LT4330B

LT4330B - Naftos ir dujų gavybos mišiniai

Info

Publication number: LT4330B
Application number: LT97-142A
Authority: LT
Inventors: Richard George Chapman; Ian Ralph Collins; Stephen Paul Goodwin; Andrew Richard Lucy; Newin John Stewart
Original assignee: Bp Chemicals Limited
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 1998-04-27
Also published as: LT97142A; GB9501021D0

Description

Išradimas aprašo naftos gavybai skirtus chemikalus, ypač tinkamus naftos telkinių eksploatavimui, ir jų panaudojimą.

Gerai žinomas kai kurių chemikalų panaudojimas naftos gavimui iš gręžinių ir jos gavimo iš šių gręžinių padidinimui. Vienas toks būdas aprašytas patente US-A3481870, kuriame pateikiami metodai ir kompozicijos, skirtos pašalinti organines nuosėdas, kaip, pvz., parafinas, vaškai ir asfalto bei bituminės medžiagos, esančios ant gamybinių paviršių: ant tinklinio filtro ar vidinio vamzdžio, siurblyje, ant karkaso arba gręžinio vamzdynuose. Naudojamos kompozicijos apima glikoleterius, pvz., izobutiltriglikoleterį, oksietilintą butilfenolį, izopropanolį ir vandenį. Tačiau nėra atskleista, jog gręžinių eksploatavime susiduriama su neorganinių nuosėdų problemomis, tokiomis, kaip apnašos, ir kad aprašytas būdas gali stabdyti šių apnašų susidarymą.

Tarp naftos telkinių chemikalų yra žinomi apnašų inhibitoriai, kurie gręžinių eksploatavime naudojami apnašų susidarymo uolienose ir/arba gamybos įrenginiuose, gręžiniuose ir ant jų paviršiaus stabdymui. Apnašų susidarymas apdorojant paviršių ne tik riboja uolienų porų dydį (žinomas formavimo nuostolio pavadinimu) , kas, ' tuo pačiu, sąlygoja naftos ir/arba dujų gavybos tempų sulėtėjimą, bet taip pat blokuoja vamzdyną ir įrenginius. Šiam reiškiniui išvengti, gamybinis gręžinys yra specialiai apdorojamas užkimšimams pašalinti; tam tikslui vandeninė kompozicija, turinti apnašų inhibitorių, yra suleidžiama į gamybinį gręžinį, dažniausiai įspraudžiant į uolieną slėgio pagalba, ir ten išlaikoma. Suleista kompozicija adsorbuojasi ant uolienos paviršiaus ir tokiu būdu inhibuoja apnašų susidarymą, ji lėtai išsiplauna į susidariusį vandenį ir taip išlaiko priėjimą prie naftos uolienoje; šis uždarymo-išlaikymo apdorojimas turi būti reguliarus, pvz., bent vieną ar kelis kartus per metus, išlaikant aukštą gamybos tempą, ir priskiriamas prastovoms, nes tuo metu gamyba nevyksta. Per metus bendra gamyba sumažėja dėl prastovų, sąlygotų uždarymo - išlaikymo operacijų, taip, kaip, beje, sumažėja gamyba, iškilus apnašų susidarymo problemai.

Išrastos priemonės ir būdas gavybos chemikalų efektyvumui padidinti, ypač tai liečia apnašų inhibitorius, sumažinant reikalingų įspraudimo/uždarymo- išlaikymo operacijų kiekį ir tokiu būdu padidinant gavybos tempą. Be to, sukurtas mišinys, atsparus laikymui ir transportavimui.

Atitinkamai šis išradimas yra technologinis procesas, skirtas gavybinių chemikalų efektyvumo padidinimui, mažinant įspraudimo ir uždarymo-išlaikymo operacijų kiekį, reikalingą gavybos tempams iš naftos gręžinio padididinimui, inhibuojant apnašų susidarymą gręžinyje; procesas apima suleidimą į naftingą uolieną lengvai vandenyje susimaišančio mišinio, turinčio:

(a) lengvai vandenyje susimaišančią paviršiaus aktyviąją medžiagą, kuri yra alkiltriglikoleteris ir (b) bent vieną lengvai vandenyje susimaišantį naftos ar dujų telkinio gavybos chemikalą, turintį apnašų inhibitorių, naudojant slėgį, ir išlaikant mišinį uolienoje pakankamą laikotarpį, leidžiant minėto mišinio komponentams adsorbuotis uolienoje ir pasireikšti kaip apnašų inhibitoriui; į uolieną minėto mišinio komponentai suleidžiami arba iš anksto paruošta viena homogenine kompozicija, arba vienu metu paraleliai ar palaipsniui bet kokia eile.

Alkiltriglikoleterio alkilo grupė gali būti nešakota ar šakota grandinė ir atitinkamai turi 3-6 anglies atomus, geriau 3-5 anglies atomus. Geriausia, kai alkiltriglikoleterio alkilo grupė turi 4 anglies atomus ir yra n-butiltriglikoleteris (taip pat žinomas kaip trietilenglikolio mono-n-butileteris).

Kai mišinys suleidžiamas į uolieną kaip viena iš anksto paruošta kompozicija, tas mišinys yra homogeninis vandeninis tirpalas, kuriame tirpalo homogeniškumui palaikyti du komponentai yra specialiame santykyje vienas kito atžvilgiu.

Tokiu būdu, šio išradimo esminis objektas yra homogeninis mišinys, apimantis vandeninę terpę, a) bent vieną paviršiaus aktyvią medžiagą, turinčią 1-20 m/m % nbutiltriglikoleterio, b) 1-25 m/m % bent vieno naftos arba dujų telkinio gavybos chemikalo.

Kitu požiūriu, šis išradimas yra homogeninio mišinio, turinčio naftos arba dujų telkinio gavybos chemikalą, susidedančio iš apnašų inhibitoriaus ir paviršiaus aktyviosios medžiagos, įvedimo į naftos arba dujų uolieną būdas, kurį sudaro homogeninio mišinio slinkimas žemyn gamybiniu gręžiniu, tokiu būdu patenkant į uolieną.

