СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ИЗ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН И ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА
COMPOSITION FOR SEDIMENT REMOVAL FROM OIL WELLS AND RESERVOIR BOTTOMHOLE ZONE

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления отложений солей и асфальтосмолопарафиновых веществ (АСП) из нефтяных скважин и призабойной зоны пласта в условиях пониженных температур (до минус 2°С).
Процессы добычи нефти часто сопровождаются отложением твердых солевых осадков. Главный источник выделения солей - вода, добываемая совместно с нефтью. Осадки содержат как минеральную, так и органическую составляющую. Минеральная составляющая может быть представлена карбонатными, сульфатными, хлоридными солями. Сульфат кальция - один из наиболее распространенных типов солеотложения. В высокомолекулярной органической составляющей солевых осадков могут присутствовать асфальтены, смолы, тугоплавкие парафины и другие вещества.
Известен состав для удаления отложений сульфатов щелочноземельных металлов с поверхности подземных скважин, содержащие полиаминкарбоновую кислоту или ее соль (Патент РФ 2110489, C02F 5/08). Известен способ обработки призабойной зоны пласта путем закачки в него растворителя породы, в качестве которого применяют раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (Авт. свид. СССР №582380). Недостатком этих составов является то, что при пониженных температурах растворяющая способность этих составов по отношению к отложениям солей невысока. Для увеличения скорости взаимодействия с отложениями солей и разрушения отложений АСП необходимо повысить температуру реакционной среды за счет подвода дополнительного тепла и введения в состав композиции ПАВ.
Известен состав для удаления асфальтенов, смол и парафинов из нефтепромыслового оборудования, содержащий водные растворы хлорида аммония, ПАВ и нитрита натрия (патент РФ №2146725). При контакте слабокислого раствора хлорида аммония и водного раствора нитрита натрия они вступают во взаимодействие с образованием хлорида натрия, воды и азота. Реакция протекает в течение некоторого промежутка времени и сопровождается выделением тепла. Разрушение АСП интенсифицируется при повышении температуры. Состав для удаления асфальтенов, смол и парафинов из промыслового оборудования по данному патенту наиболее близок по технической сути к решению задачи удаления отложений из скважин и призабойной зоны пласта при пониженных температурах. Композиция состоит из двух растворов: А - 2
раствор хлорида аммония (от 10 до 35 мас. %), хлорида алюминия, выполняющего роль инициатора реакции (от 1 до 10 мас. %), ПАВ (от 0.01 до 0.5 мас. %), и Б - раствор нитрита натрия (от 15 до 40 мас. %). Недостатком этого состава является то, что он малоэффективен в качестве растворителя неорганической составляющей солеотложений.
Данный состав взят за прототип.
Задача изобретения - создание состава, который эффективен для удаления как неорганических, так и органических отложений из нефтяных скважин и призабойной зоны пласта в условиях пониженных температур (до минус 2°C).
Технический результат заключается в увеличении эффективности удаления и разрушения как неорганических, так и органических отложений из нефтяных скважин и призабойной зоны пласта.
Состав включает в себя 2 раствора: водный раствор А, содержащий соль аммония, поверхностно-активное вещество - ПАВ, и инициатор реакции и водный раствор Б - раствор нитрита натрия при соотношении указанных растворов 1:1 по объему. Раствор А содержит в качестве соли аммония нитрат аммония, в качестве инициатора реакции - нетрол, в качестве ПАВ - неонол при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Нитрат аммония - 10-40
Нетрол - 1-5
Неонол - 0.01-0.5
Вода - остальное
Раствор Б дополнительно содержит трилон Б при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Нитрит натрия - 15-30
Трилон Б - 3-5
Вода - остальное
2
2
n
9
18
В качестве ПАВ использовали неонол АФ 9-12 - оксиэтилированный изононилфенол на основе тримеров пропилена со степенью оксиэтилирования 12 и R=9, ТУ 2483-077-05766801-98, производства РФ. Общая формула оксиэтилированных алкилфенолов RArO(CHCHO)H, где Аг - бензольное кольцо, R - длинный углеводородный радикал (обычно C-C), n - среднее число оксиэтильных групп в молекуле ПАВ (степень оксиэтилирования).
В качестве инициатора реакции использовали нетрол. Кислотное средство «Нетрол» выпускается по ТУ 27081564.042-98 ФНПЦ «Алтай» АО «Алтехнохим». Нетрол содержит смесь азотной кислоты с мочевиной в молярном соотношении 1:1, воду и стабилизирующую влагосодержание добавку.
Используя состав для удаления отложений из нефтяных скважин и призабойной зоны пласта можно удалить значительные отложения солей и АСП за счет сочетания теплового (экзотермическая реакция), химического (взаимодействие трилона Б с сульфатом кальция) и механического воздействия (осуществляется перемешивание за счет выделения газообразного азота). Состав в комплексе с трилоном Б может быть использован для растворения солеотложений в условиях пониженных температур. Состав может работать при температурах до минус 2°C.
Для определения эффективности состава при разных температурах определяют растворимость осадка (состав модели осадка, содержащего, в основном, соли сульфатов и АСП, приведен в таблице 1). Для этого в две пробирки помещают равные объемы растворов А и Б, в третью - навеску осадка (0.5 г), выдерживают при заданной температуре в течение 30 минут. Затем сливают растворы А и Б в пробирку с осадком и измеряют температуру реакционной смеси в зависимости от времени в течение двух часов. Для определения растворимости осадка по изменению веса отфильтровывают раствор от осадка, осадок промывают дистиллированной водой, высушивают при температуре 105-110°C и взвешивают.
