RU2787673C1 - Комплексный ингибитор газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений - Google Patents

Комплексный ингибитор газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений Download PDF

Info

Publication number
RU2787673C1
RU2787673C1 RU2021129014A RU2021129014A RU2787673C1 RU 2787673 C1 RU2787673 C1 RU 2787673C1 RU 2021129014 A RU2021129014 A RU 2021129014A RU 2021129014 A RU2021129014 A RU 2021129014A RU 2787673 C1 RU2787673 C1 RU 2787673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
mixture
inhibitor
glycol
hydrate formation
Prior art date
Application number
RU2021129014A
Other languages
English (en)
Inventor
Роберт Ибрагимович Алимбеков
Александр Иосифович Волошин
Сергей Николаевич Греков
Владимир Анатольевич Докичев
Андрей Владимирович Исаков
Руслан Фаритович Кадыров
Руслан Уралович Рабаев
Евгений Владимирович Сухарев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Сириус"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Сириус" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Сириус"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787673C1 publication Critical patent/RU2787673C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - повышение ингибирующей способности в отношении газогидратообразования и солеотложения карбоната кальция при уменьшении расхода ингибитора. Комплексный ингибитор газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений включает полисахарид арабиногалактан, одноатомный алифатический спирт или смесь спиртов общей формулы CnH2n+1OH, где n=1-3, гликоль или смесь гликолей общей формулы CnH2n(ОН)2, где n=2, 3, а также воду, причем в качестве одноатомного алифатического спирта используют метанол или этанол, или изопропиловый спирт, а в качестве гликоля - моно- или диэтиленгликоль, или пропиленгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.%: арабиногалактан 1-20; одноатомный алифатический спирт или смесь спиртов 1-40; гликоль или смесь гликолей 10-25; вода остальное. 4 табл.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к ингибитору газогидратообразования как кинетического, так и термодинамического действия, и может быть использовано для предотвращения образования твердых гидратных отложений в газовых, газоконденсатных и газонефтяных скважинах, в трубопроводных системах, а также ингибирования солеотложений при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений во время буровых работ, добыче нефти и газа.
Общеизвестно, что при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений образование газогидратов во время буровых работ и добычи нефти становится важной проблемой как при обеспечении потока и управления давлением в стволе скважины, так и при транспортировке углеводородного сырья. Формирование газогидратов в скважинах и в трубопроводах приводит к уменьшению их пропускной способности, что приводит к технологическим осложнениям [Barker, J.W., & Gomez, R.K. (1989). Formation of Hydrates during Deepwater Drilling Operations. Journal of Petroleum Technology, 41(3), 297-301, SPE-16130-PA. https://doi.org/10.2118/16130-PA.; Mu, L., & von Solms, N. (2020). Inhibition of natural gas hydrate in the system containing salts and crude oil. Journal of Petroleum Science Engineering, 188, 106940. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.106940.].
Для борьбы с газогидратами и предупреждения их образования во внутрискважинном оборудовании и наземных коммуникациях применяют химические, технологические и физические методы. В настоящее время широкое распространение получили химические методы, в основе которых лежит использование антиагломерационных, кинетических и термодинамических ингибиторов газогидратообразования, среди которых наиболее широкое применение находят водорастворимые полимеры: гомо- и сополимеры N-винилкапролактама, N-изопропилакриламида и N-винилпирролидона, а также метанол, гликоли и солевые растворы [Lal В., Nashed О. Chemical Additives for Gas Hydrates. Green Energy and Technology. Springer. 2020. 86 p.DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-30750-9.; Kelland M.A. Production Chemicals for the Oil and Gas Industry. CRC Press. 2016. 400 p.].
Известен ингибитор газогидратообразования, в качестве которого используют композицию, содержащую кинетический ингибитор, термодинамический ингибитор и синергетическую добавку, выбранную из группы, включающей четвертичные аммониевые соли, эфиры этиленгликоля общей формулы R1OCH2CH2OR2, где R1 - атом водорода или алкильный радикал, R2 - алкильный радикал, оксиэтилированные жирные спирты, оксипропилированные жирные спирты, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида или смесь указанных веществ при следующем соотношении компонентов, мас. %: кинетический ингибитор гидратообразования 2,0-8,0; термодинамический ингибитор гидратообразования 84,0-96,0; синергетическая добавка - остальное, до 100 (патент RU 2601649, МПК Е21В 43/22, опубл. 10.11.2016 г.).