Išradimas taip pat numato homogeninio mišinio, apimančio naftos/dujų telkinio gavybos chemikalo, turinčio apnašų inhibitorių, panaudojimą gamybos efektyvumo didinimui, ypač, prailginant chemikalo užsilaikymą uolienose.

Išsireiškimas homogeninis mišinys, čia reiškia, jog formuluotė yra vienfazė sistema. Tai yra, kiekvienas komponentas pats savaime yra homogeninis ir lengvai besimaišantis su vandeniu tuo atveju, kada į uolieną yra įterpiamas palaipsniui arba vienu metu, ir yra taip pat homogeninis tuo atveju, kai yra įterpiamas į uolieną iš anksto paruoštos kompozicijos pavidalu.

Turi būti aišku, kad ten, kur mišinio komponentai įterpiami vienu metu, bet atskirai arba palaipsniui, jis nėra įterpiamas iš anksto paruoštos atskiros kompozicijos pavidalu ir todėl homogeninio mišinio sąvoka netaikoma. Tačiau šiuo atskiru atveju pageidautina, kad kiekvienas naudojamas komponentas būtų pats homogeninis ir taipogi lengvai besimaišantis su vandeniu. Mišinio tinkamas pH yra 0,1-6,0 intervale ir, bendrai paėmus, yra svarbus tik tada, kai naudojama iš anksto paruošta kompozicija. Komponento (b) pH pageidautina kontroliuoti, kaip nurodyta.

Tokiu būdu, išradime naudojama paviršiaus aktyvioji medžiaga turi bent vieną alkiltriglikoleterį ir bent vieną gavybos chemikalą, ir ji išlieka gryna ir stabili aplinkos temperatūroje ir keliant temperatūrą bent iki 45°C. Paviršiaus aktyvios medžiagos kiekis mišinyje yra 120 masės %, optimalu 5-15 masės %, optimaliausia 5-12 masės %. Šiame išradime galima naudoti glikoleterio gamybos proceso šalutinio produkto srautus, kuriuose yra didelė dalis alkiltriglikoleterių, tokių kaip, pvz., nbutiltriglikoleteris. Vienas toks šalutinio produkto srautas turi apytikriai 75 m/m % n-butiltriglikoleterio,

2,5 m/m % butildiglikoleterio, 19 m/m % butiltetraglikoleterio ir 2 m/m % butilpentaglikoleterio. Mišinio komponentų (a) ir (b) santykinės proporcijos gali kisti plačiame intervale, priklausomai nuo to, ar komponentai į uolieną įterpiami vienu metu, palaipsniui ar kaip iš anksto paruošta atskira suderinta kompozicija, bet svarbu, kad būtų išlaikomas mišinio homogeniškumas darbinėse temperatūrose ir druskingume.

Atskirais atvejais, esant santykinai aukštesnėms paviršiaus aktyviosios medžiagos koncentracijoms arba reliatyviai aukštesnėms arba ekstremaliai žemoms temperatūroms, įmanoma, jog dėl šiose sąlygose sumažėjusio vieno ar kelių mišinio komponentų tirpumo iš anksto paruoštas mišinys praranda savo homogeniškumą. Šiais atvejais, kad išsaugoti homogeniškumą, į nehomogeninį, iš anksto paruoštą, mišinį gali būti pridedami tirpumą didinančių agentų, kaip, pvz., žemesnysis alifatinis alkoholis, ypač metanolis arba etanolis, maži kiekiai arba taikomas dalinis mišinio paviršiaus aktyviosios medžiagos pakeitimas.

Iš anksto paruošti šio išradimo homogeniniai mišiniai be alkiltriglikoleterio gali taip pat turėti bendrą upės, jūros, gamybinis bendrą 0-250 g/1, pvz., bitorių mišinio tirpiklį, kaip, pvz., žemesnįjį alifatinį alkoholį, ypač metanolį ar etanolį.

Mišinio vandeninė terpė gali būti gėlas, vandentiekio, ar uolienos vanduo, turintis 5-50 g/1, druskingumą, o jo pH gali būti 0,5-9. Kada naudojamas jūros vanduo, mišinys paprastai turi stipriai rūgštinį pH 0,1-1,5 dėl jame esančių stipriai rūgštinių chemikalų - apnašų inhiTokiais atvejais gali reikėti neutralizuoti rūgštingumą, naudojant šarminio metalo hidroksidą, ypač natrio, kalio arba ličio hidroksidą, kad mišinio pH būtų tinkamame 0,1-6,0 intervale. Buvo nustatyta, jog ličio hidroksido panaudojimas, kai būtina išlaikyti mišinio homogeniškumą, vietoj kitų šarminių metalų hidroksidu neutralizuojančio agento vaidmenyje suteikia tolerantiškumo aukštesniems paviršiaus aktyvios medžiagos lygiams mišinyje.

Naftos bei dujų telkinių gavybos chemikalai yra inhibitoriai. Apnašų inhibitorius yra efektyvus, stabdant kalcio ir/arba bario nuosėdų susidarymą; jį naudoti geriau slenkstiniais kiekiais negu stechiometriniais. Tai gali būti vandenyje tirpi organinė molekulė su bent 2 karboksi- ir/arba fosfonio rūgšties ir/arba sulforūgšties grupėmis, pvz., 2-30 tokių grupių. Labai gerai, kai apnašų inhibitorius yra oligomeras arba polimeras, arba gali būti monomeras su bent viena hidroksilo grupe ir/arba amino azoto atomu, ypatingai hidroksikarboksirūgštyje arba hidroksi-, arba aminofosfonio, arba sulforūgštyje. Pagrindinai inhibitorius naudojamas kalcio ir/arba bario apnašų inhibicijai. Tokių inhibitoriais naudojamų junginių pavyzdžiai yra alifatinės fosfonio rūgštys su 2-50 anglies atomų, kaip, pvz., hidroksietildifosfonio rūgštis, ir aminoalkilfosfonio rūgštys, pvz., poliaminmetilenfosfonatai su 2-10 N atomų, pvz., kiekvienas nešąs bent vieną metilenfosfonio rūgšties skaičiaus grupę; pastarųjų pavyzdžiai yra etilendiamin tetra(metilenfosfonatas), dietilentriaminpenta(metilenfosfonatas) ir triamin- bei tetraminpolimetilen fosfonatai su 2-4 metileno grupėmis tarp kiekvieno M atomo, kiekviename fosfonate bent 2 iš metileno grupių yra skirtingos (pvz., kaip aprašyta publikuotame EP-A-479462). polikarboksirūgštys, kaip polimeriniai anijoniniai

