RU2616637C1 - Solid foaming agent for removal of liquid formation fluid from gaseous and gas-condensate wells - Google Patents
Solid foaming agent for removal of liquid formation fluid from gaseous and gas-condensate wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616637C1 RU2616637C1 RU2016102555A RU2016102555A RU2616637C1 RU 2616637 C1 RU2616637 C1 RU 2616637C1 RU 2016102555 A RU2016102555 A RU 2016102555A RU 2016102555 A RU2016102555 A RU 2016102555A RU 2616637 C1 RU2616637 C1 RU 2616637C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foaming agent
- solid foaming
- gas
- formation
- polyvinylpyrrolidone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
- C09K8/536—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning characterised by their form or by the form of their components, e.g. encapsulated material
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи газа и газового конденсата. Анализ уровня техники показал следующее:The invention relates to the field of gas and gas condensate production. The analysis of the prior art showed the following:
- известен твердый пенообразователь для удаления жидкого пластового флюида из газовых и газоконденсатных скважин при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:- known solid foaming agent for removing liquid formation fluid from gas and gas condensate wells in the following ratio of ingredients, wt. %:
(см. патент РФ №2442814 от 07.06.2010 г по кл. C09K 8/536, C09K 8/94, опубл. 20.02.2012 г.).(see RF patent No. 2442814 from 06/07/2010, according to CL C09K 8/536, C09K 8/94, publ. 02.20.2012).
Недостатком указанного твердого пенообразователя является следующее. Скорость растворения данного твердого пенообразователя составляет 5,4-6,2 г в час при температуре 55°С (см. пример №7). Как известно, скорость растворения твердого пенообразователя влияет на объем вынесенной жидкости к единице массы твердого пенообразователя, что также снижает эффективность удаления жидкого пластового флюида из скважин. При такой скорости растворения за короткий промежуток времени в скважине произойдет образование перенасыщенного раствора поверхностно-активного вещества с расходом наибольшего количества твердого пенообразователя с первыми порциями удаляемого жидкого пластового флюида. Основной объем жидкого пластового флюида остается в скважине и потребует введения дополнительного количества твердого пенообразователя. В итоге это приведет к перерасходу твердого пенообразователя, сокращению межоперационного периода, так как новые порции жидкости, которые будут поступать в скважину, не будут охвачены действием указанного твердого пенообразователя. Температурный интервал твердого пенообразователя до 72°С. Указанный твердый пенообразователь неэффективен при удалении жидкого пластового флюида из скважин, продукция которых содержит пластовую воду с содержанием солей до 300 г/л при температуре до 85°С и содержанием углеводородного конденсата до 50 об. % по следующим причинам. В данных условиях используемое в рецептуре твердого пенообразователя поверхностно-активное вещество имеет низкую точку помутнения, что приведет в минерализованной среде к образованию стабильной эмульсии. Температура помутнения зависит от минерализации удаляемой жидкости и с увеличением последней точка помутнения снижается, что делает указанный твердый пенообразователь неработоспособным;The disadvantage of this solid foaming agent is the following. The dissolution rate of this solid foaming agent is 5.4-6.2 g per hour at a temperature of 55 ° C (see example No. 7). As is known, the rate of dissolution of a solid foaming agent affects the volume of fluid transferred to a unit mass of a solid foaming agent, which also reduces the efficiency of removing liquid formation fluid from wells. At such a dissolution rate, a supersaturated surfactant solution will form in the well in a short period of time with the consumption of the largest amount of solid foaming agent with the first portions of the removed formation fluid. The main volume of liquid formation fluid remains in the well and will require the introduction of an additional amount of solid foaming agent. As a result, this will lead to an overrun of the solid foaming agent, a reduction in the inter-operational period, since new portions of the fluid that will enter the well will not be covered by the action of the specified solid foaming agent. The temperature range of the solid foaming agent is up to 72 ° C. The specified solid foaming agent is ineffective in removing liquid formation fluid from wells whose products contain produced water with a salt content of up to 300 g / l at a temperature of up to 85 ° C and a hydrocarbon condensate content of up to 50 vol. % the following reasons. Under these conditions, the surfactant used in the formulation of the solid foaming agent has a low cloud point, which will lead to the formation of a stable emulsion in a mineralized environment. The cloud point depends on the mineralization of the liquid being removed, and with the increase in the latter the cloud point decreases, which makes the specified solid foaming agent inoperative;
- известен твердый пенообразователь для удаления жидкости из газовых и газоконденсатных скважин при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:- known solid foaming agent for removing liquid from gas and gas condensate wells in the following ratio of ingredients, wt. %:
(см. патент РФ №2173694 от 18.06.1999 г по кл. C09K 7/08, E21B 43/00, опубл. 20.09.2001 г.).(see RF patent No. 2173694 of 06/18/1999 g according to class C09K 7/08, E21B 43/00, publ. 09/20/2001).
