RU2706276C1 - Method of hydration inhibiting - Google Patents

Method of hydration inhibiting Download PDF

Info

Publication number
RU2706276C1
RU2706276C1 RU2018140187A RU2018140187A RU2706276C1 RU 2706276 C1 RU2706276 C1 RU 2706276C1 RU 2018140187 A RU2018140187 A RU 2018140187A RU 2018140187 A RU2018140187 A RU 2018140187A RU 2706276 C1 RU2706276 C1 RU 2706276C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
formation
mono
hydrate
oligomeric
Prior art date
Application number
RU2018140187A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Павлович Семенов
Раис Иман-Мадиевич Мендгазиев
Любовь Абдулаевна Магадова
Михаил Александрович Силин
Станислав Александрович Малютин
Андрей Сергеевич Стопорев
Павел Александрович Гущин
Евгений Владимирович Иванов
Владимир Арнольдович Винокуров
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority to RU2018140187A priority Critical patent/RU2706276C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706276C1 publication Critical patent/RU2706276C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of inhibiting formation of gas hydrates in different hydrocarbon-containing liquids and gases containing water and hydrate-forming agents, and can be used in processes of extraction, processing and transportation of hydrocarbon material to prevent formation of gas hydrates. Method of inhibiting hydration by introducing into an inhibited medium a composition containing a water-soluble polymer, a surfactant, an antifoaming agent, water and a solvent: methanol, ethanol, mono- and oligomeric ethylene glycols, mono- and oligomeric propylene glycols, glycerol, monoalkyl esters C1-C4 of mono- and oligomeric ethylene glycols, monoalkyl esters C1-C4 of mono- and oligomeric propylene glycols, ethanolamines or mixture thereof, wastes from chemical industries which are by-products of hydration of ethylene oxide and propylene oxide, still residues of production of alkyl ethers of monoethylene glycol, where the surfactant used is a compound selected from a group of compounds having said formulas, with the following ratio of components, wt%: water-soluble polymer 1.0–25.0, surfactant 2.0–20.0, antifoaming agent 0–10.0, water 0–15.0, solvent – balance.
EFFECT: high inhibiting power of the method, preventing formation of hydrates both kinematically and simultaneously by kinetic and thermodynamic mechanisms, wider temperature range of use thereof, possibility to prevent ice formation in the inhibited medium in low-temperature conditions, simplification of pumping and proportioning processes of the composition used in this method.
1 cl, 1 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к способам ингибирования образования газовых гидратов в различных углеводородсодержащих жидкостях и газах, содержащих, содержащих воду и гидратообразующие агенты и может быть использовано в процессах добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья для предотвращения образования газовых гидратов.The invention relates to methods of inhibiting the formation of gas hydrates in various hydrocarbon-containing liquids and gases containing, containing water and hydrate-forming agents and can be used in the processes of production, processing and transportation of hydrocarbon raw materials to prevent the formation of gas hydrates.

Газовые гидраты являются частным случаем соединений включения, которые образуются при внедрении низкомолекулярных веществ в полости кристаллической решетки, формируемой водородно-связанными молекулами воды. Образование гидратов происходит при наличии свободной воды и подходящего гидратообразователя (СН4, C2H6, С3Н8, i-С4Н10, n-С4Н10, СО2, H2S, N2 и т.п.) при определенных термобарических условиях, зависящих от состава системы. При добыче и транспортировке углеводородного сырья часто возникают осложнения, связанные с образованием газовых гидратов в стволе скважин, трубопроводах и оборудовании. За счет действия капиллярных сил кристаллы гидратов подвержены агломерации, приводящей к формированию гидратных пробок, которые могут полностью блокировать прохождение потока флюидов в стволе скважины, участке трубопровода или в технологическом оборудовании. Образование гидратов является нежелательным явлением, так как приводит к остановке технологических процессов добычи, транспортировки, переработки углеводородного сырья. В связи с этим актуальной научно-техническое задачей является разработка новых более эффективных способов для ингибирования газовых гидратов.Gas hydrates are a special case of inclusion compounds, which are formed during the incorporation of low molecular weight substances into the cavity of the crystal lattice formed by hydrogen-bonded water molecules. The formation of hydrates occurs in the presence of free water and a suitable hydrate former (CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , i-C 4 H 10 , n-C 4 H 10 , CO 2 , H 2 S, N 2 , etc. n.) under certain thermobaric conditions, depending on the composition of the system. During the extraction and transportation of hydrocarbon feedstocks, complications often arise associated with the formation of gas hydrates in the wellbore, pipelines and equipment. Due to the action of capillary forces, hydrate crystals are subject to agglomeration, which leads to the formation of hydrate plugs, which can completely block the flow of fluids in the wellbore, pipeline section or in technological equipment. The formation of hydrates is an undesirable phenomenon, as it leads to a halt in the technological processes of production, transportation, and processing of hydrocarbon raw materials. In this regard, an urgent scientific and technical task is to develop new, more effective methods for inhibiting gas hydrates.

Известен способ ингибирования образования гидратов, включающий использование индивидуальных термодинамических ингибиторов гидратообразования (ТИГ), в частности, низкомолекулярных спиртов (метанол и олигомерные гликоли) (RU 2049957, 1998). Высокие рабочие концентрации ТИГ в водной фазе (до 70% мас.) уменьшают активность воды в растворе, что приводит к понижению равновесной температуры гидратообразования и кристаллизации льда в таких системах. Достоинством способа является возможность его применения в низкотемпературных условиях ниже 0°С, когда требуется одновременное предотвращение формирования льда и гидратов. Недостатками способа являются повышенный расход ингибиторов из-за их высоких рабочих концентраций в водной фазе (до 70% мас.), высокая токсичность и пожароопасность низших спиртов, высокая растворимость метанола в сжатом газе и, как следствие повышенный удельный расход за счет уноса с потоком газа.A known method of inhibiting the formation of hydrates, including the use of individual thermodynamic inhibitors of hydrate formation (TIG), in particular, low molecular weight alcohols (methanol and oligomeric glycols) (RU 2049957, 1998). High working concentrations of TIG in the aqueous phase (up to 70% wt.) Reduce the activity of water in solution, which leads to a decrease in the equilibrium temperature of hydrate formation and ice crystallization in such systems. The advantage of the method is the possibility of its use in low-temperature conditions below 0 ° C, when simultaneous prevention of the formation of ice and hydrates is required. The disadvantages of the method are the increased consumption of inhibitors due to their high working concentrations in the aqueous phase (up to 70% by weight), high toxicity and fire hazard of lower alcohols, high solubility of methanol in compressed gas and, as a result, increased specific consumption due to entrainment with a gas stream .

Известны способы предотвращения агломерации газовых гидратов и образования гидратных пробок, основанные на использовании антиагломерантов (US 6444852, 2002; US 7958939, 2001; СА 2983402, 2016). Данные реагенты относятся к так называемым малодозовым гидратным ингибиторам (рабочие концентрации в водной фазе 0,1-2% мас.) и по своей природе являются поверхностно-активными веществами, которые не влияют на термодинамические условия гидратообразования, не замедляют нуклеацию гидратов, но, при этом, способствуют образованию текучей гидратной суспензии, которая может свободно транспортироваться в режиме многофазного потока без образования гидратных пробок. Таким образом, по своей сути антиагломеранты представляют собой ингибиторы отложений газовых гидратов. Недостатки способа заключаются в том, что из-за низких концентраций в водной фазе антиагломеранты не понижают точку замерзания воды и, поэтому, не могут применяться в низкотемпературных условиях, когда требуется одновременное предотвращение образования льда и газовых гидратов. Кроме того, для эффективной работы антиагломерантов обязательно требуется наличие жидкой углеводородной фазы (нефть, конденсат) для образования и стабилизация эмульсии обратного типа «вода-в масле». Необходимость разрушения эмульсии при использовании антиагломерантов значительно усложняет технологический процесс.Known methods of preventing agglomeration of gas hydrates and the formation of hydrate plugs based on the use of anti-agglomerates (US 6444852, 2002; US 7958939, 2001; CA 2983402, 2016). These reagents belong to the so-called low-dose hydrate inhibitors (working concentrations in the aqueous phase of 0.1-2% wt.) And are inherently surfactants that do not affect the thermodynamic conditions of hydrate formation, do not slow down the hydration nucleation, but, when this, contribute to the formation of a hydrated fluid suspension, which can be freely transported in multiphase flow mode without the formation of hydrate plugs. Thus, in essence, anti-agglomerants are inhibitors of gas hydrate deposits. The disadvantages of the method are that, due to low concentrations in the aqueous phase, anti-agglomerates do not lower the freezing point of water and, therefore, cannot be used in low-temperature conditions when simultaneous prevention of the formation of ice and gas hydrates is required. In addition, for the effective operation of anti-agglomerants, the presence of a liquid hydrocarbon phase (oil, condensate) is required for the formation and stabilization of an inverse water-in-oil emulsion. The need for the destruction of the emulsion when using anti-agglomerates significantly complicates the process.

