EA025958B1

EA025958B1 - Химический состав для агрегации песка в нефтяных скважинах

Info

Publication number: EA025958B1
Application number: EA201500655A
Authority: EA
Inventors: Фахреддин Саттар Оглы Исмаилов; Багир Алекпер оглы Сулейманов; Раят Гусейн Оглы Исмаилов; Казым Ислам оглы Матиев; Хаким Фикрет оглы Аббасов; Заур Дахыл оглы Ибаев
Original assignee: Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг)
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2017-02-28
Also published as: EA201500655A1

Abstract

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для предотвращения пескопроявлений в нефтяных скважинах, а также может быть использовано для коагуляции кристаллических частиц в дисперсной системе. Задача предлагаемого изобретения заключается в создании агрегирующего песок состава, используя неядовитые и легкодоступные вещества. Указанная задача решается тем, что химический состав для агрегации песка, содержащий триэтаноламин, метиловый спирт и кислоту, дополнительно содержит карбамид, а в качестве кислоты - ортофосфорную кислоту при следующем мольном соотношении: (ортофосфорная кислота):(триэтаноламин):(метиловый спирт):(карбамид) 1:0,25:2:0,2.

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для предотвращения пескопроявлений в нефтяных скважинах, а также может быть использовано для коагуляции кристаллических частиц в дисперсной системе.

Контроль песка в нефтяных скважинах является очень важной задачей; образование песка и щебня (гравия) уменьшает производительность скважины: гравий закрывает поры и вызывает эрозию оборудования, находящегося под землей и на поверхности.

Известна агрегирующая смесь на основе внутренней соли низкомолекулярного полимера для агрегации песка в водной среде (1).

Недостатком состава является ухудшение проницаемости пласта при его использовании, а также для обработки песка требуется большое количество предлагаемой смеси, что экономически невыгодно.

Известен способ агрегации песка с помощью неводорастворимой полимерной эмульсии на основе поливинилацетата, винилацетатакрильного сополимера, акрил-акрильного сополимера (2).

Недостатком этого изобретения является полная закупорка пор и щелей в пористой среде, что в нефтяных пластах крайне нежелательно.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату является агрегирующая композиция, включающая следующие компоненты в мас.% (3):

полифосфорная кислота - 7,19, алкилпиридины - 42,46, триэтаноламин - 4,26, метиловый спирт - 44,23, вода - 1,86.

Недостатком этой композиции является сложность получения полифосфорной кислоты, ядовитость и дороговизна смеси алкилпиридинов, а также низкая производительность процесса.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании агрегирующего песок состава, используя неядовитые и легкодоступные вещества.

Указанная задача решается тем, что химический состав для агрегации песка, содержащий триэтаноламин, метиловый спирт и кислоту, дополнительно содержит карбамид, а в качестве кислоты - ортофосфорную кислоту при следующем мольном соотношении: (ортофосфорная кислота):(триэтаноламин):(метиловый спирт):(карбамид) 1:0,25:2:0,2.

Принципиальное отличие предлагаемого состава состоит в том, что в качестве кислоты используют ортофосфорную кислоту вместо полифосфорной. Агрегирующие свойства состава достигаются новым решением - введением нетрадиционного компонента - карбамида вместо ядовитых и дорогостоящих алкил пиридинов.

Для получения химического состава согласно изобретению используют следующие вещества:

ортофосфорная кислота, \У290017 αΐύπαΐι 85 ^ί.% в Н₂О;

триэтаноламин, ОКП 180334 Ч ТУ 6-09-2448-72;

карбамид, ОКП 26020269 Ч ГОСТ 2081-92;

метиловый спирт (МС), ЕС # 200-659-6, 99,8%.

Приготовление химического состава для агрегации песка в нефтяных скважинах проводят следующим образом: в трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и делительной воронкой сначала наливают определенное количество ортофосфорной кислоты, а затем с одновременным смешиванием добавляют триэтаноламин. Полученную в колбе смесь нагревают и перемешивают в течение 30 мин. После этого в реакционную колбу добавляют растворенный в метиловом спирте карбамид, смешивание продолжают 30 мин. Этим способом приготовлено 6 агрегирующих композиций, отличающихся друг от друга мольным соотношением компонентов.

Преимуществом этого изобретения является значительное уменьшение ξ-потенциала частиц песка по абсолютному значению в водной среде при использовании предлагаемой композиции для агрегации песка.

Агрегирующая способность песка оценивается значением ξ-потенциала, скорости течения раствора соленой воды через обработанный предлагаемой композицией песок и коэффициентом фильтрации песка. Низкое значение ξ-потенциала и уменьшение скорости течения являются признаками хорошей агрегации песка. Для определения ξ-потенциала был использован метод потенциала течения.