Недостатком указанного твердого пенообразователя является следующее. Согласно данным, приведенным в описании изобретения, вынос жидкости составляет 20-74,6% (см. таблицу). В частности, при отсутствии газового конденсата вынос жидкости составляет 66,6-74,6%, при содержании газового конденсата в жидкости 20% вынос жидкости составляет 28,1-39,1%, а при содержании газового конденсата в количестве 50% вынос жидкости составляет 20-22%. Исходя из температуры плавления исходных ингредиентов (поверхностно-активного вещество на основе алкилфенола имеет температуру плавления 43-45°С) твердый пенообразователь работоспособен при температуре до 68°С.The disadvantage of this solid foaming agent is the following. According to the data given in the description of the invention, the removal of fluid is 20-74.6% (see table). In particular, in the absence of gas condensate, the liquid removal is 66.6-74.6%, with a gas condensate content of 20%, the liquid removal is 28.1-39.1%, and when the gas condensate is 50%, the liquid removal is makes up 20-22%. Based on the melting temperature of the starting ingredients (the alkylphenol-based surfactant has a melting point of 43-45 ° C), the solid foaming agent is operable at temperatures up to 68 ° C.
В высокотемпературных скважинах (выше 75°С) из-за низкой температуры плавления твердого пенообразователя, вследствие невысокого температурного интервала устойчивости, может произойти расплавление приповерхностного слоя стержня твердого пенообразователя с образованием вязкого расплава, отложение его на стенках насосно-компрессорных труб и при загрузке следующих порций стержней может образоваться пробка. Как следствие, работы по удалению жидкого пластового флюида будут неэффективны. Кроме того, при изготовлении твердого пенообразователя необходимо строго контролировать температуру в узком диапазоне, так как незначительное ее превышение приведет к неконтролируемому и неравномерному газообразованию, к невозможности формирования микропористой структуры с закрытым типом пор.In high-temperature wells (above 75 ° C), due to the low melting point of the solid foaming agent, due to the low temperature range of stability, the near-surface layer of the core of the solid foaming agent can melt with the formation of a viscous melt, it deposits on the walls of the tubing and when loading the next portions rods may form a plug. As a result, work to remove the liquid reservoir fluid will be ineffective. In addition, in the manufacture of a solid foaming agent, it is necessary to strictly control the temperature in a narrow range, since a slight excess will lead to uncontrolled and uneven gas formation, to the inability to form a microporous structure with a closed type of pore.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения: повышение эффективности удаления жидкого пластового флюида из газовых и газоконденсатных скважин, продукция которых содержит пластовую воду с содержанием солей до 300 г/л при температуре до 85°С и содержанием углеводородного конденсата до 50 об. %, за счет использования твердого пенообразователя пролонгированного действия с улучшенными пенообразующими и выносящими свойствами.The technical result that can be obtained by implementing the present invention: improving the efficiency of removing liquid formation fluid from gas and gas condensate wells, the products of which contain formation water with a salt content of up to 300 g / l at a temperature of up to 85 ° C and a hydrocarbon condensate content of up to 50 vol . %, due to the use of a prolonged-action solid foaming agent with improved foaming and tolerant properties.
Технический результат достигается с помощью твердого пенообразователя для удаления жидкого пластового флюида из газовых и газоконденсатных скважин, содержащего сополимер суспензионный метилметакрилата с метакриловой кислотой марки метакрил - 354 К, полинивилпирролидон, неонол АФ 9-12, кальция гидроокись и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:The technical result is achieved using a solid foaming agent for removing liquid formation fluid from gas and gas condensate wells, containing a copolymer of suspension methyl methacrylate with methacrylic acid of the brand methacryl - 354 K, polyvinylpyrrolidone, neonol AF 9-12, calcium hydroxide and water in the following ratio of ingredients, wt. %:
Для приготовления твердого пенообразователя используют сополимер суспензионный метилметакрилата с метакриловой кислотой марки метакрил - 354 К (М-354К) молекулярная масса 90000-100000 по ТУ 6-01-1228-80, (далее сополимер М-354К), полинивилпирролидон ФС 42-1194-98 серия 039012001, кальция гидроокись по ГОСТу 9262-77, неонол АФ 9-12 (оксиэтилированный моноалкилфенол) по ТУ 2483-077-05766801-98.For the preparation of a solid foaming agent, a methyl methacrylate suspension copolymer with methacrylic acid of the methacrylate brand - 354 K (M-354K), molecular weight 90000-100000 according to TU 6-01-1228-80, (hereinafter M-354K copolymer), polyvinylpyrrolidone FS 42-1194- 98 series 039012001, calcium hydroxide according to GOST 9262-77, neonol AF 9-12 (ethoxylated monoalkylphenol) according to TU 2483-077-05766801-98.