Недостатки известного ингибитора заключаются в следующем:
- большой расход композиции: описываемый состав вводят в исходное сырье в количестве 2,5-50,0% мас. от воды, содержащейся в сырье;
- применение кислот, приводящих к коррозии нефтепромыслового оборудования;
- возможность осложнений, связанных с образованием солеотложений и совместимостью композиции с пластовой водой и применяемыми нефтепромысловыми реагентами;
- недостаточная степень снижения (депрессии) температуры кристаллизации льда, что не позволяет применять данный способ для ингибирования гидратообразования при температурах ниже 0°С;
- недостаточно высокий индукционный период гидратообразования;
- невозможность применения при обводненности (40-60%) водонефтяного флюида, поскольку гидратная суспензия в этих условиях становится слишком вязкой, а эффективность ингибитора низкой;
- высокая стоимость синтетических полимерных соединений, их относительно низкая термостабильность в минерализованной воде и низкая скорость биологического разложения в природной среде.
Известен ингибитор образования гидратов углеводородов в виде водной композиции полимера (патент RU 2504642, МПК Е21В 37/06, опубл. 20.01.2014 г.). Указанная композиция содержит водный раствор полимера из группы, включающей: сополимер пирролидона или капролактама, терполимер на основе N-винил-2-пирролидона, диметиламиноэтилметакрилат, гидроксиэтилцеллюлозу, поливинипирролидон, поливинилкарбоксилат, полиакрилат, поливинилкапролактам, акриламидометилпропансульфонат, полиакриламид, гипан, полиоксипропиленполиол, простой эфир марки Лапрол в масле полимера из группы, включающей: полиакриламид, карбоксиметилцеллюлозу, эфир оксиэтилцеллюлозы, полиметакрилат, поливинилацетат или поливиниловый спирт или их сополимеры, и дополнительно - карбамидоформальдегидный концентрат и гидрофобизирующую добавку при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанные водный раствор или эмульсия 0,05-5,0, КФК 0,1-5,0, гидрофобизирующая добавка 0,1-5,0, вода остальное.
Недостатки указанного ингибитора заключаются в следующем:
- необходимость проведения оторочки карбамидоформальдегидным концентратом и осуществление выдержки в течении 3-5 ч. перед закачкой композиции;
- применение кислот, приводящих к коррозии нефтепромыслового оборудования;
- возможность осложнений, связанных с образованием солеотложений и совместимостью композиции с пластовой водой и применяемыми нефтепромысловыми реагентами;
- недостаточная степень снижения (депрессии) температуры кристаллизации льда, что не позволяет применять данный способ для ингибирования гидратообразования при температурах ниже 0°С;
- большой расход композиции;
- недостаточно высокий индукционный период гидратообразования;
- низкая биоразлагаемость компонентов ингибирующей композиции;
- применение ингибиторов газогидратообразования ограничено низкой температурой переохлаждения и обводненностью (40-60%) водонефтяного флюида, поскольку гидратная суспензия в этих условиях становится слишком вязкой, а эффективность ингибитора низкой [Carpenter, С.(2019) Benefits of Low-Dosage Hydrate Inhibitors. Journal of Petroleum Technology, 71(9), 94-95. https://doi.org/10.2118/0919-0094-JPT.];
- высокая стоимость синтетических полимерных компонентов ингибитора, их относительно низкая термостабильность в минерализованной воде и низкая скорость биологического разложения в природной среде.
Задача изобретения заключается в создании высокоэффективного экологически безопасного ингибитора газогидратообразования и солеотложения для повышения эффективности разработки и эксплуатации нефтегазовых месторождений во время буровых работ, добычи нефти и газа.
Технический результат от применения изобретения - повышение ингибирующей способности в отношении газогидратообразования и солеотложения карбоната кальция при небольшом расходе ингибитора.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается комплексным ингибитором газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений, представляющим собой композицию, включающую полисахарид арабиногалактан, одноатомный алифатический спирт или смесь спиртов общей формулы CnH2n+1OH, где n=1-3, гликоль или смесь гликолей общей формулы CnH2n(ОН)2, где n=2, 3, а также воду, причем в качестве одноатомного алифатического спирта используют метанол или этанол, или изопропиловый спирт, а в качестве гликоля - моно- или диэтиленгликоль, или пропиленгликоль, при этом компоненты содержатся в композиции при следующем соотношении, мас.%:
арабиногалактан 1-20
одноатомный алифатический спирт или смесь спиртов 1-40
гликоль или смесь гликолей 10-25
вода остальное
Технический результат достигается указанной совокупностью признаков при заявленном качественном и количественном составе ингредиентов.