Известны способы для предотвращения гидратообразования с помощью малодозовых агентов другого типа - кинетических ингибиторов гидратообразования (КИГ) (RU 2137740, 1999; RU 2436806, 2011; RU 2504642, 2013). Свойствами кинетических ингибиторов обладают амфифильные водорастворимые полимеры и олигомеры определенной структуры, способные за счет специфических взаимодействий в водном растворе замедлять процессы нуклеации гидратов и роста гидратных кристаллов. Уменьшение скорости нуклеации гидратов приводит к тому, что система, содержащая гидратообразующие компоненты и воду, может значительное время оставаться метастабильной по отношению к гидратной фазе, т.е. в системе наблюдается индукционный период (задержка) образования гидратной фазы. Недостаток способа заключается в низкой концентрации КИГ в водной фазе (до 2% мас.), что не позволяет понизить равновесную температуру кристаллизации льда и разложения газовых гидратов, т.е. влияние на термодинамику процесса отсутствует. Этот факт накладывает ограничение на использование КИГ в технологических процессах при низких температурах, когда требуется одновременное предотвращение образования льда и газовых гидратов. При этом индукционный период образования гидрата значительно зависит от движущей силы процесса (степень переохлаждения или разность между равновесной и фактической температурой гидратообразования). КИГ становятся неэффективными (индукционный период приближается к нулевому) при высоких значениях степени переохлаждения (выше 12°С). Кроме того, КИГ значительно хуже ингибируют образование гидратов кубической структуры I (метан, углекислый газ, сероводород) по сравнению с гидратами кубической структуры II (углеводородные газовые смеси).Known methods for preventing hydrate formation using low-dose agents of another type - kinetic inhibitors of hydrate formation (CIG) (RU 2137740, 1999; RU 2436806, 2011; RU 2504642, 2013). The properties of kinetic inhibitors are possessed by amphiphilic water-soluble polymers and oligomers of a certain structure, capable of slowing down the processes of hydration nucleation and the growth of hydrate crystals due to specific interactions in an aqueous solution. A decrease in the rate of hydrate nucleation leads to the fact that a system containing hydrate-forming components and water can remain metastable for a considerable time with respect to the hydrate phase, i.e. in the system there is an induction period (delay) in the formation of the hydrated phase. The disadvantage of this method is the low concentration of CIG in the aqueous phase (up to 2% wt.), Which does not allow to lower the equilibrium temperature of crystallization of ice and decomposition of gas hydrates, i.e. there is no influence on the thermodynamics of the process. This fact limits the use of CIG in technological processes at low temperatures, when simultaneous prevention of the formation of ice and gas hydrates is required. In this case, the induction period of hydrate formation significantly depends on the driving force of the process (degree of hypothermia or the difference between the equilibrium and actual temperature of hydrate formation). CIGs become ineffective (the induction period approaches zero) at high values of the degree of hypothermia (above 12 ° C). In addition, CIG significantly inhibit the formation of hydrates of cubic structure I (methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide) compared with hydrates of cubic structure II (hydrocarbon gas mixtures).

Также известен способ ингибирования гидратообразования, включающий использование кинетического ингибитора гидратообразования Luvicap EG, выпускаемого компанией BASF (Wu R. et al. Methane-propane mixed gas hydrate film growth on the surface of water and Luvicap EG solutions // Energy & Fuels. - 2013. - T. 27. - №. 5. - C. 2548-2554). Данный ингибитор представляет собой 40% раствор поли(N-винилкапролактама) в моноэтиленгликоле.Also known is a method of inhibiting hydrate formation, including the use of a kinetic hydrate inhibitor of Luvicap EG manufactured by BASF (Wu R. et al. Methane-propane mixed gas hydrate film growth on the surface of water and Luvicap EG solutions // Energy & Fuels. - 2013. - T. 27. - No. 5. - C. 2548-2554). This inhibitor is a 40% solution of poly (N-vinylcaprolactam) in monoethylene glycol.

Недостатками указанного способа являются невозможность его использования при температуре ниже минус 12,9°С (температура застывания используемого в способе ингибитора), технологические проблемы, связанные со сложностью перекачки и дозирования используемого ингибитора вследствие его высокой динамической вязкости (16700 мПа⋅с при 20°С). Кроме того, данный способ не обеспечивает существенного индукционного периода образования гидратной фазы при высоких значениях степени переохлаждения.The disadvantages of this method are the inability to use it at a temperature below minus 12.9 ° C (the pour point of the inhibitor used in the method), technological problems associated with the difficulty of pumping and dosing the used inhibitor due to its high dynamic viscosity (16,700 mPa⋅s at 20 ° C ) In addition, this method does not provide a significant induction period for the formation of a hydrated phase at high values of the degree of hypothermia.

Более близким к изобретению является способ ингибирования гидратообразования с помощью состава для предотвращения гидратных, солевых отложений и коррозии (RU 2504571, 2014), включающий поверхностно-активное вещество, полимер: сополимер пирролидона или капролактама, терполимер на основе N-винил-2 пиролидона, полиакриламид, гипан, полипропиленгликоль, полиоксипропиленполиол, диметиламиноэтилметакрилат, простой эфир марки Лапрол, гидроксиэтилцеллюлозу; ингибитор солеотложений: замещенную аминополикарбоновую или фосфоновую кислоту, двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и натриевую соль аминометиленфосфоновой кислоты, гексаметафосфат или триполифосфат натрия, хлорид или нитрат аммония; спирт в виде смеси формалина, или уротропина, или карбамидоформальдегидного концентрата-КФК: одноатомный спирт С14, кубовые остатки производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза, эфироальдегидную фракцию - побочный продукт при ректификации этилового спирта; двухатомный спирт С13, низкомолекулярный полиэтиленгликоль и полигликоль марки Гликойл-1; многоатомный спирт: глицерин или продукт его содержащий - полиглицерин в объемном соотношении от 1:4-1 и минерализованную воду при следующем соотношении компонентов, % мас.:Closer to the invention is a method of inhibiting hydrate formation using a composition for preventing hydrate, salt deposits and corrosion (RU 2504571, 2014), including a surfactant, a polymer: a pyrrolidone or caprolactam copolymer, a terpolymer based on N-vinyl-2 pyrrolidone, polyacrylamide , hypane, polypropylene glycol, polyoxypropylene polyol, dimethylaminoethyl methacrylate, Laprol ether, hydroxyethyl cellulose; scale inhibitor: substituted aminopolycarboxylic or phosphonic acid, disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid and sodium salt of aminomethylene phosphonic acid, hexametaphosphate or sodium tripolyphosphate, ammonium chloride or nitrate; alcohol in the form of a mixture of formalin, or urotropine, or urea-formaldehyde concentrate-KFK: C 1 -C 4 monohydroxy alcohol, bottoms from the production of butyl alcohols by oxosynthesis, the ether-aldehyde fraction is a by-product of ethyl alcohol rectification; C 1 -C 3 dihydric alcohol, low molecular weight polyethylene glycol and polyglycol Glycoil-1; polyhydric alcohol: glycerin or a product containing it - polyglycerol in a volume ratio of 1: 4-1 and mineralized water in the following ratio, wt.%:

ПАВ или смесь ПАВSurfactant or surfactant mixture 0,1-3,00.1-3.0 Указанный полимерThe specified polymer 0,02-3,00.02-3.0 Указанный ингибитор солеотложенийSpecified Scale Inhibitor 0,1-3,00.1-3.0 Указанная смесьSpecified mixture 5,0-30,05.0-30.0 Минерализованная водаMineralized water остальноеrest

Недостатки указанного способа заключаются в следующем.The disadvantages of this method are as follows.