Совместное применение в рецептуре предлагаемого твердого пенообразователя ингредиентов в указанном соотношении обеспечивает повышение эффективности удаления жидкого пластового флюида из скважин, продукция которых содержит пластовую воду с содержанием солей до 300 г/л при температуре до 85°С и содержанием углеводородного конденсата до 50 об. %, за счет использования твердого пенообразователя пролонгированного действия с улучшенными пенообразующими и выносящими свойствами. Достижение технического результата обеспечивается новой совокупностью существенных признаков. Использование в рецептуре твердого пенообразователя ингредиентов, характеризующихся особенностями строения, наличием химически активных функциональных групп - гидроксильных (ОН), карбонильных (С=O) и окси (-О-)групп, взаимным влиянием ингредиентов, объясняет эффект, проявляемый твердым пенообразователем. Формирование твердого пенообразователя происходит за счет следующих физико-химических процессов. В процессе изготовления стержней твердого пенообразователя образуется трехмерная структура, за счет протекания следующих реакций: реакции взаимодействие гидроксильных групп сополимера М-354К с макромолекулами поливинилпирролидона, образование водородных связей между неонолом АФ 9-12 и поливинилпир-ролидоном, образование дополнительных связей между цепями сополимера и поливинилпирролидона в присутствии кальция гидроокиси. Использование сополимера М-354К позволяет получить вязкую структурированную систему, характеризующуюся нарастанием структурных свойств во времени. При умеренных температурах линейные макромолекулы сополимера способны сворачиваться в клубки за счет внутримолекулярных взаимодействий сегментов цепи, при высоких температурах они образуют более развернутые конформации за счет разрыва слабых нековалентных внутримолекулярных связей, оказывая при этом на систему более высокое загущающее действие. При контакте твердого пенообразователя с жидким пластовым флюидом формирование межфазной поверхности будет замедляться, что обуславливает нарастающее сопротивление отрыву частиц поверхностно-активного вещества от поверхности твердого пенообразователя, а это способствует замедлению растворения последнего. Растворение твердого пенообразователя происходит медленно, так как энергия связи между частицами, составляющими полимерный каркас, выше энергии связи частично экранируемых углеводородными радикалами гидрофильных групп пенообразователя с молекулами воды. Так как растворение твердого пенообразователя происходит медленно, то замедляется и высвобождение поверхностно-активного вещества, что позволяет поддерживать концентрацию пенообразователя на уровне критической концентрации мицеллообразования в течение длительного периода времени, при этом получая максимальный объем пены. Благодаря замедленной растворимости насыщение жидкости пенообразователем происходит постепенно, дальнейшее растворение пенообразователя приводит к выносу очередного микрообъема пластового жидкого флюида до полного его удаления. Пролонгированное действие твердого пенообразователя обусловлено взаимодействием ингредиентов, входящих в его рецептуру в заявляемых количественных соотношениях. Поливинилпирролидон обладает высокой адсорбирующей способностью и способностью к комплексообразованию, связывая многие вещества (Сидильковская Ф.П. Химия N-винилпирролидона и его полимеров // Изд-во «Наука», М. 1970, с. 99).The combined use in the recipe of the proposed solid foaming agent of the ingredients in the specified ratio provides an increase in the efficiency of removing liquid formation fluid from wells whose products contain formation water with a salt content of up to 300 g / l at a temperature of up to 85 ° C and a hydrocarbon condensate content of up to 50 vol. %, due to the use of a prolonged-action solid foaming agent with improved foaming and tolerant properties. The achievement of the technical result is provided by a new set of essential features. The use of ingredients in the formulation of a solid foaming agent, characterized by structural features, the presence of chemically active functional groups - hydroxyl (OH), carbonyl (C = O) and hydroxy (-O-) groups, by the mutual influence of the ingredients, explains the effect of a solid foaming agent. The formation of a solid foaming agent occurs due to the following physicochemical processes. In the process of manufacturing rods of a solid foaming agent, a three-dimensional structure is formed due to the following reactions: the reaction is the interaction of the hydroxyl groups of the copolymer M-354K with polyvinylpyrrolidone macromolecules, the formation of hydrogen bonds between neonol AF 9-12 and polyvinylpyrrolidone, the formation of additional bonds between the chains of the copolymer and polyvinylpyrrolidone in the presence of calcium hydroxide. The use of the copolymer M-354K allows one to obtain a viscous structured system characterized by an increase in structural properties over time. At moderate temperatures, linear copolymer macromolecules are able to coagulate due to intramolecular interactions of chain segments; at high temperatures, they form more developed conformations due to the breaking of weak non-covalent intramolecular bonds, while exerting a higher thickening effect on the system. Upon contact of the solid foaming agent with the liquid formation fluid, the formation of the interfacial surface will slow down, which leads to increasing resistance to detachment of the surfactant particles from the surface of the solid foaming agent, and this helps to slow the dissolution of the latter. The dissolution of the solid foaming agent occurs slowly, since the binding energy between the particles that make up the polymer skeleton is higher than the binding energy of the hydrophilic groups of the foaming agent partially shielded by hydrocarbon radicals and water molecules. Since the dissolution of the solid foaming agent is slow, the release of the surfactant is also slowed down, which allows the concentration of the foaming agent to be maintained at the critical micelle concentration for a long period of time, while obtaining the maximum volume of foam. Due to the delayed solubility, the saturation of the liquid with a foaming agent occurs gradually; further dissolution of the foaming agent leads to the removal of the next microvolume of the formation liquid fluid until it is completely removed. The prolonged action of the solid foaming agent is due to the interaction of the ingredients included in its formulation in the claimed quantitative ratios. Polyvinylpyrrolidone has a high adsorbing and complexing ability, binding many substances (Sidilkovskaya F.P. Chemistry of N-vinylpyrrolidone and its polymers // Publishing House "Science", M. 1970, S. 99).