Для ингибирования образования гидратов углеводородов и солеотложений применяется полисахарид арабиногалактан, который в композиции с одноатомным алифатическим спиртом общей формулы CnH2n+1OH (где n=1-3) или смесью спиртов, гликолем общей формулы CnH2n(ОН)2 (где n=2, 3) и диэтиленгиколем или их смесью проявляет синергетический эффект за счет снижения температуры и давления газогидратообразования (термодинамический эффект) и кооперативного действия компонентов композиции вследствие снижения скорости газогидратообразования (кинетический эффект), а также за счет ингибирования образования карбоната кальция, что приводит к уменьшению расхода ингибитора газогидратообразования и более высокой ингибирующей способности. Заявляемый ингибитор газогидратообразования является ингибитором как кинетического, так и термодинамического действия. Так как с ростом концентрации увеличивается перепад давления газогидратообразования (таблица 1) и снижается скорость образования газогидратов (таблица 2), предлагаемый ингибитор является ингибитором как кинетического, так и термодинамического действия. А также является как ингибитором газогидратообразования, так и ингибитором солеотложения, совместимым с пластовыми водами.
Арабиногалактан является природным полисахаридом, который промышленно производится по экологически безопасной «зеленой» технологии. Арабиногалактан не проявляет острой токсичности в дозе 5 г/кг и хронической токсичности - в дозе 500 мг/кг в сутки и физико-химические свойства его практически не изменяются до 130°С.
Авторами изобретения были проведены исследования с использованием модельной смеси газов и получены экспериментальные данные, показывающие действие как отдельных компонентов ингибитора, так и заявляемого состава, на процессы ингибирования газогидратообразования и солеотложения.
Исследование заявляемой композиции на гидратообразование модельной смеси газов продемонстрировало синергетический эффект и высокую ингибирующую активность, которая возрастала с повышением концентрации компонентов. Без заявляемого ингибитора процесс газогидратообразования модельной смеси газов при 24.5°С в присутствии дистиллированной воды начинался при 143 ат, тогда как при применении заявляемой композиции образование гидратов наблюдалось при более высоких давлениях: перепад давления возрастал более чем в два раза по сравнению с перепадом давления при применении компонентов композиции, взятых в индивидуальном виде в той же концентрации.
Описываемый состав получают следующим образом.
Ингибитор готовят смешением расчетных количеств компонентов, при температуре 20-30°С. Полученный ингибитор газогидратообразования вводят в газонефтяную среду, содержащую воду, способами, обеспечивающими его равномерное распределение в среде: либо в скважину, либо в участок трубопровода.
Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами, не ограничивающими его использование.
В таблице 1 приведены примеры составов заявляемого ингибитора, а также отдельных компонентов ингибитора и влияние их концентрации на перепад давления начала газогидратообразования в модельной смеси газов.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Исследование влияния арабиногалактана и предлагаемой композиции на его основе на процесс кристаллизации карбоната кальция показало их перспективность не только в качестве экологически безопасного ингибитора газогидратообразования, но и экологически безопасного ингибитора солеотложений карбоната кальция. Результаты исследований показали, что арабиногалактан и предлагаемая композиция при концентрации 20 мг/л практически полностью ингибируют процесс солеотложения СаСОз и их эффективность составляет 90-98%.
Физико-химические характеристики заявляемого ингибитора приведены в таблице 3.
Figure 00000005
Figure 00000006
Были проведены опытно-промысловые испытания (ОПИ) заявляемого ингибитора на скважинах различных месторождений с хлоркальциевом и гидрокарбонатно-натриевом типом пластовых вод (таблица 4). В таблице 4 показаны физико-химические свойства, ионный состав воды месторождений, участвовавших в ОПИ. Критерии эффективности граммы ОПИ достигнуты в полном объеме при дозировках 1000 г/м3 и 500 г/м3: в течение всего срока ОПИ (5 месяцев) образование гидратных пробок в затрубном пространстве зафиксированы не были.
Figure 00000007
Использование заявляемого состава позволяет повысить достоинства компонентов ингибитора, как следствие:
- повысить эффективность ингибирования;
- значительно снизить расход полисахарида и термодинамических ингибиторов газогидратообразования (метанола, этиленгликоля и т.д.);
- значительно понизить температуру застывания ингибитора, что позволит применять его в низкотемпературных условиях регионов добычи углеводородов;
- за счет синергетического эффекта используемых компонентов повысить ингибирующую способность и снизить их активную концентрацию, а, следовательно, уменьшить расход ингибитора.