Исходя из качественного и количественного (компонентного) состава используемого в известном способе ингибитора гидратообразования, данному способу свойственна низкая ингибирующая способность как из-за использования полимеров, у которых свойства кинетических ингибиторов гидратообразования выражены в незначительной степени (полиакриламид, гипан, полипропиленгликоль, полиоксипропиленполиол, простой эфир марки Лапрол, гидроксиэтилцеллюлоза), так и вследствие низкого содержания полимера и ПАВ в составе ингибитора, что приводит к недостаточно низкой температуре начала гидратообразования (кинетический ингибирующий эффект). Низкое содержание компонентов с антифризными свойствами (соли и спирты) в составе ингибитора обуславливает невозможность использования известного способа при температуре ниже примерно минус 30°С вследствие возможной кристаллизации воды. При этом, наличие в используемом составе компонентов, имеющих функцию, отличную от функции ингибирования гидратообразования (ингибитор солеотложений), приводит к дополнительному снижению ингибирующей способности способа. К снижению ингибирующей способности способа приводит также ограниченная смешиваемость используемых в составе одноатомных спиртов С14 с пластовой водой высокой минерализации (более 100 г/л), используемой в больших количествах (61-94,78%).Based on the qualitative and quantitative (component) composition of the hydrate inhibitor used in the known method, this method is characterized by low inhibitory ability due to the use of polymers in which the properties of kinetic hydrate inhibitors are slightly expressed (polyacrylamide, hypane, polypropylene glycol, polyoxypropylene polyol, ether brand Laprol, hydroxyethyl cellulose), and due to the low content of polymer and surfactant in the inhibitor, which leads to underdose sufficiently low temperature of hydrate formation onset (kinetic inhibitory effect). The low content of components with antifreeze properties (salts and alcohols) in the inhibitor makes it impossible to use the known method at temperatures below about minus 30 ° C due to the possible crystallization of water. Moreover, the presence in the composition used of components having a function different from the function of inhibiting hydrate formation (scale inhibitor) leads to an additional decrease in the inhibitory ability of the method. Limited miscibility of C 1 -C 4 alcohols used in the composition of monohydric alcohols with high salinity formation water (more than 100 g / l), used in large quantities (61-94.78%), also reduces the inhibitory ability of the method.

Кроме того, известный способ является экологически небезопасным из-за наличия в используемом составе ядовитого и канцерогенного формальдегида и уротропина, который легко гидролизуется с образованием формальдегида. Дополнительным недостатком используемого в известном способе состава является его потенциальная пожаро- и взрывоопасность при использовании вместо пластовой воды концентрированных водных растворов нитрата аммония и щелочных металлов, способных играть роль окислителя, в сочетании со спиртами, органическими ПАВ и полимерами, которые могут выступать в качестве топлива.In addition, the known method is environmentally unsafe due to the presence in the composition used of toxic and carcinogenic formaldehyde and urotropine, which is easily hydrolyzed to form formaldehyde. An additional disadvantage of the composition used in the known method is its potential fire and explosion hazard when using instead of produced water concentrated aqueous solutions of ammonium nitrate and alkali metals capable of playing the role of an oxidizing agent, in combination with alcohols, organic surfactants and polymers that can act as fuel.

Таким образом, указанный способ характеризуется низкой эффективностью.Thus, this method is characterized by low efficiency.

Техническая проблема изобретения заключается в повышении эффективности способа ингибирования гидратообразования - повышении его ингибирующей способности, расширении температурного диапазона его применимости в низкотемпературных условиях.The technical problem of the invention is to increase the efficiency of the method of inhibiting hydrate formation - increasing its inhibitory ability, expanding the temperature range of its applicability in low temperature conditions.

Указанная техническая проблема решается описываемым способом ингибирования гидратообразования путем ввода в ингибируемую среду композиции, содержащей водорастворимый полимер, поверхностно-активное вещество, пеногаситель, воду и растворитель: метанол, этанол, моно- и олигомерные этиленгликоли, моно- и олигомерные пропиленгликоли, глицерин, моноалкиловые эфиры С14 моно- и олигомерных этиленгликолей, моноалкиловые эфиры С14 моно- и олигомерных пропиленгликолей, этаноламины или их смесь, отходы химических производств, представляющие собой побочные продукты гидратации этиленоксида и пропиленоксида, кубовые остатки производств алкиловых эфиров моноэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, % мас.:This technical problem is solved by the described method of inhibiting hydrate formation by introducing into the inhibitory medium a composition containing a water-soluble polymer, a surfactant, antifoam, water and a solvent: methanol, ethanol, mono- and oligomeric ethylene glycols, mono- and oligomeric propylene glycols, glycerol, monoalkyl C 1 -C 4 mono- and oligomeric ethylene glycols, monoalkyl ethers C 1 -C 4 mono- and oligomeric propylene glycols, ethanolamines or a mixture thereof, chemical wastes representing e are by-products of hydration of ethylene oxide and propylene oxide, bottoms of the production of monoethylene glycol alkyl esters in the following ratio, wt.%:

водорастворимый полимерwater soluble polymer 1,0-25,01.0-25.0 поверхностно-активное веществоsurface-active substance 2,0-20,02.0-20.0 пеногасительantifoam 0-10,00-10,0 водаwater 0-15,00-15,0 растворительsolvent остальное до 100,the rest is up to 100,

причем в качестве поверхностно-активного вещества используют соединения общей формулы, выбранной из группы, включающей общие формулы 1-6:moreover, as a surfactant using compounds of the General formula selected from the group including General formulas 1-6:

Figure 00000001
Figure 00000001

где R - углеводородный радикал С617,where R is a hydrocarbon radical With 6 -C 17 ,

R1, R2 - углеводородные радикалы C14,R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 ,

х равен от 1 до 5; у равен от 1 до 5;x is from 1 to 5; y is from 1 to 5;

Figure 00000002
Figure 00000002

где R1, R2 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 ,

х равен от 1 до 15, у равен от 1 до 5;x is from 1 to 15, y is from 1 to 5;

Figure 00000003
Figure 00000003

где R1, R2 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 ,

х равен от 1 до 15, у равен от 1 до 5;x is from 1 to 15, y is from 1 to 5;

Figure 00000004
Figure 00000004

где R1, R2 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 ,

х равен от 1 до 15;x is from 1 to 15;

Figure 00000005
Figure 00000005

где R1, R2, R3, R4 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 ,

х равен от 1 до 15, у равен от 1 до 5;x is from 1 to 15, y is from 1 to 5;

Figure 00000006
Figure 00000006

где R1, R2, R3, R4 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 ,

х равен от 1 до 15.x is from 1 to 15.

Достигаемый технический результат заключается в снижении температуры начала гидратообразования используемого в способе ингибитора гидратообразования (композиции), в понижении его температуры застывания и, как следствие, в депрессии температуры образования льда в ингибируемой среде при одновременном обеспечении предотвращения образования гидратов как по кинетическому, так и по кинетическому и термодинамическому механизмам.The technical result achieved is to reduce the temperature of the onset of hydrate formation of the hydrate inhibitor (composition) used in the method, to lower its pour point and, as a result, to reduce the temperature of ice formation in the inhibited medium while ensuring prevention of hydrate formation both in kinetic and kinetic and thermodynamic mechanisms.