Kiti apnašų inhibitoriai yra pieno ar vyno rūgštys, bei junginiai, kaip polivinilsulforūgštis ir poli(met)akrilo rūgštys, galinčios turėti bent kelias fosfonilo ar fosfinilo grupes, kaip fosfinilpoliakrilatuose. Apnašų inhibitoriai, bent dalinai būdami savo šarminių metalų, pvz., natrio, druskų formoje, yra tinkami.

Naudojamas gavybos chemikalų - apnašų inhibitorių kiekis yra 1-25 m/m %, skaičiuojant bendrai sudėčiai, tinkamas kiekis - 5-15 m/m %, pageidaujamas - 6-10 m/m %. Kad mišinys būtų homogeninis, šių intervalų ribose naudojamas kiekis priklauso nuo naudojamo chemikalo prigimties ir jiems numatytos atitinkamos paskirties.

santykinai molekulę, paviršiaus

Yra svarbu, kad šio išradimo mišiniai, ypač tie, kurie turi iš anksto paruoštą homogeninę kompoziciją, išliktų skaidrūs ir stabilūs intervale nuo aplinkos temperatūros iki bent 45°C. Tačiau aukščiau nurodytų komponentų koncentracijų ribose įmanoma sukomponuoti mišinius, kurie išliktų stabilūs daug platesniame temperatūrų intervale, pvz., nuo aplinkos temperatūros iki gręžinio eksploatavimo temperatūros (pvz., nuo 90 iki 150°C, ypač apie 110°C) , kai suleidžiamas mišinys. Šiame išradime, kada mišinio komponentai įterpiami slėgio pagalba į eksploatacinį gręžinį po vieną arba kaip iš anksto paruošta kompozicija, vienu metu ar palaipsniui, mišinio chemikalai adsorbuojami uolienose ir ten pasilieka ilgą laiką. Naudojant reliatyviai mažą pvz., C3-C6(alkil)triglikoleterį , kaip aktyviąją medžiagą, išvengiama didelių paviršiaus aktyviųjų medžiagų molekulių (turinčių >C6 alkilo grupių) panaudojimo, tuo būdu sumažinant bet kokią riziką susidaryti paviršiaus aktyviųjų medžiagų agregatams, kurie paeiliui gali iššaukti didelį emulsijų klampumą, blokuojantį gręžinius.

Toks mišinys, be to, gali turėti kitus komponentus, kaip (i) kiti gavybos chemikalai arba (ii) bendri tirpikliai, kurie, kai reikalinga, užtikrina mišinio stabilumą, esant santykinai aukštoms temperatūroms, arba, kada paviršiaus aktyvioji medžiaga naudojama ketvirčiu aukštesnėse koncentracijose, negu nurodytas intervalas. Bet mišiniai iš esmės turi būti be vandenyje nesimaišančių komponentų. Kiti gavybos chemikalų pavyzdžiai apima junginius, kurie gali būti (i) korozijos, (ii) dujų hidrato susidarymo, (iii) vaško arba (iv) asfalteno nuosėdų inhibitoriai; arba gali būti vandenilio sulfido akceptorius arba vaško dispergentas. Čia:

(i) korozijos inhibitoriai yra junginiai, skirti inhibuoti plieno koroziją, ypač anaerobinėse sąlygose, ir ypač sugebantys sudaryti ploną sluoksnį, kuris gali padengti metalo paviršių, pvz., plieno paviršių, tokį, kaip naftotiekio sienelė. Tokie junginiai gali būti ilgos alifatinės grandinės ne ketvirtiniai hidrokarbilo N-heterocikliniai junginiai, kur alifatinė hidrokarbilo grupė gali būti tokia, kaip anksčiau nurodyta hidrofobinei grupei; tinkamos yra mono- arba dietileniškai nesaturuotos alifatinės grupės, pvz., turinčios 8-24 anglies atomus, kaip oleilas. N-heterociklinė grupė gali turėti 1-3 žiedinius azoto atomus su 5-7 atomais kiekviename žiede; tinkami yra imidazolo ir imidazolino žiedai. Žiedas taip pat gali turėti aminoalkilą, pvz., 2-aminoetilą arba hidroksialkilą, pvz., 2-hidroksietilo pakaitalą. Gali būti naudojamas imidazolinas.

(ii) Dujų hidrato inhibitoriumi gali būti kietas polinis junginys, kuris gali būti polioksialkileno junginys ar alkanolamidas, arba tirozinas, arba fenilaminas.

(iii) Asfalteno inhibitoriumi gali būti amfoterinė riebalinė rūgštis arba alkilsukcinato druska; vaško inhibitoriumi gali būti polimeras, toks kaip olefino polimeras, pvz., polietilenas arba kopolimerinis esteris, pvz., etileno-vinilacetato kopolimeras, o vaško dispergentu gali būti poliamidas. Vandenilio sulfido akceptoriumi gali būti oksidatorius, toks kaip neorganinis peroksidas, pvz., natrio peroksidas arba chloro dioksidas, arba aldehidas, pvz., 1-10 anglies atomų, toks kaip formaldehidas arba glutaraldehidas, arba (met)akroleinas.