Пептидоподобное строение поливинилпирролидона обуславливает его свойство образовывать комплексы с неонолом АФ9-12 за счет образования водородной связи между функциональной группой поливинилпирролидона >N-C=O и гидроксигруппой молекулы неонола и формировать вторичную структуру, в которой эти вещества находятся в конденсированном состоянии в виде ассоциатов. Последние могут иметь разветвленное или кольчатое строение. Такая ассоциация приводит к повышению температуры плавления, теплоты парообразования, а также к изменению взаимной растворяющей способности веществ. При повышении температуры происходит разрыв водородных связей, однако этот процесс для данной композиции растянут на сравнительно широкий интервал температур и увеличен во времени, что обуславливает пролонгированное действие предлагаемого твердого пенообразователя. На фиг. 1 представлена схема образования связи между макромолекулами неонола АФ 9-12 и поливинилпирролидона.The peptide-like structure of polyvinylpyrrolidone determines its ability to form complexes with neonol AF9-12 due to the formation of a hydrogen bond between the functional group of polyvinylpyrrolidone> N-C = O and the hydroxy group of the neonol molecule and form a secondary structure in which these substances are in a condensed state in the form of associates. The latter may have a branched or annular structure. Such an association leads to an increase in the melting temperature, the heat of vaporization, as well as to a change in the mutual dissolving ability of substances. With increasing temperature, hydrogen bonds break, but this process for this composition is stretched over a relatively wide temperature range and increased in time, which leads to the prolonged action of the proposed solid foaming agent. In FIG. 1 is a diagram of the formation of a bond between neonol AF 9-12 macromolecules and polyvinylpyrrolidone.
Связь поливинипирролидона с сополимером М-354К осуществляется за счет сил Ван-дер-Ваальсовского типа. Несмотря на слабость этого взаимодействия указанная связь обеспечивает устойчивость образующихся молекулярных комплексов. Ван-дер-Ваальсовские силы ответственны за формирование пространственной структуры. В отличие от химической связи, возникающая водородная (между поливинилпирролидоном и неонолом АФ 9-12) не настолько сильна, еще более слабее является и Ван-дер-Ваальсовская (между поливинилпирролидоном и сополимером М-354К). Однако они оказывают значительное влияние на многие физические свойства (температурные характеристики), а также на количественные характеристики некоторых химических процессов (энергии активации образования и распада молекулярных комплексов, молекул сложных ионов). Дисперсионные силы притяжения между частицами поливинилпирролидона и сополимера М-354К являются самыми слабыми связями из всех межмолекулярных взаимодействий. Поэтому в процессе растворения при контакте твердого пенообразователя с пластовой водой в первую очередь переходит в раствор сополимер М-354К и только потом неонол АФ 9-12, следовательно, концентрация его в водогазоконденсатной системе нарастает постепенно, что также обеспечивает пролонгированное действие твердого пенообразователя.The connection of polyvinylpyrrolidone with the M-354K copolymer is carried out due to the forces of the Van der Waals type. Despite the weakness of this interaction, this bond ensures the stability of the resulting molecular complexes. Van der Waals forces are responsible for the formation of the spatial structure. In contrast to the chemical bond, the hydrogen bond (between polyvinylpyrrolidone and neonol AF 9-12) is not so strong, and Van der Waals (between polyvinylpyrrolidone and M-354K copolymer) is even weaker. However, they have a significant effect on many physical properties (temperature characteristics), as well as on the quantitative characteristics of some chemical processes (activation energy of the formation and decomposition of molecular complexes, complex ion molecules). Dispersion forces of attraction between particles of polyvinylpyrrolidone and copolymer M-354K are the weakest bonds of all intermolecular interactions. Therefore, in the process of dissolution, upon contact of the solid blowing agent with formation water, the M-354K copolymer first passes into the solution and only then neonol AF 9-12, therefore, its concentration in the water-gas condensate system increases gradually, which also ensures the prolonged action of the solid blowing agent.
На фиг. 2 представлена схема образования связи между молекулами поливинилпирролидона и сополимера М-354К.In FIG. 2 is a diagram of the formation of a bond between the molecules of polyvinylpyrrolidone and the copolymer M-354K.
Использование кальция гидроокиси как структурообразователя позволяет получить полимерную матрицу с определенной структурой, выполняя при этом роль центров кристаллизации и понижая поверхностное натяжение на границе фаз. Содержание в составе твердого пенообразователя кальция гидроокиси способствует связыванию ингредиентов в прочный комплекс за счет образования дополнительных катион анионных связей между цепями сополимера и поливинилпирролидона. Это объясняется тем, что поверхность частиц минерального структурообразователя (кальция гидроокиси) имеет сложное строение, большая часть их гидрофильна и хорошо смачивается средой, одновременно на поверхности частиц кальция гидроокиси есть гидрофобные участки, благодаря которым возможен контакт их с сополимером М-354К гидрофобными участками поверхности. Физико-химические процессы, протекающие на стадии получения стержней, образуют медленно растворимую систему с высокой плотностью когезии. Температура плавления поливинилпирролидона 150-180°С, температура плавления сополимера М-354К составляет 190°С. Содержание указанных ингредиентов в составе приводит к увеличению температурного интервала устойчивости предлагаемого твердого пенообразователя, обеспечивает синергетический эффект и возможность использования твердого пенообразователя для удаления жидкого пластового флюида из скважин при температуре до 85°С. При этом температура каплепадения его составляет 90°С.The use of calcium hydroxide as a builder makes it possible to obtain a polymer matrix with a certain structure, playing the role of crystallization centers and lowering the surface tension at the phase boundary. The content of calcium hydroxide in the solid foaming agent promotes the binding of the ingredients to a durable complex due to the formation of additional cationic anionic bonds between the chains of the copolymer and polyvinylpyrrolidone. This is due to the fact that the surface of the particles of the mineral builder (calcium hydroxide) has a complex structure, most of them are hydrophilic and well wetted by the medium, while there are hydrophobic areas on the surface of calcium hydroxide particles, due to which they can contact the copolymer M-354K with hydrophobic parts of the surface. Physico-chemical processes occurring at the stage of production of the rods form a slowly soluble system with a high cohesion density. The melting point of polyvinylpyrrolidone is 150-180 ° C, the melting point of the M-354K copolymer is 190 ° C. The content of these ingredients in the composition leads to an increase in the temperature range of stability of the proposed solid foaming agent, provides a synergistic effect and the possibility of using a solid foaming agent to remove liquid formation fluid from wells at temperatures up to 85 ° C. Moreover, its dropping temperature is 90 ° C.