Сначала было взято 30 г образца песка и на нее прибавлялось 0,25-4,0 мл агрегирующего состава и 20 мл 2% раствора хлорида калия и все компоненты смешивались в течение 30 мин. Полученный образец песка был помещен в прозрачную трубку, имеющую в нижнем конце сетку для предотвращения прохождения частиц песка. Через образец песка пропускалось 100 мл 2% раствора хлорида калия. Приготовленный таким образом образец песка использовался для измерения ξ-потенциала песка ξ, тУ, а также для измерения скорости течения 2% раствора хлорида калия через этот песок и для определения коэффициента фильтрации песка С.

- 1 025958

№	Обозначение	Разработанные композиции ортофосфорная кислота: триэтаноламин : метиловый спирт : карбамид, в мольных отношениях	Объем используемой композиции, мл	ξ тУ	Скорость течения 0, мл/мин.
1	01	1,0: 0,25 : 2,0 (МС): 0	2,0	-18,2	21.5
2	02	1,0: 0,25 :2,0(МС):0,1	2,0	-17.7	21.8
3	03	1,0: 0,25 : 2,0 (МС): 0,2	1,0	-1.0	23,8
4	04	1,0:0,25 :2,0(МС):0,4	1,0	-7.1	23,4
5	05	1,0:1,0:1,0 (МС):0	1,0	-81,0	18,7
6	Об	1:0,5:2,0 (МС): 0	2,0	-78,5	19,2

Значения ξ-потенциалов ξ исследованных образцов и скорости течения 2% раствора хлорида калия через этот песок О приведены в таблице.

Как видно из таблицы, значения ξ-потенциалов композиций при добавлении карбамида уменьшаются по абсолютному значению, что приводит к дестабилизации дисперсии и к лучшей агрегации песка. При этом наилучший результат достигается для композиции 03. Величина ξ-потенциала песка заданной массы (30 г) и объема (20 мл) зависит от количества композиции 03, взятой для обработки песка. На фиг. 1 показана зависимость ξ-потенциала 03 от объема агрегирующей среды V.

На фиг. 2 представлен график зависимости скорости течения 2% водного раствора КС1 О через песок, обработанный агрегирующей композицией 03, от объема этой композиции.

Композиции с объемом меньше 1 мл не хватает для полной агрегации песка, как это следует из результатов измерений ξ-потенциала (фиг. 1). При этом песок частично агрегируется, увеличивается расстояние между образующимися агрегатами по сравнению с необработанным песком, в целом, пористость, соответственно, проницаемость и коэффициент фильтрации С растут (фиг. 3). На фиг. 3 показана зависимость коэффициента фильтрации песка, обработанного агрегирующей композицией 03 от объема агрегирующей композиции.

Когда объем агрегирующего состава становится больше критического объема (который составляет 1/20 часть объема песка), количество агрегирующей композиции оказывается достаточной для полной агрегации, в результате чего расстояние между агрегатами уменьшается. Более плотные агрегаты, под действием силы тяжести сваливаясь друг на друга, закупоривают трещины и поры. Поэтому уменьшается коэффициент фильтрации песка, что приводит к уменьшению скорости течения жидкости через такой песок (фиг. 2). На фиг. 4. показана зависимость ξ-потенциала песка обработанного агрегирующей композицией 03 от концентрации электролита КС1. Дзета-потенциал раствора ξ также уменьшается с ростом концентрации электролита в растворе (фиг. 4).

Агрегирующий состав 03 сильно действует на песок, взятой из скважины по сравнению с кварцевым песком. Скорость течения воды через этот песок при низком объеме состава 03 высокая (для 0,5 мл состава составляет 22,8 мл/мин), а при дальнейшем увеличении количества 03 уменьшается (для 1,0 мл составляла 13,3 мл/мин, а для 2,0 мл падает до 8,6 мл/мин).

Литература.

1. Пт Аа1ксг, Еио8 1. Раидис, Кои уаи РсЮдст. Впаи Саг1шс.00М орсгаЮг и8с8 пс\у 8аий-сои1го1 скет181гу ίο шегсакс тахппшп каиб-Ггсс га!с χνίΐΐι 81тр1с Шги-шЬтд аррНсайои Вга/Шаи Рс1го1сит, 0ак апй Вю&ск 1и8Й1и1с - 1ВР2250_10, 2010.

2. Ктскагй Т. В|ккор, Пат. И8 4072020 А, Аддгсдайид каийк; Яоойшд χνίΐΐι ро1утсг стиПюи соШаттд 81аЬП1хсг„ 1978.

3. Ьаггу А. 0аШи, Ргаик 2атога, Лт ^шйо аий 8. КакаФат Аддгсдайид гсадси18, тойП1сй раШси1а1с тс!а1 ох1Йс8 аий тс!коЙ8 Гог такшд аий И8шд 8атс Аи 2006203050 А1, 2006.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Химический состав для агрегации песка в нефтяных скважинах, содержащий триэтаноламин, метиловый спирт и кислоту, отличающийся тем, что дополнительно содержит карбамид, а в качестве кислоты - ортофосфорную кислоту при следующем мольном соотношении: (ортофосфорная кислота): (триэтаноламин):(метиловый спирт):(карбамид) 1:0,25:2:0,2.