Kada naudojami iš anksto paruošti šio išradimo homogeniniai mišiniai, jie gali būti ruošiami, sudedant paviršiaus aktyviąją medžiagą (a) į naftos arba dujų telkinio gavybos chemikalo - apnašų inhibitoriaus (b) vandeninį tirpalą, švelniai maišant. Jei paruošta medžiaga iš pradžių yra susidrumstusi, tada nežymiai koreguojamos ingredientų santykinės proporcijos arba keičiama bendro tirpiklio rūšis, arba kiekis, arba temperatūra. Jos klampumas yra tinkamas, jeigu rezervuaro temperatūrai esant, pvz., 100°C, ji lengvai pumpuojama žemyn į gręžinį. Iš anksto paruoštas šio išradimo mišinys gali būti gaminamas iš (a) ii* (b) ingredientų koncentrato, kuris gali būti pristatomas į panaudojimo vietą; čia jis atitinkamomis proporcijomis sumaišomas su vandenine terpe, gaunant reikalingą homogeniškumą ir visišką chemikalo ištirpimą. Iš anksto paruoštas mišinys, naudojant slėgį, gali būti suleidžiamas į naftingą uolienos zoną per gamybinį gręžinį, pvz., žemyn šerdimi, iš paskos leidžiant atskirą skystį, kad pagreitinti iš anksto paruošto mišinio įsiskverbimą į naftingą zoną; skysčio gali būti perteklius ir tai gali būti jūros vanduo ar dyzelinė alyva. Tada mišinys paliekamas (uždaromas) naftingoje zonoje, tuo tarpu naftos gavyba laikinai sustabdoma. Šio proceso metu suleistas mišinys sunkiasi per naftingą zoną spaudimo dėka. Stabdymo periodu suleistas mišinys kontaktuoja su rezervuaro skysčiais, in si tu sudaro dvifazę arba trifazę sistemą, kuri gali būti emulsijos formoje ir kuri atidengia reikalingą paviršių ir tinkamą fazę. Tai yra taip vadinamas įspraudimo efektas, kuris palaiko naftos išgavimą iš tokių zonų. Šio išradimo mišiniais dažnai pasiekiamas reikalingas 5-50 vai. kontaktavimo laikas, pvz., 20-30 vai. Po šio periodo naftos gavyba vėl gali būti pradedama. Tuo atveju, kai gavybos chemikalas yra apnašų inhibitorius, iš pradžių naftos gavybos tempas, kol gamybiniame vandenyje bus tirpūs kalcio kiekiai, bus aukštas. Po kurio laiko, pvz., 2-4 mėnesių, gavybos tempas sulėtės ir galinčios ištirpti druskos kiekiai taip pat sumažės, kas rodys galimą apnašų susidarymą uolienose; tada gavyba gali būti nutraukiama, ir naujas mišinio kiekis suleistas į gręžinį. Panašūs metodai gali būti naudojami asfalteno inhibicijai, vaško inhibicijai ar dispersijai bei vandenilio sulfido akceptavimui, o korozijos ir dujų hidratų inhibavimui mišinys paprastai suleidžiamas nepertraukiamai.

Papildoma šio išradimo mišinių ypatybė yra tai, kad kada multifazinė kompozicija, turinti, pvz., apnašų inhibitorių, naftą ir alkiltriglikoleterį, yra išgaunama ant paviršiaus po anksčiau minėtos įspraudimo procedūros ir sekančio jos atvėsinimo, dauguma glikoleterio pereina į vandeninę fazę greičiau negu į kompozicijos naftos fazę. Tokiu būdu, glikoleteris nesukelia jokių problemų nei sekančiose gavybos, nei valymo operacijose, kaip, pvz., susidarant degaluose drumstumui dėl giikoleteryje esančio ištirpusio vandens. Be to, jei atskirta vandeninė fazė išmetama į jūrą, ištirpusio glikoleterio biodegradacija terminiame jūros sluoksnyje gali būti .santykinai greita, tuo sumažinant užterštumą. Be to, šio išradimo mišiniai gali padidinti naftos bei dujų telkinių chemikalų efektyvumą, pvz., apnašų inhibitorių atveju - du kartus reikės mažiau chemikalų metams bei prastovų periodas dėl chemikalų taikymo ir uždarymo taip pat atitinkamai sutrumpės, tai didins gavybos tempą. Procesas vienodai efektyviai gali būti valdomas, mišinio komponentus palaipsniui įterpiant į gamybinį gręžinį.

Išradimas iliustruojamas sekančiais pavyzdžiais.

pavyzdys

1.1 Sekančiuose eksperimentuose naudojamas mišinys, sugebantis išlikti švarus ir permatomas intervale nuo aplinkos temperatūros iki 95°C, turėjo tokią sudėtį:

Deąuest® 2060S (inhibitorius, ex Monsanto) 10 svorio dalių Jūros vanduo 75 svorio dalys Paviršiaus aktyvioji medžiaga 15 svorio dalių Šio mišinio pH nebuvo kontroliuojamas.

1.2 Stabilumo testas buvo atliekamas naudojant 15 svorio dalių paviršiaus aktyviųjų glikolio eterių (sutinkamai su išradimu) komercinio mišinio, turinčio tokią sudėtį aukščiau minėtame bendrame mišinyje (1.1):

n -Butiltriglikoleteris n - ButildigIikoleteris n-Butiltetraglikoleteris n-Butilpentaglikoleteris m/m %

2,5 m/m % 19,0 m/m % 2,0 m/m %

Šis mišinys yra homogeninis geltonas skystis. Maišant ir šildant šio mišinio pavyzdį, pradedant nuo kambario temperatūros (kada jis buvo vienfazis), 95,5°C temperatūroje buvo stebima fazių perėjimas su pradedančiu rodytis drumstumu. Nemaišant ir laikant aukštesnėje temperatūroje, virš platesnės žemutinės geltonos fazės susiformuoja bespalvė atskira fazė (matyt, viršutinę fazę daugiausia sudaro n-butiltriglikoleteris).

pavyzdys

Šio pavyzdžio tikslas buvo išsiaiškinti, ar aukščiau pateikti mišiniai, sumaišius su Forties Main-Oil Line Fluids (FMOLF) nevalyta nafta, sudaro vidurinę fazę trifaziniame mišinyje (pagal Nelson, R.C. ir Pope, G.A. autentinę publikaciją pavadinimu Phase Relationships in Chemical Flooding, JAV Naftos Inžinierių Susivienijimas, publikacijos Nr. SPE 6773, išleistą American Institute of Mining Metallurgical and Petroleum Engineers, Ine. (1977)) 95°C temperatūroje, tokiu būdu parodant tiriamų mišinių sugebėjimą užgriebti (absorbuoti) naftą (kuri priešingu atveju gali būti įtraukta į uolienas).