Высокая выносящая способность предлагаемого твердого пенообразователя обеспечивается образованием нестабильной пеноэмульсионной системы при вспенивании водогазоконденсатной смеси. Образование комплексных мицелл неонол - поливинилпирролидон предотвращает формирование стабильного микроэмульсионного адсорбционного слоя на поверхности капель газового конденсата.The high endurance of the proposed solid foaming agent is provided by the formation of an unstable foam emulsion system when foaming a water-gas condensate mixture. The formation of complex neonol - polyvinylpyrrolidone micelles prevents the formation of a stable microemulsion adsorption layer on the surface of gas condensate droplets.
Известно, что при наличии газоконденсата в пластовой жидкости выносящая способность пенообразователя снижается, так как часть его расходуется на эмульгирование газоконденсата. Обязательным условием выноса газоконденсата является образование нестабильной пеноэмульсионной системы. Используемый в рецептуре предлагаемого твердого пенообразователя поливинилпирролидон имеет достаточно рыхлую упаковку молекулярных цепей, что обеспечивает формирование нестабильного микроэмульсионного адсорбционного слоя на поверхности капель газоконденсата. Также он имеет выраженную способность образовывать комплексы, тем самым повышая их гидрофильность, благодаря чему предлагаемый твердый пенообразователь эффективно удаляет пластовый флюид с содержанием газоконденсата до 50 об. %. Кроме того, гидрофильно-липофильный баланс неонола АФ 9-12 составляет 14, что указывает на то, что данное поверхностно-активное вещество является стабилизатором эмульсии типа «масло в воде», а наличие в составе твердого пенообразователя кальция гидроокиси позволяет усилить адсорбцию поверхностно-активного вещества на молекулах воды и газоконденсата, и благодаря этому эффективно удалить пластовый флюид с содержанием газоконденсата до 50 об. %. Активность твердого пенообразователя в минерализованной воде не снижается, так как неонол АФ 9-12 образует комплексы с ионами кальция и магния. Важным и определяющим фактором пенообразующей способности является высокая скорость формирования межфазной поверхности и избыточная свободная энергия адсорбции ПАВ на поверхности капель газового конденсата и пузырьков воздуха в динамических условиях. В случае низкой скорости адсорбции ПАВ формирование межфазной поверхности будет замедляться и выносящая способность пенообразователя снижается. Высокая скорость обновления межфазной поверхности при вспенивании водогазоконденсатной смеси обеспечивается предлагаемым твердым пенообразователем за счет входящих в его рецептуру ингредиентов. В данном случае высокая выносящая способность твердого пенообразователя обеспечивается за счет синергетического эффекта при формировании смешанного адсорбционного слоя молекул неонола АФ 9-12 - поливинилпирролидон на глобулах газового конденсата и пузырьках воздуха, образованного вследствие межмолекулярного взаимодействия в бинарных смесях неонол-поливинилпирролидон. Образование комплексов смешанных мицелл между указанными ингредиентами приводит не только к синергетическому эффекту - повышению пенообразующих свойств твердого пенообразователя, но и к снижению влияния повышенной температуры на температуру помутнения неонола АФ 9-12, так как в комплексах растворимость последнего понижается и он не образует отдельной фазы при высокой температуре. Другим существенным моментом является то, что комплекс неонол - поливинилпирролидон не образует винзорских систем при заявляемых минерализациях удаляемых жидкостей. В широком диапазоне минерализации пластовой жидкости образовывается гидрофильная (легкая) пеноэмульсия с высокой выносящей способностью, что в свою очередь приведит к повышению эффективности удаления жидкого пластового флюида из газовых и газоконденсатных скважин, продукция которых содержит пластовую воду с содержанием солей до 300 г/л при температуре до 85°С и содержанием углеводородного конденсата до 50 об. %It is known that in the presence of gas condensate in the reservoir fluid, the foaming agent's endurance decreases, since part of it is spent on emulsification of the gas condensate. A prerequisite for the removal of gas condensate is the formation of an unstable foam emulsion system. Used in the formulation of the proposed solid foaming agent, polyvinylpyrrolidone has a fairly loose packaging of molecular chains, which ensures the formation of an unstable microemulsion adsorption layer on the surface of gas condensate droplets. He also has a pronounced ability to form complexes, thereby increasing their hydrophilicity, due to which the proposed solid foaming agent effectively removes formation fluid with a gas condensate content of up to 50 vol. % In addition, the hydrophilic-lipophilic balance of neonol AF 9-12 is 14, which indicates that this surfactant is a stabilizer of the oil-in-water emulsion, and the presence of a hydroxide in the composition of a solid calcium foaming agent enhances the adsorption of surfactant substances on the molecules of water and gas condensate, and due to this, it is effective to remove formation fluid with a gas condensate content of up to 50 vol. % The activity of the solid foaming agent in mineralized water does not decrease, since neonol AF 9-12 forms complexes with calcium and magnesium ions. An important