Сущность описываемого способа ингибирования гидратообразования заключается в следующем.The essence of the described method of inhibiting hydrate formation is as follows.

Описываемый способ может быть использован для ингибирования образования газовых гидратов в широком диапазоне температур окружающей среды, в том числе и в низкотемпературных условиях (менее 0°С), при высоких значениях степени переохлаждения. Способ может применяться для ингибировании газовых гидратов кубической структуры I (метан, углекислый газ, сероводород), кубической структуры II (углеводородные газовые смеси, смеси углеводородов с неуглеводородными компонентами). Способ может использоваться как в двухфазных системах газ - вода (в том числе, минерализованная), так и в многофазных системах с жидкими углеводородами (нефть, газовый конденсат). В зависимости от концентрации растворителя используемая в способе композиция имеет свойства кинетического ингибитора (при низком содержании растворителя - менее 50-60% мас.), либо проявляет дуальные ингибирующие свойства (кинетический и термодинамический эффект) при содержании растворителя более 50-60% мас. Изменение типа и концентрации растворителя в составе ингибитора, используемого в заявленном способе, приводит к обеспечению необходимых значений вязкости данного ингибитора, температуры застывания и кристаллизации ингибитора, а также, температуры кристаллизации льда в ингибируемой среде, содержащей воду.The described method can be used to inhibit the formation of gas hydrates in a wide range of ambient temperatures, including in low-temperature conditions (less than 0 ° C), at high values of the degree of supercooling. The method can be used to inhibit gas hydrates of cubic structure I (methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide), cubic structure II (hydrocarbon gas mixtures, mixtures of hydrocarbons with non-hydrocarbon components). The method can be used both in two-phase gas-water systems (including mineralized), and in multiphase systems with liquid hydrocarbons (oil, gas condensate). Depending on the concentration of the solvent, the composition used in the method has the properties of a kinetic inhibitor (with a low solvent content of less than 50-60% wt.), Or exhibits dual inhibitory properties (kinetic and thermodynamic effect) with a solvent content of more than 50-60% wt. Changing the type and concentration of solvent in the composition of the inhibitor used in the claimed method, provides the necessary values of the viscosity of the inhibitor, the pour point and crystallization of the inhibitor, as well as the temperature of crystallization of ice in the inhibited medium containing water.

Используемые в составе композиции (ингибитора гидратообразования) описываемого способа компоненты значительно замедляют образование зародышей гидратной фазы (нуклеацию), ингибируют рост кристаллов газовых гидратов и предотвращают агломерацию кристаллов гидратов меньшего размера в более крупные.The components used in the composition (hydrate inhibitor) of the described method significantly slow down the formation of hydrated phase nuclei (nucleation), inhibit the growth of gas hydrate crystals and prevent agglomeration of smaller hydrate crystals into larger ones.

Описываемый способ может использоваться для ингибирования гидратов в таком углеводородсодержащем сырье как, например, нефтяные водосодержащие эмульсии, указанные эмульсии, содержащие углеводородный газ, газовый конденсат, сырье, содержащее гидратообразующий газ, воду, а также другое углеводородсодержащее сырье, содержащее воду и гидратообразующие компоненты, характерное, в частности, для процессов добычи, переработки и транспортировки углеводородного сырья.The described method can be used to inhibit hydrates in such hydrocarbon-containing raw materials as, for example, oil-based aqueous emulsions, these emulsions containing hydrocarbon gas, gas condensate, raw materials containing hydrate-forming gas, water, as well as other hydrocarbon-containing raw materials containing water and hydrate-forming components, characteristic , in particular, for the processes of production, processing and transportation of hydrocarbons.

В зависимости от заданного типа ингибитора, определяемого соотношением растворителя и оставшихся компонентов, используемую композицию вводят в исходное сырье в количестве 0,2-70,0% от массы воды, содержащейся в указанном сырье. В каждом конкретном случае оптимальное значение дозировки может определяться по результатам лабораторных исследований в зависимости от состава композиции (ингибитора), состава флюидов конкретного объекта (газ, пластовая вода, нефть, газовый конденсат), температуры, давления.Depending on the specified type of inhibitor, determined by the ratio of solvent to the remaining components, the composition used is introduced into the feedstock in an amount of 0.2-70.0% by weight of the water contained in the specified feedstock. In each case, the optimal dosage can be determined by laboratory tests, depending on the composition of the composition (inhibitor), the composition of the fluids of a particular object (gas, produced water, oil, gas condensate), temperature, pressure.

В ингибиторе, применяемом в описываемом способе, в качестве водорастворимого полимера используют поли(N-виниллактамы), в частности, поли(N-винилпирролидон), поли(N-винилпиперидон), поли(N-винилкапролактам), поли(N-винилэнантолактам), полиакриламид и его производные, в частности, поли(N-изопропилакриламид), поли(N-акрилоилпирролидин), поли(N-глиоксилоилпирролидин), поли(N-этилметакриламид), поли(N-изопропилметакриламид), поливиниламид и его производные, полиаллиламид и его производные, сверхразветвленные полиэфирамиды, поливиниловый спирт и его производные, олигопептиды и антифризные белки, сополимеры, содержащие звенья указанных полимеров и другие высокомолекулярные соединения, способные замедлять процессы нуклеации и роста кристаллов газовых гидратов. Предпочтительно в качестве водорастворимого полимера используют поли(N-винилпирролидон), поли(N-винилпиперидон), поли(N-винилкапролактам), поли(N-изопропилакриламид), полиакрилоилпирролидин, поли(N-глиоксилоилпирролидин), поли(N-этилметакриламид), поли(N-изопропилметакриламид), поли(N-этилглицин), поли(N-изопропилглицин), поли(N-пропилглицин) и их сополимеры со звеньями N-винилпирролидона, N-винилпиперидона, N-винилкапролактама, винилацетата, винилового спирта, этиленоксида, пропиленоксида.In the inhibitor used in the described method, poly (N-vinyl lactams), in particular poly (N-vinyl pyrrolidone), poly (N-vinyl piperidone), poly (N-vinyl caprolactam), poly (N-vinyl enantholactam) are used as a water-soluble polymer , polyacrylamide and its derivatives, in particular poly (N-isopropylacrylamide), poly (N-acryloylpyrrolidine), poly (N-glyoxyloylpyrrolidine), poly (N-ethylmethacrylamide), poly (N-isopropylmethacrylamide), polyvinylamide and its derivatives, polyallyl and its derivatives, hyperbranched polyetheramides, polyvinyl alcohol and its roizvodnye, oligopeptides and antifreeze proteins, copolymers containing units of these polymers and other high molecular compounds capable of slowing the process of nucleation and crystal growth of gas hydrates. Preferably, poly (N-vinyl pyrrolidone), poly (N-vinyl piperidone), poly (N-vinyl caprolactam), poly (N-isopropyl acrylamide), polyacryloyl pyrrolidine, poly (N-glyoxyloyl pyrrolidine), poly (N-ethylmeth) are used as the water-soluble polymer. poly (N-isopropylmethacrylamide), poly (N-ethylglycine), poly (N-isopropylglycine), poly (N-propylglycine) and their copolymers with units of N-vinyl pyrrolidone, N-vinyl piperidone, N-vinyl caprolactam, vinyl acetate, vinyl alcohol, , propylene oxide.

