химическая добавка для мероприятий при эксплуатации нефтяных и газовых скважин

Формула изобретения

Химическая добавка для мероприятий при эксплуатации нефтяных и газовых скважин, включающая нафтенат натрия или калия, или их смесь, полученные путем нейтрализации нафтеновых кислот соответствующими гидроксидами или карбонатами, и другие реагенты, отличающаяся тем, что перед нейтрализацией указанные гидроксиды или карбонаты подвергают воздействию электрического поля напряженностью 25 - 50 кВ до достижения степени окисления калия и/или натрия от +2 до +4, а указанный нафтенат используют в количестве 1,8 - 80 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к химическим добавкам для проведения мероприятий по повышению нефтеотдачи и газоотдачи пласта при эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а также может быть использовано при их ремонте и ремонте нагнетательных скважин.

Известна химическая добавка для проведения мероприятий по повышению нефтеотдачи пласта, состоящая из нефтенатов, закачиваемых в скважину (а.с. СССР N 65018, E 21 В 43/22). В указанной добавке в качестве нафтенатов используются нафтенаты двух и более валентных металлов.

Известна химическая добавка, включающая нафтенаты одновалентных металлов калия, или натрия, или их смесь (пат. США N 4192755, E 21 В 43/22).

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является химическая добавка, включающая нафтенаты натрия или калия или их смесь, полученные путем нейтрализации нафтеновых кислот гидроксидами или карбонатами калия или натрия, и другой реагент - органические кислоты (пат. США N 3929190, E 21 В 43/22).

Недостатками известного технического решения является то, что в процессе получения химической добавки у калия и натрия степень окисления остается прежней, равной +1, что ограничивает возникновение других химических связей и препятствует изменению химических связей вещества, что определяет низкую активность добавки.

Технический результат изобретения заключается в создании химической добавки, которая может изменять свои химические свойства благодаря возможности возникновения других химических связей в процессе ее изготовления. Это позволяет повысить эффективность ее воздействия и расширить диапазон ее применения.

Указанный результат достигается тем, что химическая добавка для мероприятий при эксплуатации нефтяных и газовых скважин включает нафтенат калия или натрия или их смесь, полученные путем нейтрализации нафтеновых кислот соответствующими гидроксидами или карбонатами, и другие реагенты, в которой перед нейтрализацией указанные гидроксиды или карбонаты подвергают воздействию электрического поля напряженностью 25-50 кВ до достижения степени окисления калия или натрия от +2 до +4, а указанный нафтенат используют в количестве 1,8-80 мас.%.

Для получения химической добавки сначала гидроксиды или карбонаты калия или натрия подвергают воздействию электрического поля напряженностью 25-50 кВ, получают нафтенаты натрия или калия, после чего смешивают их в нужных соотношениях, если используется их смесь. После получения нафтенатов или их смесей добавляют реагенты в виде воды с сопутствующими компонентами или других растворов, например раствор хлорида кальция или раствор цемента в соотношении нафтенатов 1,8-80 мас.%.

Нафтенаты могут храниться в обезвоженном состоянии и соединяться с реагентами перед закачкой в пласт или скважину. Также может быть использована пластовая вода.

Существенным для воздействия на гидроксиды и карбонаты натрия и калия перед операцией нейтрализации является выбор напряженности электрического поля. При напряженности 25-50 кВ в электрическом поле возникает необходимая плотность энергии, способствующая возникновению электрического разряда. Это приводит к распариванию электронов на внутренних орбиталях электронных оболочек атомов натрия и калия, что позволяет менять и задавать необходимую степень окисления.

Нафтенат натрия получают путем воздействия гидроксида натрия газойлевых и дизельных фракций нефти с последующим высаливанием хлоридом натрия. Перед нейтрализацией гидроксид натрия подвергают воздействию электрического поля.

Нафтенат калия получают путем нейтрализации нафтеновых кислот водным раствором гидроксида калия или карбоната калия. Перед нейтрализацией вышеуказанные соединения обрабатывают электростатическим полем в гальванической ванне при одновременном воздействии постоянного тока с изменяемой разностью потенциалов 0,5 до 5. Определение степени окисления может проводиться любыми известными методами, например методом химического анализа.

Формула соединения, полученная в результате обработки гидроксидов и карбонатов калия и натрия до степени окисления, например, +4, может быть записана как Na⁺⁴(OH)₄ и К⁴(ОН)₄ или Na⁺⁴(СО₃)₂, К⁺⁴(СО₃)₂.

Далее приведен пример практического применения химической добавки, полученной согласно изобретению, с нафтенатом натрия, степень окисления которого +4. Для конкретной скважины ее применение оказалось наиболее эффективным.

Приготовили раствор, состоящий из смеси нафтената натрия и нафтената калия в соотношении 8: 2. Произвели обвязку устья скважины по стандартной технологии, систему спрессовали давлением 15-20 МПа. Затрубное пространство скважины загерметизировали и определили приемистость пласта закачкой воды. Обеспечили наличие смеси нафтената натрия и нафтената калия и емкостей для нее, подготовили насосные агрегаты. С помощью НКТ в эксплуатационную скважину закачали одну часть смеси нафтената натрия и нафтената калия и две части технической воды из расчета 0,5-2 м³ смеси на 1 м мощности пласта и довели раствор до башмака. Давление закачки определили исходя из приемистости пласта. После проведения технологического мероприятия эксплуатационную скважину выдерживали в течение 12 часов, после чего ввели ее в эксплуатацию.

Установлено, что по сравнению с применением нафтенатов одновалентных калия и натрия химическая добавка согласно настоящему изобретению позволяет повысить дебит нефти на 10-100%.