and determining factor in foaming ability is the high rate of formation of the interfacial surface and the excess free energy of adsorption of surfactants on the surface of gas condensate droplets and air bubbles in dynamic conditions. In the case of a low adsorption rate of surfactants, the formation of the interfacial surface will slow down and the endurance of the foaming agent is reduced. The high refresh rate of the interfacial surface during foaming of the gas-gas condensate mixture is provided by the proposed solid foaming agent due to the ingredients included in its formulation. In this case, the high endurance of the solid foaming agent is ensured by the synergistic effect during the formation of a mixed adsorption layer of neonol AF 9-12 molecules - polyvinylpyrrolidone on gas condensate globules and air bubbles formed due to intermolecular interaction in neonol-polyvinylpyrrolidone binary mixtures. The formation of mixed micelle complexes between these ingredients leads not only to a synergistic effect - an increase in the foaming properties of the solid foaming agent, but also to a decrease in the effect of elevated temperature on the cloud point of neonol AF 9-12, since the solubility of the latter decreases in the complexes and it does not form a separate phase when high temperature. Another significant point is that the neonol - polyvinylpyrrolidone complex does not form Winsor systems with the claimed mineralization of the removed liquids. In a wide range of formation fluid mineralization, a hydrophilic (light) foam emulsion is formed with high tolerance, which in turn will increase the efficiency of removing liquid formation fluid from gas and gas condensate wells, the products of which contain formation water with a salt content of up to 300 g / l at a temperature up to 85 ° С and hydrocarbon condensate content up to 50 vol. %
Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.In more detail, the essence of the claimed invention is described by the following examples.
Примеры (лабораторные)Examples (laboratory)
Пример 1Example 1
Для получения твердого пенообразователя в смеситель заливают 6,5 мл (50 мас. %) воды при комнатной температуре, добавляют 1,3 г (10 мас. %) кальция гидроокиси перемешивают. В полученный раствор последовательно при перемешивании добавляют 1,3 г сополимера М-354К, 1,96 г (15 мас. %) неонола АФ 9-12, (что составляет 1,87 мл плотность ρ=1046 кг/м3), 1,96 г (15 мас. %) поливинилпирролидона. Осуществляют перемешивание до получения однородной массы, которую загружают в пресс-формы и выдерживают при температуре 120-125°С до оплавления стержней и затем выдерживают при комнатной температуре 72 часа.To obtain a solid foaming agent, 6.5 ml (50 wt.%) Of water is poured into the mixer at room temperature, 1.3 g (10 wt.%) Of calcium hydroxide are added and mixed. To the resulting solution, 1.3 g of copolymer M-354K, 1.96 g (15 wt.%) Of neonol AF 9-12, (which is 1.87 ml, density ρ = 1046 kg / m 3 ) are added successively with stirring, 1 96 g (15 wt.%) Polyvinylpyrrolidone. Mixing is carried out until a homogeneous mass is obtained, which is loaded into the molds and kept at a temperature of 120-125 ° C until the rods are melted and then kept at room temperature for 72 hours.
Отформованный стержень плотностью ρ=1090 кг/м3 весит 13 г. Выносящую способность твердого пенообразователя определяют на модели скважины, представляющей собой стеклянную трубку высотой 2,3 м и диаметром 0,032 м. Нижнюю часть колонки на глубину 0,7 м помещают в водяную баню, заданную температуру в которой поддерживают теплоэлектронагревателем. Подогретый воздух со скоростью 0,5 м/с подают снизу через столб жидкости. Выносящую способность твердого пенообразователя определяют как отношение объема вынесенной жидкости к первоначальному объему исследуемой жидкости в процентах. Для исследований используют пластовую воду с общей минерализацией 296,57 г/л, плотностью 1705 кг/м3.A molded rod with a density of ρ = 1090 kg / m 3 weighs 13 g. The carrying capacity of a solid foaming agent is determined on the model of the well, which is a glass tube 2.3 m high and 0.032 m in diameter. The lower part of the column to a depth of 0.7 m is placed in a water bath , the set temperature in which is supported by a heat heater. Heated air at a speed of 0.5 m / s is supplied from below through a column of liquid. The endurance of a solid foaming agent is defined as the ratio of the volume of the removed fluid to the initial volume of the investigated fluid in percent. For research, formation water is used with a total salinity of 296.57 g / l and a density of 1705 kg / m 3 .
Жидкий пластовый флюид термостатируют при 50°С, 70°С, 85°С.The liquid formation fluid is thermostated at 50 ° C, 70 ° C, 85 ° C.
Состав пластового флюида: 100 об. % воды, газоконденсат отсутствует, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 100 vol. % water, gas condensate is absent, at the temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 80%, скорость растворения 0,70 г/час;50 ° C, an endurance of 80%, a dissolution rate of 0.70 g / h;
70°С выносящая способность 85%, скорость растворения 0,72 г/час;70 ° С; endurance 85%; dissolution rate 0.72 g / h;
85°С выносящая способность 90%, скорость растворения 0,75 г/час.85 ° C, 90% tolerance, 0.75 g / hour dissolution rate.