В ингибиторе, применяемом в описываемом способе, в качестве поверхностно-активного вещества используют соединения с приведенными выше общими формулами 1-6. Предпочтительно в качестве поверхностно-активного вещества используют соединения общей формулы 1, где R - углеводородный радикал C8-C15, R1, R2 - углеводородные радикалы C14, х равен от 2 до 4, у равен от 1 до 3, соединения общей формулы 2, где R1, R2, - углеводородные радикалы С14, х равен от 2 до 14, у равен от 1 до 3, соединения общей формулы 3, где R1, R2 - углеводородные радикалы C14, х равен от 2 до 13, у равен от 1 до 3, соединения общей формулы 4, где R1, R2 - углеводородные радикалы C14, х равен от 2 до 13, соединения общей формулы 5, где R1, R2, R3, R4 - углеводородные радикалы C14, х равен от 2 до 13, у равен от 1 до 3; соединения общей формулы 6, где R1, R2, R3, R4 - углеводородные радикалы С14, х равен от 2 до 13.In the inhibitor used in the described method, compounds with the above general formulas 1-6 are used as a surfactant. Preferably, compounds of the general formula 1 are used as a surfactant, where R is a C 8 -C 15 hydrocarbon radical, R 1 , R 2 is a C 1 -C 4 hydrocarbon radical, x is from 2 to 4, and y is from 1 to 3, compounds of general formula 2, where R 1 , R 2 , are hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , x is from 2 to 14, y is equal to 1 to 3, compounds of general formula 3, where R 1 , R 2 are hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , x is from 2 to 13, y is from 1 to 3, compounds of the general formula 4, where R 1 , R 2 are hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , x is from 2 to 13, compounds of the general formula 5 where R 1, R 2, R 3, R 4 - carbon odorodnye radicals C 1 -C 4, x is from 2 to 13, y is from 1 to 3; compounds of General formula 6, where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , x is equal to from 2 to 13.

В качестве пеногасителя ингибитора гидратообразования описываемого способа используют жирные алифатические спирты, неионогенные поверхностно-активные вещества на основе жирных алифатических спиртов, полидиметилсилоксаны, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида.Fatty aliphatic alcohols, nonionic surfactants based on fatty aliphatic alcohols, polydimethylsiloxanes, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide are used as a defoamer of the hydrate formation inhibitor of the described method.

В ингибиторе, применяемом в описываемом способе, в качестве растворителя используют такие вещества, в частности, как метанол, этанол, моно- и олигомерные этиленгликоли (в частности, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пентаэтиленгликоль), моно- и олигомерные пропиленгликоли (в частности, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, тетрапропиленгликоль, пентапропиленгликоль), глицерин, моноалкиловые эфиры (C1-C4) указанных соединений, этаноламины (в частности, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин) или их смесь. Предпочтительно в качестве растворителя используют метанол, этанол, моноэтиленгликоль, алкиловые эфиры моноэтиленгликоля. Наиболее предпочтительно в качестве растворителя используют метанол, моноэтиленгликоль, бутиловый эфир моноэтиленгликоля. Также допускается в качестве растворителя использовать отходы химических производств, представляющих собой побочные продукты гидратации этиленоксида и пропиленоксида (олигомерные полиэтиленгликоли и полипропиленгликоли), кубовые остатки производств алкиловых эфиров моноэтиленгликоля.In the inhibitor used in the described method, substances such as methanol, ethanol, mono- and oligomeric ethylene glycols (in particular diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol), mono- and oligomeric propylene glycols (in particular, are used as solvent) 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, pentapropilenglikol), glycerol monoalkyl ethers (C 1 -C 4) thereof, ethanolamines (including monoethanolamine, diethanol min, triethanolamine) or mixtures thereof. Preferably, methanol, ethanol, monoethylene glycol, monoethylene glycol alkyl ethers are used as solvent. Most preferably, methanol, monoethylene glycol, buto monoethylene glycol butyl ether is used as a solvent. It is also allowed to use chemical wastes as a solvent, which are by-products of hydration of ethylene oxide and propylene oxide (oligomeric polyethylene glycols and polypropylene glycols), bottoms from the production of monoethylene glycol alkyl esters.

Наличие в ингибиторе поверхностно-активного вещества (ПАВ) общих формул 1-6 позволяет значительно снизить содержание водорастворимого полимера при одновременном повышении ингибирующей способности за счет проявления синергетического эффекта, связанного с совместным действием компонентов в растворе, что является неожиданным результатом. Более высокая ингибирующая способность позволяет уменьшить дозировку реагента при аналогичной эффективности процесса ингибирования газовых гидратов или повысить эффективность процесса ингибирования при одной и той же дозировке. Ингибитор, используемый в предложенном способе, характеризуется значительно меньшей вязкостью по сравнению с известными из уровня техники высоковязкими ингибиторами, например, Luvicap EG. Использование растворителя в составе композиции (ингибитора) позволяет придать последней необходимые низкотемпературные свойства, что позволяет применять описываемый способ при отрицательных температурах ингибируемой среды. Введение в композицию воды необходимо для обеспечения более низкой температуры застывания ингибитора в случае использования в качестве растворителя гликолей и этаноламинов. Наличие в смеси поверхностно-активных веществ в сочетании с полимерным компонентом придает композиции способность не только предотвращать образование газовых гидратов по кинетическому механизму, но и позволяет предотвращать агломерацию образующихся гидратных кристаллов. Кроме того, при содержании растворителя выше 50 - 60% мас. композиция может использоваться как комбинированный реагент, способный ингибировать образование гидратов одновременно по кинетическому и термодинамическому механизму, а также предотвращать образование льда в ингибируемой среде в низкотемпературных условиях. Наличие в составе композиции водорастворимого полимера, поверхностно-активных веществ и растворителя в таком случае позволяет значительно повысить эффективность процесса ингибирования гидратообразования и снизить расход термодинамического ингибитора.The presence in the inhibitor of a surface-active substance (SAS) of general formulas 1-6 can significantly reduce the content of water-soluble polymer while increasing the inhibitory ability due to the manifestation of the synergistic effect associated with the joint action of the components in the solution, which is an unexpected result. Higher inhibitory ability allows to reduce the dosage of the reagent with the same efficiency of the process of inhibition of gas hydrates or to increase the efficiency of the process of inhibition at the same dosage. The inhibitor used in the proposed method is characterized by a significantly lower viscosity compared with high viscosity inhibitors known from the prior art, for example, Luvicap EG. The use of a solvent in the composition (inhibitor) makes it possible to impart the necessary low-temperature properties to the latter, which makes it possible to use the described method at negative temperatures of the inhibited medium. The introduction of water into the composition is necessary to provide a lower pour point of the inhibitor when glycols and ethanolamines are used as a solvent. The presence of surfactants in the mixture in combination with the polymer component gives the composition the ability not only to prevent the formation of gas hydrates by the kinetic mechanism, but also to prevent agglomeration of the hydrated crystals formed. In addition, when the solvent content is above 50 - 60% wt. the composition can be used as a combined reagent capable of inhibiting the formation of hydrates simultaneously by the kinetic and thermodynamic mechanism, as well as preventing the formation of ice in an inhibited medium under low temperature conditions. The presence of a water-soluble polymer, surfactants and a solvent in the composition in this case can significantly increase the efficiency of the hydrate formation inhibition process and reduce the consumption of a thermodynamic inhibitor.

Композицию (ингибитор гидратообразования), используемую в описываемом способе, готовят путем компаундирования компонентов. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, дозируют растворитель и воду. Перемешивают до образования гомогенного раствора. После этого в полученную массу добавляют водорастворимый полимер и пеногаситель. Повторно перемешивают до однородного состояния. На конечной стадии в полученный раствор добавляют поверхностно-активное вещество и гомогенизирируют полученную смесь путем перемешивания. Полученную композицию (ингибитор) вводят в ингибируемую среду (поток флюидов) различным образом, в частности, непосредственно в сырье, закачивают в прискважинную зону или в участок трубопровода. Ввод ингибитора в ингибируемую среду, содержащей воду и гидратообразующие компоненты, может осуществляться с помощью форсуночных устройств, как в направлении потока флюидов, так и против него. Ввод в противотоке обеспечивает более быстрое и равномерное распределение ингибитора в ингибируемой среде. Описываемый способ желательно проводить при значении температуры равной или более высокой, чем равновесная температура гидратообразования среды.The composition (hydrate inhibitor) used in the described method is prepared by compounding the components. Solvent and water are metered into a reactor equipped with a stirrer. Stir until a homogeneous solution is formed. After that, a water-soluble polymer and antifoam are added to the resulting mass. Re-mix until smooth. At the final stage, a surfactant is added to the resulting solution and the resulting mixture is homogenized by stirring. The resulting composition (inhibitor) is introduced into the inhibited medium (fluid flow) in various ways, in particular, directly into the raw material, and pumped into the near-well zone or into the pipeline section. The introduction of the inhibitor into the inhibited medium containing water and hydrate-forming components can be carried out using nozzle devices, both in the direction of the fluid flow and against it. Input in countercurrent provides a more rapid and uniform distribution of the inhibitor in the inhibited medium. The described method is preferably carried out at a temperature equal to or higher than the equilibrium temperature of hydration of the medium.

