в % масс. приведены в таблице 1, результаты измерений их эффективности приведены в таблице 2.
Пример 1. Произвольная отмывка высокосмолистой нефти с твердой поверхности
2
Стенки стеклянного мерного цилиндра объемом 100 мл равномерно до отметки 50 мл размазывались 0,5 г нагретой до 50°С нефтью с содержанием АСПО не менее 5,0% масс., цилиндр охлаждался до Т=20-25°С. Отдельно готовится 2,5% раствор моющего состава на модельном растворе пластовой воды с минерализацией 45 г/л (CaCl - 6 г + NaCl - 39 г). В цилиндр наливается 50 мл приготовленного моющего раствора, включается секундомер и начинается отсчет времени произвольной отмывки нефти со стенок цилиндра. Цилиндр находится в вертикальном неподвижном состоянии. Время, затраченное на полное самопроизвольное удаление нефти со стенки цилиндра, является мерилом эффективности рецептуры моющих составов.
Пример 2. Отмывка загрязненной металлической пластинки в кислой среде
Стальные пластинки размером 40×40 мм окунаются на 3 мин в загрязнитель, состоящий, % масс.:
- сырая нефть - 60;
- тонкомолотый порошок ржавчины - 30;
- твердые АСПО - 10,
2
и выдерживаются для образования стабильной поверхностной пленки в течение 20 ч на открытом воздухе при комнатной температуре. Отдельно готовится 2,5% раствор предлагаемого моющего состава в модельной воде с минерализацией 20 г/л (CaCl - 2 г + NaCl - 18 г) с добавлением соляной кислоты до рН = 3,0-3,5. В стакан объемом 500 мл наливается 300 мл приготовленного раствора и туда опускается загрязненная пластинка. Раствор в стакане барботируется воздухом в течение 15 мин с расходом 90-100 мл/мин. Температура раствора в стакане выдерживается в пределах 30-35°С. Моющая эффективность рецептур состава определяется по степени отмывки загрязнений, определенных весовым методом в % масс. Проводится по 3 параллельных опыта, из которых отбираются показания максимальное и минимальное. Анализ приведенных в таблицах 1 и 2 результатов показывает:
- моющая способность предлагаемого состава по сравнению с одним из аналогов «УБОН-Д» и прототипом «ПАН» по отношению к асфальтопарафиноотложениям в среде минерализованной воды в условиях низких рН = 3,0-3,5 выше в 1,7 -2,7 раза;
- время отмывки предлагаемым составом адсорбционной пленки остаточной нефти по сравнению с прототипом в минерализованной воде меньше в 7,0-13,0 раза;
- предлагаемый состав эффективно работает при низких температурах, не теряя активных свойств, и не образует какие-либо структуры, создающие в процессе отмывки нештатные ситуации;
- отмытый с твердой поверхности нефтепродукт в виде асфальтенов или нефти за счет деэмульгирующих свойств предлагаемого состава выделяется в отдельную органическую фазу.
Таким образом, заявляемый моющий состав эффективно отмывает поверхности от нефтепродуктов и других загрязнений и обеспечивает высокий технологический эффект от использования его по очистке призабойной зоны нефтяных скважин, трубопроводов и емкостей от нефтепродуктов и асфальтопарафиноотложений. Он также может успешно применяться для отмывки остаточной нефти в пластах позднего срока эксплуатации.