Приводим конкретные примеры.
3
3
Пример 1. Для приготовления 10 см (10.80 г) раствора А берут 1.08 г (10 мас. %) нитрата аммония, 0.11 г (1 мас. %) нетрола, 0,001 г (0.01 мас. %) неонола АФ 9-12, 9.61 г (88.99 мас. %) воды. Для приготовления 10 см (11.2 г) раствора Б берут 1.68 г (15 мас. %) нитрита натрия, 0.34 г (3 мас. %) трилона Б, 9.18 г (82 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 0°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 5°C наблюдаем через 48 минут, растворимость осадка - 3%.
3
3
Пример 2. Для приготовления 10 см (11.80 г) раствора А берут 1.18 г (10 мас. %) нитрата аммония, 0.59 г (5 мас. %) нетрола, 0,06 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 9.97 г (84.5 мас. %) воды. Для приготовления 10 см (12.2 г) раствора Б берут 1.83 г (15 мас. %) нитрита натрия, 0.61 г (5 мас. %) трилона Б, 9.76 г (80 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 0°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 30°C наблюдаем через 15 минут, растворимость осадка - 28%.
3
3
Пример 3. Для приготовления 10 см (13.30 г) раствора А берут 5.32 г (40 мас. %) нитрата аммония, 0.13 г (1 мас. %) нетрола, 0,07 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 7.78 г (58.5 мас. %) воды. Для приготовления 10 см (12.40 г) раствора Б берут 3.72 г (30 мас. %) нитрита натрия, 0.62 г (5 мас. %) трилона Б, 8.06 г (65 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 0°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 10°C наблюдаем через 30 минут, растворимость осадка - 8%.
3
3
Пример 4. Для приготовления 10 см (14.30 г) раствора А берут 5.72 г (40 мас. %) нитрата аммония, 0.72 г (5 мас. %) нетрола, 0,07 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 7,79 г (54.5 мас. %) воды. Для приготовления 10 см (11.40 г) раствора Б берут 3.42 г (30 мас. %) нитрита натрия, 0.34 г (3 мас. %) трилона Б, 7.64 г (67 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 0°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 65°C наблюдаем через 10 минут, растворимость осадка - 38%.
3
3
Пример 5. Для приготовления 10 см (14.30 г) раствора А берут 5.72 г (40 мас. %) нитрата аммония, 0.72 г (5 мас. %) нетрола, 0,07 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 7.79 г (54.5 мас. %) воды. Для приготовления 10 см (12.40 г) раствора Б берут 3.72 г (30 мас. %) нитрита натрия, 0.62 г (5 мас. %) трилона Б, 8.06 г (65 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 0°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 69°C наблюдаем через 8 минут, растворимость осадка - 51%.
3
3
Пример 6. Для приготовления 20 см (28.60 г) раствора А берут 11.44 г (40 мас. %) нитрата аммония, 1.44 г (5 мас. %) нетрола, 0,14 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 15.58 г (54.5 мас. %) воды. Для приготовления 20 см (24.80 г) раствора Б берут 7.44 г (30 мас. %) нитрита натрия, 1.24 г (5 мас. %) трилона Б, 16.12 г (65 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре минус 2°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 64°C наблюдаем через 15 минут, растворимость осадка - 43%.
3
3
Пример 7. Для приготовления 10 см (14.30 г) раствора А берут 5.72 г (40 мас. %) нитрата аммония, 0.72 г (5 мас. %) нетрола, 0.07 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 7.79 г (54.5 мас. %) воды. Для приготовления 10 см (11.40 г) раствора Б берут 3.42 г (30 мас. %) нитрита натрия, 0.34 г (3 мас. %) трилона Б, 7.64 г (67 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 20°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 73°C наблюдаем через 5 минут, растворимость осадка - 58%.
3
3
Пример 8. Для приготовления 20 см (28.60 г) раствора А берут 11.44 г (40 мас. %) нитрата аммония, 1.44 г (5 мас. %) нетрола, 0,14 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 15.58 г (54.5 мас. %) воды. Для приготовления 20 см (24.80 г) раствора Б берут 7.44 г (30 мас. %) нитрита натрия, 1.24 г (5 мас. %) трилона Б, 16.12 г (65 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 20°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 93°C наблюдаем через 2 минуты, растворимость осадка - 88%.
3
3
Пример 9. Для приготовления 30 см (42.90 г) раствора А берут 17.16 г (40 мас. %) нитрата аммония, 2.16 г (5 мас. %) нетрола, 0,21 г (0.5 мас. %) неонола АФ 9-12, 23.37 г (54.5 мас. %) воды. Для приготовления 30 см (37.20 г) раствора Б берут 11.16 г (30 мас. %) нитрита натрия, 1.86 г (5 мас. %) трилона Б, 24.18 г (65 мас. %) воды. Реакцию проводят при температуре 20°C. Максимальное повышение температуры реакционной смеси до 93°C наблюдаем через 2 минуты, растворимость осадка - 98%.
Таким образом, предлагаемый состав по сравнению с прототипом является более эффективным и универсальным: удаляет и разрушает отложения как АСП, так и неорганических солей в широком температурном интервале, вплоть до минус 2°C.
8
9