Изобретение иллюстрируется примерами, не ограничивающими его использование.The invention is illustrated by examples, not limiting its use.

Пример 1.Example 1

По вышеописанной технологии готовят ингибитор гидратообразования следующего состава, % масс.:According to the above technology, a hydrate formation inhibitor of the following composition is prepared,% wt .:

- водорастворимый полимер - сополимер N-винилкапролактама и- a water-soluble polymer is a copolymer of N-vinylcaprolactam and N-винилпирролидонаN-vinylpyrrolidone 25,025.0 - ПАВ общей формулы 2, где- surfactant of General formula 2, where R1 - радикал СН3,R 1 is the radical CH 3 , R2 - радикал СН3,R 2 is the radical CH 3 , х равен 12, у равен 1x is 12, y is 1 20,020,0 - пеногаситель - изоамиловый спирт- antifoam - isoamyl alcohol 10,010.0 - растворитель - метанол- solvent - methanol 45,045.0

Пример 2.Example 2

По вышеописанной технологии готовят ингибитор гидратообразования следующего состава, % масс.:According to the above technology, a hydrate formation inhibitor of the following composition is prepared,% wt .:

- водорастворимый полимер - поли-N-винилкапролактам- water soluble polymer - poly-N-vinylcaprolactam 14,014.0 - ПАВ общей формулы 1, где- surfactant of General formula 1, where R - радикал С11,R is a C 11 radical, R1 - радикал СН3,R 1 is the radical CH 3 , R2 - радикал C2H5,R 2 is the radical C 2 H 5 , х равен 3, у равен 1x is 3, y is 1 12,012.0 - пеногаситель – оксиэтилированный- antifoam - ethoxylated 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол2,4,7,9-tetramethyl-5-decin-4,7-diol 5,05,0 - вода- water 10,010.0 растворитель - моноэтиленгликольsolvent - monoethylene glycol 59,059.0

Пример 3.Example 3

По вышеописанной технологии готовят ингибитор гидратообразования следующего состава, % масс.:According to the above technology, a hydrate formation inhibitor of the following composition is prepared,% wt .:

- водорастворимый полимер – сополимер- water soluble polymer - copolymer N-акрилоилпирролидина и N-винилпирролидонаN-acryloylpyrrolidine and N-vinylpyrrolidone 1,01,0 - ПАВ общей формулы 3, где- surfactant of General formula 3, where R1 - радикал н-С4Н9,R 1 is the radical nC 4 H 9 , R2 - радикал н-C3H7,R 2 is the radical n-C 3 H 7 , х равен 7, у равен 3x is 7, y is 3 2,02.0 - вода- water 15,015.0 - растворитель - моноэтиленгликоль- solvent - monoethylene glycol 82,082.0

Пример 4.Example 4

По вышеописанной технологии готовят ингибитор гидратообразования следующего состава, % масс.:According to the above technology, a hydrate formation inhibitor of the following composition is prepared,% wt .:

- водорастворимый полимер – сополимер- water soluble polymer - copolymer N-винилкапролактама и винилового спиртаN-vinylcaprolactam and vinyl alcohol 25,025.0 - ПАВ общей формулы 4, где- surfactant of General formula 4, where R1 - радикал н-С4Н9,R 1 is the radical nC 4 H 9 , R2 - радикал н-C4H9,R 2 is the radical n-C 4 H 9 , х равен 7x is 7 15,015.0 - пеногаситель - сополимер этиленоксида и пропиленоксида- antifoam - a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide 10,010.0 - растворитель - метиловый эфир моноэтиленгликоля- solvent - monoethylene glycol methyl ether 50,050,0

Пример 5.Example 5

По вышеописанной технологии готовят ингибитор гидратообразования следующего состава, % масс.:According to the above technology, a hydrate formation inhibitor of the following composition is prepared,% wt .:

- водорастворимый полимер - поли-N-изопропилакриламид- water soluble polymer - poly-N-isopropyl acrylamide 20,020,0 - ПАВ общей формулы 5, где- surfactant of General formula 5, where R1 - радикал СН3,R 1 is the radical CH 3 , R2 - радикал н-С3Н7,R 2 is the radical nC 3 H 7 , R3 - радикал н-С4Н9,R 3 is the radical nC 4 H 9 , R4 - радикал н-С3Н7,R 4 is the radical nC 3 H 7 , х равен 8, у равен 2x is 8, y is 2 10,010.0 - пеногаситель – оксиэтилированный- antifoam - ethoxylated 3,5,8,10-тетраметилдодекан-5,8-диол3,5,8,10-tetramethyldodecane-5,8-diol 5,05,0 - растворитель - бутиловый эфир моноэтиленгликоля- solvent - monoethylene glycol butyl ether 65,065.0

Пример 6.Example 6

По вышеописанной технологии готовят ингибитор гидратообразования следующего состава, % масс.:According to the above technology, a hydrate formation inhibitor of the following composition is prepared,% wt .:

- водорастворимый полимер - сополимер N-винилкапролактама и- a water-soluble polymer is a copolymer of N-vinylcaprolactam and N-винилпирролидонаN-vinylpyrrolidone 2,02.0 - ПАВ общей формулы 6, где- surfactant of General formula 6, where R1 - радикал н-С4Н9,R 1 is the radical nC 4 H 9 , R2 - радикал н-С4Н9,R 2 is the radical nC 4 H 9 , R3 - радикал н-С4Н9,R 3 is the radical nC 4 H 9 , R4 - радикал н-С4Н9,R 4 is the radical nC 4 H 9 , х равен 6x is 6 2,02.0 - пеногаситель – оксиэтилированный- antifoam - ethoxylated 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол2,4,7,9-tetramethyl-5-decin-4,7-diol 1,01,0 - растворитель - этанол- solvent - ethanol 95,095.0

Заявленный способ иллюстрируют на примере использования в качестве исходного углеводородсодержащего сырья модельной системы, состоящей из газовой смеси 95,66% СН4+4,34% С3Н8 (% мол.) и воды.The claimed method is illustrated by the example of using a model system consisting of a gas mixture of 95.66% CH 4 + 4.34% C 3 H 8 (mol%) and water as an initial hydrocarbon-containing feedstock.

Образцы ингибиторов гидратообразования характеризуют путем измерений:Samples of hydrate inhibitors are characterized by measuring:

- динамической вязкости состава η при температуре 20,0°С, которое проводят с использованием ротационного вискозиметра Rheotest RV2.1 при скорости сдвига 24,3 с-1;- dynamic viscosity of composition η at a temperature of 20.0 ° C, which is carried out using a Rheotest RV2.1 rotational viscometer at a shear rate of 24.3 s -1 ;

- температуры застывания состава Тр по ГОСТ 20287-91 (при отсутствии воды в композиции) или температуры замерзания по ASTM D 1177 (при наличии воды в композиции);- pour point of the composition T r according to GOST 20287-91 (in the absence of water in the composition) or freezing temperature in accordance with ASTM D 1177 (in the presence of water in the composition);

- температуры начала гидратообразования T1 и степени переохлаждения начала гидратообразования ΔТ1 характеризующих кинетический ингибирующий эффект образца.- the temperature of the onset of hydrate formation T 1 and the degree of supercooling of the onset of hydrate formation ΔT 1 characterizing the kinetic inhibitory effect of the sample.

Температуру и степень переохлаждения начала гидратообразования измеряют по следующей методике.The temperature and degree of supercooling of the onset of hydrate formation is measured by the following procedure.