Pakaitinus maišant aukščiau aprašyto homogeninį geltoną tirpalą (10 g, turi paviršiaus aktyviosios medžiagos temperatūroje , pridėjus FMOLF (2g), sistema.

mišinio (1.2) 1,5 g komercinio mišinio), 95°C stebima trifazė

Šios trys fazės yra: viršutinis juodas skystis (matomai, daugiausia nevalyta nafta), vidurinė oranžinė - raudona fazė ( matomai, daugiausia komercinės paviršiaus aktyviosios medžiagos mišinys) ir žemutinė geltona fazė (tikriausiai, daugiausia vandeninis Deųuest® tirpalas). Ši trifazė sistema išsilaikė daugiau negu 7 dienas ir, matomai, galėtų išsilaikyti neribotą laiką. Be to, maišant vidurinė fazė išsisklaidė, lengvai suformuodama lašelius arba siūlelius, kurie nusileido žemyn į apatinę fazę. Stovint vidurinė fazė ir žemutinė fazė drėkino bandymo indo stiklinę sienelę panašiu laipsniu. Šie pastebėjimai sutapo su žemu dalijimosi paviršiaus įtempimu, esančiu tarp vandeninės ir naftos fazių, kaip aprašyta aukščiau nurodytoje Nelson ir Pope publikacijoje.

pavyzdys

Visuose tolimesniuose eksperimentuose buvo naudojamas homogeninis mišinys, turintis tą pačią bendrą sudėtį, kaip 1 pavyzdyje. Tačiau šiuo atveju pirmiausia 10 dalių Deąuest® 2060S buvo sumaišoma su 75 dalimis jūros vandens ir tada nustatomas pH, lygus 2, naudojant kietą natrio hidroksidą (3.1-3.3 pavyzdžiai), arba kietą ličio hidroksido monohidratą (4.1-4.3 pavyzdžiai). Kaip ir aukščiau minėtame 1 pavyzdyje, bet kuriuo atveju buvo naudojama 15 masės dalių paviršiaus aktyvios medžiagos.

Kontroliuojant pH, šis mišinys išliko homogeninis (t.y., švarus ir permatomas) intervale nuo aplinkos temperatūros iki 110°C. Šių pavyzdžių tikslas buvo išsiaiškinti, ar trigubas mišinys, sudarytas iš aukščiau minėto mišinio, sumaišius su North Alwyn nevalyta nafta iš Šiaurės jūros Jungtinėje Karalystėje (lyginamasis svoris, API Nr. nuo

37,2 iki 42,1), kaip publikuota Geological Society, London, in United Kingdom Oil and Gas Field 25 Years Commemorative Volume, Memoir Nr.14, išleisto I.L.Abbotts (1991), sudaro vidurinę fazę 110°C temperatūroje, kaip aprašyta aukščiau minėtame 2 pavyzdyje.

3.1 Eksperimentas atliekamas su homogeniniu mišiniu, turinčiu 15 masės dalių komercinio paviršiaus aktyvios medžiagos mišinio, naudoto 1.2 pavyzdyje. Kaitinant ir maišant šio mišinio pavyzdį, pradedant kambario temperatūra (kada buvo viena fazė), tarp 48-49°C buvo stebima perėjimo fazė, kada atsirado drumstumas.

3.2 Sekantis eksperimentas buvo atliekamas, naudojant tą patį mišinį kaip ir 3.1 pavyzdyje, išskyrus tai, kad mišinyje naudojamo komercinio paviršiaus aktyviosios medžiagos mišinio 7 masės dalys buvo pakeistos metanolio 7 masės dalimis.

Kaitinant šį pavyzdį, turintį metanolio, Buchi stikliniame slėgio vamzdelyje nuo kambario temperatūros (kada buvo viena fazė) iki 90°C, perėjimo fazė nebuvo pastebėta.

Šis eksperimentas rodo, jog naudojant mišinius, turinčius santykinai aukštą paviršiaus aktyviosios medžiagos koncentraciją, mišinio nehomogeniškurnąs gali būti ištaisomas metanolio pagalba ir tokiu būdu gali būti atstatomas homogeniškumas bei žymiai padidinamas mišinio stabilumas.

3.3 Kaitinant ir maišant mišinį, sutinkamai su 3.2 pavyzdžiu (25 g, turi 2,0 g komercinio paviršiaus aktyviosios medžiagos mišinio, kaip 1.2 pavyzdyje, ir 1,75 g metanolio), esant pridėtai North Alwyn nevalytai naftai (2 g), Buchi stikliniame slėgio vamzdelyje 110°C temperatūroje stebima trifazė sistema. Šios fazės ir jų elgesys yra panašūs į 2 pavyzdžio fazes ir elgesį.

pavyzdys

4.1 Mišinys, turintis 15 masės dalių komercinio paviršiaus aktyviosios medžiagos mišinio, kaip 1.2 pavyzdyje, bet skirtingai, turintis bendrą kompoziciją, apibrėžtą 3 pavyzdyje, buvo palaipsniui kaitinamas ir maišomas Buchi stikliniame slėgio vamzdelyje, pradedant nuo kambario temperatūros, kada mišinys turėjo tik vieną fazę. Perėjimo fazė buvo stebima tarp 67-68°C, kada pasirodė drumstumas.

4.2 Buvo kartojamas 4.1 eksperimentas su ta išimtimi, kad šiame pavyzdyje 6 masės dalys komercinio paviršiaus aktyviosios medžiagos mišinio buvo pakeistos metanolio 6 masės dalimis.