Claims (2)

  1. Комплексный ингибитор газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений, представляющий собой композицию, включающую полисахарид арабиногалактан, одноатомный алифатический спирт или смесь спиртов общей формулы CnH2n+1OH, где n=1-3, гликоль или смесь гликолей общей формулы CnH2n(ОН)2, где n=2, 3, а также воду, причем в качестве одноатомного алифатического спирта используют метанол или этанол, или изопропиловый спирт, а в качестве гликоля - моно- или диэтиленгликоль, или пропиленгликоль, при этом компоненты содержатся в композиции при следующем соотношении, мас.%:
  2. арабиногалактан 1-20 одноатомный алифатический спирт или смесь спиртов 1-40 гликоль или смесь гликолей 10-25 вода остальное
RU2021129014A 2021-10-04 Комплексный ингибитор газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений RU2787673C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787673C1 true RU2787673C1 (ru) 2023-01-11

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160409C2 (ru) * 1995-06-08 2000-12-10 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ ингибирования образования гидратов
WO2004022909A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and compositions for inhibiting formation of hydrocarbon hydrates
RU2502773C1 (ru) * 2012-07-03 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Группа "Илим" Глинистый буровой раствор
RU2504571C2 (ru) * 2011-09-21 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Состав для предотвращения гидратных, солевых отложений и коррозии
RU2504642C2 (ru) * 2012-03-26 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Способ ингибирования образования гидратов углеводородов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160409C2 (ru) * 1995-06-08 2000-12-10 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ ингибирования образования гидратов
WO2004022909A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and compositions for inhibiting formation of hydrocarbon hydrates
RU2504571C2 (ru) * 2011-09-21 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Состав для предотвращения гидратных, солевых отложений и коррозии
RU2504642C2 (ru) * 2012-03-26 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" Способ ингибирования образования гидратов углеводородов
RU2502773C1 (ru) * 2012-07-03 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Группа "Илим" Глинистый буровой раствор

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5741758A (en) Method for controlling gas hydrates in fluid mixtures
US5690174A (en) Oil and gas field chemicals
US7615516B2 (en) Microemulsion containing oil field chemicals useful for oil and gas field applications
EP2970748B1 (en) Foamers for liquid removal
US10100243B2 (en) Environmentally preferable microemulsion composition
AU2016226361A1 (en) Foam assisted liquid removal using alcohol ether sulfonates
US10047271B2 (en) Bifunctional anti-deposit and anti-corrosion additives
US20110030961A1 (en) Treatment of Fluids that Increase in Viscosity at or Above a Threshold Temperature and Methods of Formulating and Using Such Fluids
US10870789B2 (en) Composition for limiting the formation and/or agglomeration of gas hydrates
EP3807382A1 (en) Carboxy alkyl-ester anti-agglomerants for the control of natural gas hydrates
RU2787673C1 (ru) Комплексный ингибитор газогидратообразования и отложения карбоната кальция при разработке и эксплуатации нефтегазовых месторождений
AU718313B2 (en) A process and a formulation to inhibit scale in oil field production
RU2601355C1 (ru) Состав для ингибирования образования гидратов в углеводородсодержащем сырье
US10774281B2 (en) Use of a particular carboxylic amino acid in order to limit the formation and/or agglomeration of gas hydrates
CA2493100C (en) A drag-reducing agent for use in injection water at oil recovery
AU2018229946B2 (en) Method for inhibiting the agglomeration of gas hydrates
RU2304637C2 (ru) Твердофазный состав для защиты внутрискважинного оборудования от коррозии
US20230235212A1 (en) Composition that can be used to delay the formation of gas hydrates
PL226811B1 (pl) Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania
WO2023200839A1 (en) Solid paraffin inhibitor and corrosion inhibitor compositions
EA042065B1 (ru) Способ предотвращения солеотложений
Kirk et al. Laboratory Evaluation of the Effect of Treating Chemicals on Scale Inhibitor Performance
MXPA97005491A (en) Chemical compounds for petroleum and oil plant