Исследование проводят на лабораторной установке Sapphire Rocking Cell RCS6. С помощью лабораторных весов Ohaus Pioneer РА413С готовят водный раствор исследуемых образцов. В каждую сапфировую ячейку установки RCS6 помещают шар из нержавеющей стали диаметром 10 мм (элемент для перемешивания) и с помощью пипет-дозатора заливают по 10 мл раствора ингибитора концентрацией 1% мас. Отношение свободного объема к объему жидкости в каждой ячейке составляет 1:1. Ячейки устанавливают в термостатируемой ванне установки и герметично закрывают. Объем ванны заполняют теплоносителем. Свободный объем ячеек продувают гидратообразующим газом с целью удаления воздуха. После продувки ячейки наполняют гидратообразующим газом до начального давления 60 бар при комнатной температуре 21°С. Включают перемешивание содержимого ячеек путем их отклонения относительно горизонтального положения на угол ±45° с частотой 10 мин-1. Перемешивание остается включенным далее на протяжении всего эксперимента. Периодическое отклонение ячеек приводит к перемещению шарика от одного края ячейки к другому. При перемещении каждый раз шарик пересекает границу раздела газ-жидкость, что приводит к возникновению сдвигающих сил и способствует протеканию процесса нуклеации газовых гидратов на границе раздела газ-жидкость-металл. После этого температуру в ванне устанавливают на 1 час на таком уровне, чтобы Р,T-условия в ячейках соответствовали двухфазной области V-Lw (газ-водный раствор) на фазовой диаграмме вблизи линии трехфазного равновесия V-Lw-H (газ-водный раствор-газовый гидрат). После взаимного насыщения газовой и жидкой фаз температуру в ванне понижают со скоростью 1°С/ч, фиксируя при этом визуально содержимое сапфировых ячеек и контролируя измерение температуры и давления во всех ячейках. Давление во всех ячейках падает линейно при охлаждении со скоростью 1°С до тех пор, пока не начинается процесс гидратообразования. Из-за поглощения гидратообразующего газа зависимости давления от времени отклоняются от прямой. Фиксируют температуру T1 и давление P1 в каждой ячейке, при которых начинается отклонение указанных зависимостей от прямых. На основании полученных ранее экспериментальных данных по условиям фазового равновесия гидратов модельной метан-пропановой газовой смеси рассчитывают степень переохлаждения ΔТ1 при которой начинается процесс гидратообразования. ΔT равна разности между Teq и Т1 где Teq - равновесная температура при давлении P1 для модельной газовой смеси 4,34% С3Н8+95,66% СН4. Teq рассчитывают путем полиномиального уравнения регрессии, полученного при обработке экспериментальных результатов по условиям трехфазного равновесия Lw-V-H для модельной газовой смеси 4,34% С3Н8+95,66% CH4. Для каждого из образцов проводят не менее 12 экспериментов, по результатам которых производят усреднение температуры, давления, степени переохлаждения начала гидратообразования и рассчитывают стандартное отклонение данных величин для каждого из образцов. Величина ΔТ1 свидетельствует об эффективности образцов ингибиторов на стадии нуклеации газовых гидратов (кинетический ингибирующий эффект).The study is conducted on a laboratory setup Sapphire Rocking Cell RCS6. Using an Ohaus Pioneer PA413C laboratory balance, an aqueous solution of the test samples is prepared. A stainless steel ball with a diameter of 10 mm (stirring element) is placed in each sapphire cell of the RCS6 installation, and 10 ml of an inhibitor solution with a concentration of 1% wt. The ratio of free volume to liquid volume in each cell is 1: 1. The cells are installed in a thermostatic bath of the installation and hermetically closed. The volume of the bath is filled with coolant. The free volume of the cells is purged with hydrate-forming gas in order to remove air. After purging, the cells are filled with hydrate-forming gas to an initial pressure of 60 bar at room temperature 21 ° C. They include mixing the contents of the cells by deviating them from the horizontal position by an angle of ± 45 ° with a frequency of 10 min -1 . Stirring remains on throughout the experiment. Periodic deviation of the cells leads to the movement of the ball from one edge of the cell to the other. When moving each time, the ball crosses the gas-liquid interface, which leads to the appearance of shear forces and contributes to the process of nucleation of gas hydrates at the gas-liquid-metal interface. After that, the temperature in the bath is set for 1 hour at such a level that the P, T-conditions in the cells correspond to the two-phase region VL w (gas-water solution) in the phase diagram near the three-phase equilibrium line VL w -H (gas-water solution-gas hydrate). After mutual saturation of the gas and liquid phases, the temperature in the bath is lowered at a rate of 1 ° C / h, while visually fixing the contents of sapphire cells and controlling the measurement of temperature and pressure in all cells. The pressure in all cells decreases linearly upon cooling at a rate of 1 ° C until the hydrate formation process begins. Due to the absorption of the hydrate-forming gas, the time dependences deviate from the straight line. The temperature T 1 and pressure P 1 in each cell are fixed at which the deviation of these dependences from the lines begins. Based on the previously obtained experimental data on the phase equilibrium conditions of hydrates of a model methane-propane gas mixture, the degree of supercooling ΔТ1 at which hydrate formation begins is calculated. ΔT is the difference between T eq and T 1 where T eq is the equilibrium temperature at a pressure P 1 for a model gas mixture of 4.34% C 3 H 8 + 95.66% CH 4 . T eq is calculated by polynomial regression equation obtained by processing the experimental results according to the conditions of three-phase equilibrium L w -VH for a model gas mixture of 4.34% C 3 H 8 + 95.66% CH 4 . At least 12 experiments are carried out for each of the samples, according to the results of which the temperature, pressure, degree of supercooling of the onset of hydrate formation are averaged, and the standard deviation of these values for each of the samples is calculated. The value of ΔT 1 indicates the effectiveness of inhibitor samples at the stage of nucleation of gas hydrates (kinetic inhibitory effect).

Результаты испытаний полученных образцов приведены в таблице 1.The test results of the samples are shown in table 1.

Figure 00000007
Figure 00000007

Из полученных результатов следует, что описываемый способ обладает более высокой ингибирующей способностью (температура начала гидратообразования для состава ингибитора, используемого в заявленном способе ниже на 7,9-10,8°С, чем для состава, используемого в известном способе), а также может эффективно проводиться при более низких температурах ингибируемой и окружающей среды, чем известный способ (ниже минус 30°С), позволяя более эффективно предотвращать образование льда в ингибируемой среде в широком диапазоне низкотемпературных условий.From the obtained results it follows that the described method has a higher inhibitory ability (the onset of hydrate formation for the composition of the inhibitor used in the inventive method is lower by 7.9-10.8 ° C than for the composition used in the known method), and can also carried out efficiently at lower temperatures of the inhibited and environmental than the known method (below minus 30 ° C), allowing more effectively to prevent the formation of ice in the inhibited medium in a wide range of low-temperature conditions.

Проведение описываемого способа с использованием иной ингибируемой среды, композиции, содержащей иные вышеперечисленные вещества, в иных концентрациях, входящих в указанный выше интервал, приводит к аналогичным результатам. Использование в способеCarrying out the described method using a different inhibitory medium, a composition containing other of the above substances, in different concentrations falling within the above range, leads to similar results. Use in the method

содержащей компоненты в количествах, выходящих за данный интервал, не приводит к желаемым результатам.containing components in quantities beyond this interval does not lead to the desired results.

Таким образом, заявленный способ характеризуется высокой ингибирующей способностью, расширенным температурным диапазоном применимости, эффективным предотвращением образования льда в ингибируемой среде в широком температурном интервале, включающем низкие температуры. Кроме того, заявленный способ является более экологически безопасным из-за отсутствия в используемом составе ингибитора канцерогенного формальдегида и пожаробезопасным (отсутствие в используемом составе ингибитора кислородсодержащих солей-окислителей).Thus, the claimed method is characterized by high inhibitory ability, extended temperature range of applicability, effective prevention of ice formation in the inhibited medium in a wide temperature range, including low temperatures. In addition, the claimed method is more environmentally friendly due to the absence in the composition used of a carcinogenic formaldehyde inhibitor and fireproof (absence in the composition used of the inhibitor of oxygen-containing oxidizing salts).