Palaipsniui kaitinant ir maišant šį pakoreguotą, metanolio turintį mišinį Buchi stikliniame slėgio vamzdelyje, pradedant nuo kambario temperatūros (kada mišinys buvo vienfazis) iki 109°C ir po to išlaikant 1 vai. pakeltoje 115°C temperatūroje, perėjimo fazė nebuvo stebima.

Šis eksperimentas vėl rodo, jog naudojant mišinius, turinčius santykinai aukštas paviršiaus aktyviosios medžiagos koncentracijas, dalį paviršiaus medžiagos pakeičiant metanoliu, gali būti aktyviosios atstatomas homogeniškumas ir žymiai padidinamas mišinio stabilumas.

4.3 Kaitinant ir maišant mišinio pagal 3.2 pavyzdį (30.0g,turi 2,7 g paviršiaus aktyviosios medžiagos, naudotos 1.2 pavyzdyje, ir 1,8 g metanolio) kartu su pridėta North Alwyn nevalyta nafta (4 g) Buchi stikliniame slėgio vamzdelyje, 110°C temperatūroje stebima trifazė sistema. Šios fazės ir elgesys panašūs į aukščiau minėto 2 pavyzdžio rezultatus.

pavyzdys

Aukščiau minėto 3.2 pavyzdžio homogeninis mišinys pagal efektyvumą inhibuojant apnašų susidarymą buvo lyginamas su kontroliniu (ne pagal išradimą), turinčiu tiktai Deąuest® 2060S (10 masės dalių), imituojant įspraudimo procesą.

Iš Šiaurės jūroje Brent grupės smiltainio vidurio buvo išgręžtos 15 cm ilgio vertikalios šerdys. Kiekviena 15 cm šerdis buvo sėkmingai nuriebalinta, naudojant tirpiklių ekstrakciją toluenu, po to metanoliu/chloroformų, prieš tai jas įmontavus į vertikalią kolonėlę su įėjimo ir išėjimo kranais. Per šerdį kambario temperatūroje iki saturacijos buvo leidžiamas degazuotas jūros vanduo, turintis pH 5,5. Po to į šerdį 150 m/val. greičiu buvo leidžiama 5 porų tūriai degazuotos nevalytos Brent naftos (nufiltruotos, pašalinant didesnes negu 10 μ daleles) iki tol, kol daugiau nebuvo surenkamas vanduo per išėjimo kraną. Tada šerdis buvo kaitinama iki 110°C, 24 vai.

imituojant rezervuaro temperatūrą, prieš 150 ml/val. greičiu suleidimą degazuoto jūros vandens, kurio pH 5,5, iki tol, kol daugiau nafta nesikoncentravo. Tada šerdis turėjo naftos likučio saturaciją ir sūrymo likučio saturaciją ir tokiu būdu imitavo naftingą uolieną gręžinyje.

Šerdis buvo atšaldoma iki 40°C, neleidžiant įeiti dujoms, ir tada 30 ml/val. greičiu buvo suleidžiama 8-10 porų tūrių inhibitoriaus terpės (kaip aprašyta žemiau), iki prisotinimo. Po to kranai buvo uždaromi, šerdis vėl pakaitinama iki 110°C ir išlaikoma šioje temperatūroje 17 vai. Tada per šerdį 30 ml/val. greičiu praleidžiamas jūros vanduo, kurio pH 5,5, o nuobėgų pavyzdžiai periodiškai surenkami ir analizuojamas inhibitoriaus lygis tol, kol inhibitoriaus koncentracija tampa mažesnė negu 5 milijoninės dalelės. Po to šerdis atšaldoma ir užpilama metanoliu, prieš išdžiovinant ir ištiriant, skanuojančiu elektroniniu mikroskopu, tikslu kontroliuoti bet kokį poveikį moliui arba porų morfologijai; nieko tokio nebuvo pastebėta.

Buvo atliktos dvi eksperimentų serijos, naudojant aukščiau minėtą procedūrą: viena su 3.2 pavyzdyje aprašytu mišiniu, o kita - su kontroliniu, turinčiu tos pačios m/m % koncentracijos tinkamą inhibitorių ir pH 2 bei tiktai jūros vandenį.

Priklausomybė tarp nuotekų inhibitoriaus lygio ir praėjusio per šerdį jūros vandens tūrio (išreikštas tirpalo porų tūrio kiekiu) yra inhibitoriaus kiekio, iš pradžių adsorbuoto uolienoje, bei jo išskyrimo greičio matas, t. y., inhibitoriaus pašalinimo iš uolienos gamybos metu greičio matas (t.y., atsparumas išplovimui) ir, vadinasi, yra apnašų inhibavimo efektyvumo matas laiko atžvilgiu. Rezultatai pateikiami žemiau:

lentelė

Pavyzdys 5	Kontrolė (palyginamasis testas)
Porų tūriai	Inhibitoriaus kone.(mil.dalelės)	Porų tūriai	Inhibitoriaus kone.(mil.dalelės)
0,08	33122	0,06	22040
0,45	11962	0,69	3982
0,95	4445,8	0,94	3054
1,95	4231.2	2,19	258,4
9,81	1054,4	9,56	84,8
102,51	148,17	107,69	45,6
189	80,1	188,94	31,5
255,5	67,5	292,38	18,7
393,67	35,3	401,75	12
454,67	25,7	489,25	8,7 į
551,2	17,5	591,75	5,2
611,09	15	629,63	4,9 [
705,68	10,6		j !
830,06	7
920	4,1		!

pavyzdys

Šis pavyzdys įgyvendinamas, naudojant smėlio bloką vietoje 5 pavyzdyje naudotos šerdies. Buvo atliekamos dvi bandymų serijos: (i) tikslus 5 pavyzdžio pakartojimas, naudojant homogeninį tirpalą, ir (ii) 5 pavyzdžio pakartojimas, bet dabar naudojant sekantį priedą, kur pradžioje paviršiaus aktyvioji medžiaga įvedama į smėlio bloką, po to seka ataka apnašų inhibitoriumi.