Состав пластового флюида: 50 об. % газоконденсат, 50 об. % воды, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 50 vol. % gas condensate, 50 vol. % water, at a temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 72%, скорость растворения 0,33 г/час;50 ° С, endurance 72%, dissolution rate 0.33 g / h;
70°С выносящая способность 75%, скорость растворения 0,45 г/час;70 ° С; endurance of 75%; dissolution rate of 0.45 g / h;
85°С выносящая способность 77%, скорость растворения 0,60 г/час.85 ° С; endurance of 77%; dissolution rate of 0.60 g / hour.
Пример 2Example 2
Для получения стержня массой 13 г используют следующие ингредиенты, г/мас. %:To obtain a rod weighing 13 g using the following ingredients, g / wt. %:
Проводят все операции, как в примере 1.Perform all operations, as in example 1.
Отформованный стержень плотностью ρ=1078 кг/м3.A molded rod with a density ρ = 1078 kg / m 3 .
Состав пластового флюида: 100 об. % воды, газоконденсат отсутствует, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 100 vol. % water, gas condensate is absent, at the temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 68%, скорость растворения 0,69 г/час;50 ° C, an endurance of 68%, a dissolution rate of 0.69 g / h;
70°С выносящая способность 69%, скорость растворения 0,71 г/час;70 ° С; endurance 69%, dissolution rate 0.71 g / h;
85°С выносящая способность 70%, скорость растворения 0,75 г/час.85 ° С, endurance 70%, dissolution rate 0.75 g / h.
Состав пластового флюида: 50 об. % газоконденсат, 50 об. % воды, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 50 vol. % gas condensate, 50 vol. % water, at a temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 60%, скорость растворения 0,32 г/час;50 ° С, endurance 60%, dissolution rate 0.32 g / h;
70°С выносящая способность 61%, скорость растворения 0,44 г/час;70 ° С; endurance of 61%, dissolution rate of 0.44 g / h;
85°С выносящая способность 68%, скорость растворения 0,60 г/час.85 ° C; 68% tolerance; 0.60 g / h dissolution rate.
Пример 3Example 3
Для получения стержня массой 13 г используют следующие ингредиенты, г/мас. %:To obtain a rod weighing 13 g using the following ingredients, g / wt. %:
Проводят все операции, как в примере 1.Perform all operations, as in example 1.
Отформованный стержень плотностью ρ=1086 кг/м.A molded rod with a density of ρ = 1086 kg / m.
Состав пластового флюида: 100 об. % воды, газоконденсат отсутствует, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 100 vol. % water, gas condensate is absent, at the temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 73%, скорость растворения 0,80 г/час;50 ° С, endurance 73%, dissolution rate 0.80 g / h;
70°С выносящая способность 78%, скорость растворения 0,82 г/час;70 ° С; endurance 78%, dissolution rate 0.82 g / h;
85°С выносящая способность 80%, скорость растворения 0,85 г/час.85 ° С; endurance of 80%; dissolution rate of 0.85 g / h.
Состав пластового флюида: 50 об. % газоконденсат, 50 об. % воды, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 50 vol. % gas condensate, 50 vol. % water, at a temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 62%, скорость растворения 0,68 г/час;50 ° C, an endurance of 62%, a dissolution rate of 0.68 g / h;
70°С выносящая способность 65%, скорость растворения 0,73 г/час;70 ° С; endurance 65%; dissolution rate 0.73 g / h;
85°С выносящая способность 70%, скорость растворения 0,78 г/час.85 ° С; endurance 70%; dissolution rate 0.78 g / h.
Пример 4Example 4
Для получения стержня массой 13 г используют следующие ингредиенты, г/мас. %:To obtain a rod weighing 13 g using the following ingredients, g / wt. %:
Проводят все операции, как в примере 1.Perform all operations, as in example 1.
Отформованный стержень плотностью ρ=1144 кг/м3.A molded rod with a density ρ = 1144 kg / m 3 .
Состав пластового флюида: 100 об. % воды, газоконденсат отсутствует, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 100 vol. % water, gas condensate is absent, at the temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 67%, скорость растворения 0,67 г/час;50 ° C, an endurance of 67%, a dissolution rate of 0.67 g / h;
70°С выносящая способность 68%, скорость растворения 0,70 г/час;70 ° С; endurance 68%, dissolution rate 0.70 g / h;
85°С выносящая способность 69%, скорость растворения 0,76 г/час.85 ° С; endurance 69%, dissolution rate 0.76 g / h.
Состав пластового флюида: 50 об % газоконденсат, 50 об. % воды, при температуре термостатирования:The composition of the reservoir fluid: 50% vol. Gas condensate, 50 vol. % water, at a temperature of temperature control:
50°С, выносящая способность 59%, скорость растворения 0,30 г/час;50 ° С, endurance 59%, dissolution rate 0.30 g / h;
70°С выносящая способность 60%, скорость растворения 0,42 г/час;70 ° С; endurance 60%; dissolution rate 0.42 g / h;
85°С выносящая способность 67%, скорость растворения 0,68 г/час.85 ° С, endurance 67%, dissolution rate 0.68 g / h.
Результаты проведенных исследований представлены в таблице.The results of the studies are presented in the table.