Claims (22)

Способ ингибирования гидратообразования путем ввода в ингибируемую среду композиции, содержащей водорастворимый полимер, поверхностно-активное вещество, пеногаситель, воду и растворитель: метанол, этанол, моно- и олигомерные этиленгликоли, моно- и олигомерные пропиленгликоли, глицерин, моноалкиловые эфиры С14 моно- и олигомерных этиленгликолей, моноалкиловые эфиры С14 моно- и олигомерных пропиленгликолей, этаноламины или их смесь, отходы химических производств, представляющие собой побочные продукты гидратации этиленоксида и пропиленоксида, кубовые остатки производств алкиловых эфиров моноэтиленгликоля при следующем соотношении компонентов, % мас.:A method of inhibiting hydrate formation by introducing into an inhibitory medium a composition containing a water-soluble polymer, a surfactant, antifoam, water and a solvent: methanol, ethanol, mono- and oligomeric ethylene glycols, mono- and oligomeric propylene glycols, glycerin, C 1 -C 4 monoalkyl ethers mono- and oligomeric ethylene glycols, monoalkyl ethers of C 1 -C 4 mono- and oligomeric propylene glycols, ethanolamines or a mixture thereof, chemical wastes, which are by-products of hydration of ethylene oxide and of pylene oxide, bottoms of the production of monoethylene glycol alkyl esters in the following ratio of components,% wt .: водорастворимый полимерwater soluble polymer 1,0-25,01.0-25.0 поверхностно-активное веществоsurface-active substance 2,0-20,02.0-20.0 пеногасительantifoam 0-10,00-10,0 водаwater 0-15,00-15,0 растворительsolvent остальное до 100the rest is up to 100
причем в качестве поверхностно-активного вещества используют соединения общей формулы, выбранной из группы, включающей общие формулы 1-6:moreover, as a surfactant using compounds of the General formula selected from the group including General formulas 1-6:
Figure 00000008
Figure 00000008
где R - углеводородный радикал С617,where R is a hydrocarbon radical With 6 -C 17 , R1, R2 - углеводородные радикалы C14,R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , х равен от 1 до 5; у равен от 1 до 5;x is from 1 to 5; y is from 1 to 5;
Figure 00000009
Figure 00000009
где R1, R2 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , х равен от 1 до 15, у равен от 1 до 5;x is from 1 to 15, y is from 1 to 5;
Figure 00000010
Figure 00000010
где R1, R2 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , х равен от 1 до 15, у равен от 1 до 5;x is from 1 to 15, y is from 1 to 5;
Figure 00000011
Figure 00000011
где R1, R2 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , х равен от 1 до 15;x is from 1 to 15;
Figure 00000012
Figure 00000012
где R1, R2, R3, R4 - углеводородные радикалы C14,where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 - hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , х равен от 1 до 15, у равен от 1 до 5;x is from 1 to 15, y is from 1 to 5;
Figure 00000013
Figure 00000013
где R1, R2, R3, R4 - углеводородные радикалы С14,where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are hydrocarbon radicals C 1 -C 4 , х равен от 1 до 15.x is from 1 to 15.
RU2018140187A 2018-11-14 2018-11-14 Method of hydration inhibiting RU2706276C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140187A RU2706276C1 (en) 2018-11-14 2018-11-14 Method of hydration inhibiting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140187A RU2706276C1 (en) 2018-11-14 2018-11-14 Method of hydration inhibiting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706276C1 true RU2706276C1 (en) 2019-11-15

Family

ID=68580008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018140187A RU2706276C1 (en) 2018-11-14 2018-11-14 Method of hydration inhibiting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706276C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041784A1 (en) * 1995-06-08 1996-12-27 Exxon Production Research Company Method for inhibiting hydrate formation
RU2134678C1 (en) * 1995-06-08 1999-08-20 Эксон продакшн рисерч компани Method of inhibition of formation of hydrates
RU2137740C1 (en) * 1995-06-08 1999-09-20 Эксон продакшн рисерч компани Method of inhibition of formation of clathrate-hydrates in liquid
WO2007030435A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Baker Hughes Incorporated Deep water completions fracturing fluid compositions
RU2436806C1 (en) * 2010-10-05 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Method of inhibiting formation of gaseous hydrates
RU2481375C1 (en) * 2011-12-08 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Hydrate growth inhibitor of kinetic action
RU2504642C2 (en) * 2012-03-26 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Method of inhibiting hydrocarbon formation
RU2504571C2 (en) * 2011-09-21 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Composition for prevention of hydrate salt depositions and corrosion

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041784A1 (en) * 1995-06-08 1996-12-27 Exxon Production Research Company Method for inhibiting hydrate formation
RU2134678C1 (en) * 1995-06-08 1999-08-20 Эксон продакшн рисерч компани Method of inhibition of formation of hydrates
RU2137740C1 (en) * 1995-06-08 1999-09-20 Эксон продакшн рисерч компани Method of inhibition of formation of clathrate-hydrates in liquid
WO2007030435A1 (en) * 2005-09-07 2007-03-15 Baker Hughes Incorporated Deep water completions fracturing fluid compositions
RU2436806C1 (en) * 2010-10-05 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Method of inhibiting formation of gaseous hydrates
RU2504571C2 (en) * 2011-09-21 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Composition for prevention of hydrate salt depositions and corrosion
RU2481375C1 (en) * 2011-12-08 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Hydrate growth inhibitor of kinetic action
RU2504642C2 (en) * 2012-03-26 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Method of inhibiting hydrocarbon formation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2562974C2 (en) Composition and method of reducing agglomeration of hydrates
US11149185B2 (en) Multifunctional foaming composition with wettability modifying, corrosion inhibitory and mineral scale inhibitory/dispersants properties for high temperature and ultra high salinity
US10961432B2 (en) Method of mineral oil production
EP2651877B1 (en) Composition and method for reducing hydrate agglomeration
US5841010A (en) Surface active agents as gas hydrate inhibitors
FI108563B (en) Oil and gas field chemicals
CA2817627C (en) Foamers for downhole injection
MX2012014187A (en) Foaming composition with wettability modifying and corrosion inhibitory properties for high temperature and ultra-high salinity.
USH1749H (en) Method for inhibiting hydrate formation
RU2705645C1 (en) Hydrate inhibitor
AU2016348440A1 (en) Friction-reducing compositions formulated with highly concentrated brine
BRPI1009504B1 (en) compositions for inhibiting hydrate agglomerate formation in a fluid and methods for inhibiting hydrate agglomerate formation in a fluid
Semenov et al. Gas hydrate nucleation and growth in the presence of water-soluble polymer, nonionic surfactants, and their mixtures
Popoola et al. Triethanolamine (TEA) as flow improver for heavy crude oils
IT201600130556A1 (en) INHIBITORS OF GAS HYDRATES
BR112020003198B1 (en) POLYMER
WO2002086381A1 (en) Drag reduction using fatty acids
RU2706276C1 (en) Method of hydration inhibiting
IT201600130571A1 (en) INHIBITORS OF GAS HYDRATES
RU2677494C1 (en) Kinetic inhibitor of hydrate formation
BR112020005500A2 (en) method for producing mineral oil, mixture of surfactants, method for producing a mixture of surfactants, concentrate, and, use of a mixture of surfactants
WO2002086031A1 (en) Drag reduction using maleated fatty acids
BR112021014463A2 (en) COMPLETE REMOVAL OF SOLIDS DURING HYDROGEN SULFIDE SEQUESTRANT OPERATIONS USING A SEQUESTRANT AND MICHAEL ACCEPTOR
RU2659055C1 (en) Method of production and usage of long-term active reagents for protection of extracting oil wells and associated technological equipment from corrosion and scale
RU2717860C1 (en) Composition for elimination of hydrate plugs

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200528

Effective date: 20200528