Mišinys aukščiau minėtai sekančių komponentų: Inhibitorius - Deąuest® 2060S Jūros vanduo (i) serijai ruošiamas iš

-10 masės dalių

-75 masės dalys

Komercinė paviršiaus aktyvioji medžiaga

Naftos likutis

PH temperatūra

- mišinys, kurį sudaro 8 masės dalys 5 pvz. naudotos medžiagos ir 7 masės dalys metanolio

- Forties Field nevalyta nafta (išdžiovinta ir be priedų)

- 2,0

- 110°C

Po to procesas pakartojamas kontrolinio (bazinio) eksperimento tikslu, kur naudojamas homogeninis mišinys turi 90 masės dalių jūros vandens ir 10 masės dalių Deguest® 2060S, nesant paviršiaus aktyviosios madžiagos.

Bandymas (ii) atliekamas, naudojant Clashach smėlio bloką, patalpintą 1,524 m (5 pėdos) metaliniame vamzdyje. Blokas užpilamas naftos likučiu (naudojant Forties Field pagrindinės magistralės skystį) ir užliejamas jūros vandeniu tuo pačiu būdu, naudojant tą pačią temperatūrą (110°C) ir tuos pačius srovės greičius, kaip 5 pavyzdyje. Šiuose eksperimentuose parametrai prieš užpilant gaunami sekančiai: pirmiausiai pridedama 8 masės % aukščiau aprašytos paviršiaus aktyvios medžiagos, ištirpintos jūros vandenyje, tirpalo (jeigu reikalinga, koreguojamas pH), uždaroma 12 vai. 110°C temperatūroje, toliau pridedama apnašų inhibitoriaus porcija, panašį į tą, kuri buvo naudojama baziniams duomenims gauti, nenaudojant paviršiaus aktyvios medžiagos. Baziniai duomenys buvo pakartoti su smėlio bloku, bet naudojant 10 masės % Deguest 2060S tirpalą jūros vandenyje, atkoreguotą iki pH 2,0, ir nenaudojant paviršiaus aktyviosios medžiagos, siekiant tikslesnių palyginimų su smėlio bloku.

Rezultatai pateikiami 2 lentelėje:

lentelė

Kontrolė	(Bazinis)	Vidurinė užpylimą paei	fazė prieš (pridedant Liui)	Homogeninė fazė
Forų tūris	Inhibito- riaus kone. (mil.d.)	Porų tūris	Inhibi to - riaus kone. (mil.d.)	Porų tūris	Inhibito- riaus kone. (mil.d.!
2,04	1680	1,98	2240	1,98	1520
i 2,91	1120	2,84	2268	2,84	904
4,09	388	3,97	938	3,97	489
4,96	168	4,82	484	4,82	278
5,84	92,6	5,96	196	5,96	108
7	43	7,09	84	7,09	52
7,9	25	7,94	54	7,94	30
8,76	20	8,79	32	8,79	20
9,92	14,4	9,9	22	9,9	1,4
11,97	12,2	11,91	12,8	11,91	11,6
14,84	8,4	14,75	10,4	14,75	8,4
18,1	7,4	18,15	8,4	18,15	5,8
20,12	7,4	20,14	8	20,14	6,4 ;

pavyzdys

Šis pavyzdys atliktas su Tarbet šerdine medžiaga, naudojant 5 pavyzdyje aprašytą procedūrą ir homogeninį paviršiaus aktyviosios medžiagos bei apnašų inhibitoriaus Deąuest® 2086S mišinį, kurio sudėtis pateikta žemiau.

Naudojamo inhibitoriaus koncentracija buvo 4 masės %, o mišinys buvo ruošiamas distiliuotame vandenyje. Todėl pilna naudojamo mišinio sudėtis buvo:

Deąuest® 2086S 15,7 m/m % tirpalas distiliuotame vandenyje, pH=2 -85 dalys

Distiliuotas vanduo

-7 dalys

1.2 pavyzdžio komercinė pavir10 siaus aktyvioji medžiaga - 8 dalys

Baziniai duomenys gaunami, naudojant Dequest® 2086S jūros vandenyje (kaip pateikta, 15,7 m/m % kone., atitinkamai 5 m/m % aktyviosios medžiagos), pH atkoreguotas iki 5,45. 3 lentelėje pateikti duomenys yra skirti homogeniniam tirpalui, kai jis naudojamas kaip aprašyta 5 pavyzdyje.

Rezultatai parodyti 3 lentelėje:

lentelė

Kontrolė (Bazinis)	Homogeninis mišinys 1
Porų tūriai	Inhibitoriaus kone.(mil.d)	Porų tūriai	Inhibitoriaus kone.(mil.d)
1,67	369,47	1,73	2256
4,18	65,12	3,97	3611
10,57	27,7	9,7	737
16,95	19,58	17,31	403
29,72	12,97	29,1	275
47,28	10,85	45,96	206
101,15	7,7	101,25	76
158,61	6,48	152	30

Claims

IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

1. Gavybos mišinių efektyvumo padidinimo būdas, mažinant įspraudimo ir uždarymo - išlaikymo operacijų kiekį, reikalingą gavybos mastams iš naftos telkinio padidinti, inhibuojant apnašų susidarymą gręžinyje, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad įterpia į naftingą uolieną vandenyje lengvai susimaišantį mišinį, susidedantį iš:

(a) vandenyje lengvai susimaišančios paviršiaus aktyviosios medžiagos, kuri yra alk i 1trig1ikoleteris ir (b) bent vieno vandenyje lengvai susimaišančio naftos ar dujų gavybos chemikalo - apnašų inhibitoriaus, naudojant spaudimą ir išlaiko minėtą mišinį uolienoje pakankamą laiką, kad įvyktų uždarymas - išlaikymas, tuo būdu įgalinant mišinio komponentams adsorbuotis naftingoje uolienoje ir pasireikšti kaip apnašų inhibitoriui; mišinio komponentai į uolienos struktūrą gali būti įvedami arba iš anksto paruoštos homogeninės kompozicijos pavidalu, arba vienu metu lygiagrečiai, arba paeiliui bet kuria tvarka.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad paviršiaus aktyvioji medžiaga turi bent vieną alki 1triglikoleterį, kurio koncentracija mišinyje sudaro 1-20 masės %.
3. Būdas pagal 1 arba 2 punktus, besiskiriantis tuo, kad alki 1triglikoleterio alkilo grupė yra nešakota arba šakota grandinė ir turi 3-6 anglies atomus.
4. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, besi skiriantis tuo, kad alkiltriglikoleterio alkilo grupė turi 3-5 anglies atomus.
5. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad alkiltriglikoleteris yra n-butiltriglikoleteris (taip pat žinomas trietilenglikolio mono-n-butileterio vardu).
6. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskirianti s tuo, kad paviršiaus aktyvioji medžiaga yra glikoleterio gamybos proceso šalutinio produkto srautas, turintis didelę dalį nbutiltriglikoleterio.
7. Būdas pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad šalutinio produkto srautą sudaro 75 masės % nbutiltriglikoleterio, 2,5 masės % butildiglikoleterio, 19 masės % butiltetraglikoleterio ir 2 masės % butilpentaglikoleterio.
8. Būdas pagal bet kurį vieną iš aukščiau pateiktų punktų, besiskiriantis tuo, kad naudojamo gavybos chemikalo kiekis yra 1-25 masės %, skaičiuojant visam mišiniui.
9. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad mišinį įterpia į uolienos struktūrą iš anksto paruoštos homogeninės kompozicijos pavidalu; minėtas mišinys yra vandeninis tirpalas, turintis du komponentus tokiu santykiu, kad būtų išlaikomas mišinio homogeniškumas.
10. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskirianti s tuo, kad minėtas mišinys yra homogeninis mišinys, turintis vandeninę terpę, (a) bent vieną paviršiaus aktyvią medžiagą, turinčią 1-20 masės % n-butiltriglikoleterio ir (b) bent vieną naftos aba dujų gavybos chemikalą - apnašų inhibitorių, kurio kiekis sudaro 1-25 masės %.
11. Būdas pagal 5 punktą, besiskiriantis tuo, kad naftos arba dujų gavybos chemikalą - apnašų inhibitorių ir paviršiaus aktyvią medžiagą, įterpia į naftos ir/arba dujų turinčią uolieną, suleidžiant žemyn gamybiniu gręžiniu ir po to į uolienos struktūrą iš anksto paruoštą minėto gavybos chemikalo ir paviršiaus aktyvios medžiagos homogeninį mišinį.
12. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad mišinys yra iš anksto paruošta vieninga kompozicija, turinti alkiltriglikoleterį ir bent vieną gavybos chemikalą - apnašų inhibitorių, kuris palaiko mišinio švarumą ir stabilumą intervale nuo aplinkos temperatūros iki bent 45°C.
13. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskirian tis tuo, kad minėtas mišinys papildomai turi kitus komponentus, įskaitant (i) kitus gavybos chemikalus arba (ii) bendrus tirpiklius, kurie užtikrina mišinio stabilumą santykinai aukštesnėse koncentracijose arba kada paviršiaus aktyvioji medžiaga yra naudojama nurodyto intervalo viršutinio ketvirčio kiekiais ir mišinys iš esmės neturi vandenyje nesimaišančių komponentų.
14. Būdas pagal 12 punktą, besiskiriantis tuo, kad bendras tirpiklis yra žemesnysis alifatinis alkoholis, atrinktas iš metanolio ir etanolio.
15. Būdas pagal bet kurį iš 1-8 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kiekvienas mišinio komponentas, kada įterpiamas į uolienos struktūrą paeiliui, yra homogeninėje formoje, naudojami neatskiesti, arba jų vandeninio tirpalo pavidale.
16. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad mišinio vandeninė terpė yra gėlas, vandentiekio, upės, jūros, gamybos arba uolienos vanduo, turintis bendrą druskingumą 0-250 g/1 ir pH 0,5-9.
17. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad vandenine terpe naudojamas jūros vanduo ir mišinys turi rūgštinį pH 0,16,0 intervale.
18. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad naftos arba dujų gavybos chemikalas yra apnašų inhibitorius, efektyvus stabdant kalcio ir/arba bario nuosėdų susidarymą.
19. Būdas pagal 17 arba 18 punktus, b e s i s k i r i a nt. i s tuo, kad apnašų inhibitorius yra vandenyje tirpi organinė molekulė su mažiausiai 2 karboksilo ir/arba fosfonio rūgšties, ir/arba sulforūgšties grupėmis.
20. Būdas pagal 17 arba 18 punktus, besiskiriantis tuo, kad apnašų inhibitorius yra monomeras, oligomeras arba polimeras, turintis bent vieną hidroksilo grupę ir/arba amino azoto atomą.
21. Būdas pagal 19 punktą, besiskiriantis tuo, kad apnašų inhibitorius yra alifatinė fosfonio rūgštis su 2-50 anglies atomų arba aminoalki1fosfonio rūgštis, kiekviena nešanti bent vieną metilenfosfonio rūgšties grupę.
22. Būdas pagal 21 punktą, besiskiriantis tuo, kad apnašų inhibitorius yra atrinktas iš grupės, susidedančios iš etilendiamino tetra(me-tilenfosfonato), dietilentriamino penta(metilenfosfonato) ir triamin- bei tetraminpolimetilenfosfonatų su 2-4 metileno grupėmis tarp kiekvieno N atomo.
23. Būdas pagal 19 punktą, besiskiriantis tuo, kad apnašų inhibitorius yra polikarboksirūgštis, atrinkta iš pieno, vyno ir poli(met)akrilo rūgščių.
24. Būdas pagal bet kurį iš aukščiau pateiktų punktų, b esiskiriantis tuo, kad kitas gavybos chemikalas mišinyje yra inhibitorius:

(i) korozijos, (ii) dujų hidrato susidary'mo, (iii) vaško, arba (iv) asfalteno nuosėdų;

arba, jis yra vandenilio sulfido akceptorius arba vaško dispergentas.