Содержание в твердом пенообразователе сополимера М-354 К в количестве менее 5 мас. % или более 20 мас. %, поливинилпирролидона в количестве менее 10 мас. % или более 25 мас. %, неонола АФ 9-12 в количестве менее 10 мас. % или более 25 мас. %, кальция гидроокиси в количестве менее 5 мас. % или более 20 мас. % не обеспечивает возможность формирования стержней. Таким образом, согласно вышесказанному предлагаемая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение заявляемого технического результата.The content in the solid foaming agent of the copolymer M-354 K in an amount of less than 5 wt. % or more than 20 wt. %, polyvinylpyrrolidone in an amount of less than 10 wt. % or more than 25 wt. %, neonol AF 9-12 in an amount of less than 10 wt. % or more than 25 wt. %, calcium hydroxide in an amount of less than 5 wt. % or more than 20 wt. % does not provide the ability to form rods. Thus, according to the above, the proposed combination of essential features ensures the achievement of the claimed technical result.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016102555A RU2616637C1 (en) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Solid foaming agent for removal of liquid formation fluid from gaseous and gas-condensate wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016102555A RU2616637C1 (en) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Solid foaming agent for removal of liquid formation fluid from gaseous and gas-condensate wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2616637C1 true RU2616637C1 (en) | 2017-04-18 |
Family
ID=58642451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016102555A RU2616637C1 (en) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Solid foaming agent for removal of liquid formation fluid from gaseous and gas-condensate wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616637C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US599930A (en) * | 1898-03-01 | Switch for electric circuits | ||
US4524002A (en) * | 1983-02-23 | 1985-06-18 | Gaf Corporation | Foaming agent |
RU2173694C2 (en) * | 1999-06-18 | 2001-09-20 | ОАО "Газпром" | Solid foaming formulation for removing liquid from wells and method of preparation thereof |
RU2242495C2 (en) * | 2002-12-09 | 2004-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Composition for taking away water-condensate mixture from well |
RU2328515C2 (en) * | 2005-12-15 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Technologic mixture for removing liquid stratal fluid from condensate well with abnormally low formation pressure |
RU2442814C1 (en) * | 2010-06-07 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов " (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Solid foaming agent for removing reservoir fluid for gas and gas condensate wells |
-
2016
- 2016-01-26 RU RU2016102555A patent/RU2616637C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US599930A (en) * | 1898-03-01 | Switch for electric circuits | ||
US4524002A (en) * | 1983-02-23 | 1985-06-18 | Gaf Corporation | Foaming agent |
RU2173694C2 (en) * | 1999-06-18 | 2001-09-20 | ОАО "Газпром" | Solid foaming formulation for removing liquid from wells and method of preparation thereof |
RU2242495C2 (en) * | 2002-12-09 | 2004-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Composition for taking away water-condensate mixture from well |
RU2328515C2 (en) * | 2005-12-15 | 2008-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Technologic mixture for removing liquid stratal fluid from condensate well with abnormally low formation pressure |
RU2442814C1 (en) * | 2010-06-07 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов " (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Solid foaming agent for removing reservoir fluid for gas and gas condensate wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhu et al. | Thermoresponsive Pickering emulsions stabilized by silica nanoparticles in combination with alkyl polyoxyethylene ether nonionic surfactant | |
Yuyama et al. | Preparation and analysis of uniform emulsion droplets using SPG membrane emulsification technique | |
EP1527125B1 (en) | Porous beads and method of production thereof | |
JP4349639B2 (en) | S / O suspension and manufacturing method thereof | |
US9259671B2 (en) | Apparatus, system, and method for defoaming a waste tank | |
CN107828076B (en) | Foam stabilizer and preparation method thereof | |
US20140142020A1 (en) | Particle defoamer and process for preparing same | |
JP2004008837A (en) | S/o suspension, s/o/w emulsion, and their manufacturing method | |
JPH0312924B2 (en) | ||
RU2616637C1 (en) | Solid foaming agent for removal of liquid formation fluid from gaseous and gas-condensate wells | |
CN102140151B (en) | Method for preparing uniform polymer beads | |
Zerfa et al. | Experimental investigation of PVA adsorption at the vinyl chloride/water interface in monomer suspensions | |
US10773187B2 (en) | Coalescing media product and method | |
US3098044A (en) | Method of producing hydrous metal oxide sols | |
RU2696571C2 (en) | Suspension polymerisation method | |
KR102634590B1 (en) | Droplets distributed in an aqueous medium | |
RU2632845C1 (en) | Solvent of asphalt-resin-paraffin deposits | |
KR102682029B1 (en) | Method for suspension polymerization of droplets distributed in aqueous medium | |
JP5046479B2 (en) | Stable and excellent water-in-oil dispersion and its method of use | |
JP2018538398A (en) | Droplets dispersed in an aqueous medium | |
JP6937303B2 (en) | Method of Suspension Polymerization of Droplets Distributed in Aqueous Medium | |
RU2625876C2 (en) | Method of obtaining emulsifying composition for impregnation of ammonium nitrate | |
RU2626475C1 (en) | Composition and method of solid foaming agent preparation for liquid removal from the gas and gas condensate wells bottomholes | |
CN113999687A (en) | Preparation method of liquid crystal gel hyperstable foam system | |
JP2018516214A (en) | Sulfuric acid treatment |