RU2728746C1

RU2728746C1 - Complex reagent for disinfecting water pumped into oil-bearing strata

Info

Publication number: RU2728746C1
Application number: RU2019130443A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Буравлев; Дамир Мусавирович Мухаметшин; Леонид Александрович Нехаев; Владимир Анатольевич Чесноков; Александр Александрович Сомов; Марк Григорьевич Новиков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Деловой центр"; Владимир Анатольевич Чесноков; Александр Александрович Сомов
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-07-30

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to reagents intended for disinfection, including sulphate-reducing bacteria, pumped into oil-bearing formations of surface water, and can be used in oil industry. Invention contains a complex reagent for disinfecting water pumped into oil-bearing strata. Complex reagent consists of a mixture of biocidal ingredients and an ingredient preventing the reagent hardening at low temperatures. Biocidal ingredients used are polyhexamethyleneguanidine hydrochloride (PHMG-HC) and alkyldimethylbenzylammonium chloride (ADBAC). As the anti-caking ingredient, polyethylene glycol (PEG) or methanol is used. Weight ratio of ingredients in reagent is, %: PHMG-HC - 5–20; ADBAC -5–20; PEG or methanol - 25–60; water - up to 100.EFFECT: technical result is providing high selectivity of biocidal ingredients introduced into the reagent with respect to suppressing the growth and development of sulphate-reducing bacteria, good solubility of the reagent in water and weak in oil, nonhardening at low temperatures.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к реагентам, предназначенным для обеззараживания, в том числе и от сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ), закачиваемым в нефтеносные пласты поверхностных вод, и может найти применение в нефтедобывающей отрасли.The invention relates to reagents intended for disinfection, including from sulfate-reducing bacteria (SRB), pumped into oil-bearing surface water reservoirs, and can be used in the oil industry.

Необходимость обеззараживания указанных выше вод обусловлена тем, что содержащиеся в них микроорганизмы, попадая в нефтеносные пласты, способны интенсивно образовывать сероводородные соединения биогенного происхождения. Последние, характеризуясь токсичностью и коррозионной активностью, в конечном итоге могут препятствовать дальнейшему освоению месторождений.The need to disinfect the above waters is due to the fact that the microorganisms contained in them, getting into oil-bearing strata, are able to intensively form hydrogen sulfide compounds of biogenic origin. The latter, characterized by toxicity and corrosiveness, can ultimately impede further development of deposits.

Известен комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержащий в качестве биоцидного ингредиента продукт взаимодействия первичных алифатических аминов, технического диметилфосфата и воды (патент РФ 2038421 C1).Known is a complex reagent for disinfecting water injected into oil-bearing reservoirs, containing as a biocidal ingredient the product of the interaction of primary aliphatic amines, technical dimethyl phosphate and water (RF patent 2038421 C1).

К недостаткам известного реагента относятся высокая цена диметилфосфата, а также то обстоятельство, что для получения реагента необходимо гидролизовать диметилфосфат водой до монометилфосфористой кислоты, которая с амином образует алкиламмониймонометилфосфористую кислоту, в результате чего снижается обеззараживающий эффект. Кроме того, данный реагент не может применяться в нефтедобывающей отрасли в условиях низких температур.The disadvantages of the known reagent include the high price of dimethyl phosphate, as well as the fact that to obtain the reagent, it is necessary to hydrolyze dimethyl phosphate with water to monomethyl phosphorous acid, which forms alkyl ammonium monomethyl phosphorous acid with an amine, as a result of which the disinfecting effect is reduced. In addition, this reagent cannot be used in the oil industry at low temperatures.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержащий в качестве биоцидного ингредиента и ингредиента, препятствующего застыванию реагента при низких температурах 1,3,5-триазин-1,3,5,(2Н,4Н,6Н)-триэтанол общей химической формулы С₉Н₂₁N₃O₃ – 48 – 52% и примеси: 2-диметиламиноэтанол, диметоксиметан, 2-бутинол, метилпропиловый эфир, 1,3-диметокси-2-пропанол, N,N-диэтил-1,2-этандиамин и воду до 100% (патент РФ 2453582 C1).The closest to the invention in terms of the technical essence and the achieved result is a complex reagent for disinfecting waters injected into oil-bearing formations, containing 1,3,5-triazine-1,3,5 as a biocidal ingredient and an ingredient that prevents the reagent from solidifying at low temperatures, (2H, 4H, 6H) -triethanol of general chemical formula C ₉ H ₂₁ N ₃ O ₃ - 48 - 52% and impurities: 2-dimethylaminoethanol, dimethoxymethane, 2-butynol, methylpropyl ether, 1,3-dimethoxy-2-propanol , N, N-diethyl-1,2-ethanediamine and water up to 100% (RF patent 2453582 C1).

Данный реагент по сравнению с указанным выше характеризуется большей эффективностью обеззараживания, а также возможностью применения в нефтедобывающей отрасли в условиях низких температур. This reagent, in comparison with the above, is characterized by a greater efficiency of disinfection, as well as the possibility of using it in the oil industry at low temperatures.

Вместе с тем, недостатками данного реагента являются его высокая цена, обусловленная сложностью приготовления, а также невозможность его использования (вследствие застывания) при температурах ниже минус 25⁰С.At the same time, the disadvantages of this reagent are its high price due to the complexity of preparation, as well as the impossibility of its use (due to solidification) at temperatures below minus 25 ⁰ С.

Целью изобретения является упрощение состава входящих в реагент ингредиентов, его удешевление, а также расширение области использования при более низких температурах.The aim of the invention is to simplify the composition of the ingredients included in the reagent, to reduce its cost, as well as to expand the field of use at lower temperatures.

Поставленная цель достигается тем, что комплексный реагент для обеззараживания вод, закачиваемых в нефтеносные пласты, содержит смесь полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (ПГМГ-ГХ) – 5 – 20%, алкилдиметилбензиламмония хлорида (АДБАХ) – 5 – 20%, полиэтиленгликоля (ПЭГ) или метанола - 25 – 60% и воду до 100%. This goal is achieved by the fact that a complex reagent for disinfecting water injected into oil-bearing formations contains a mixture of polyhexamethylene guanidine hydrochloride (PGMG-GC) - 5 - 20%, alkyldimethylbenzylammonium chloride (ADBAH) - 5 - 20%, polyethylene glycol (PEG) or methanol 25 - 60% and water up to 100%.

При этом оптимальное соотношение между входящими в реагент ПГМГ-ГХ и АДБАХ находится в интервале (1:4) ÷ (4:1).In this case, the optimal ratio between the PHMG-GC and ADBAH included in the reagent is in the range (1: 4) ÷ (4: 1).

Предлагаемый комплексный реагент в обычных условиях представляет собой подвижную жидкость от светло-желтого до коричневого цвета, плотностью 1,1 – 1, 23 г/см³ и температурой застывания ниже минус 60 ^oС, хорошо растворимую в пресной и минерализованной воде, закачиваемой в нефтеносные пласты.The proposed complex reagent under normal conditions is a mobile liquid from light yellow to brown, with a density of 1.1 - 1, 23 g / cm ³ and a pour point below minus 60 ^o C, readily soluble in fresh and mineralized water pumped into oil-bearing layers.

При анализе патентной и научно-технической литературы авторами не выявлено решений по применению заявленного реагента для предотвращения роста СВБ. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «новизна». Кроме того, заявленное решение не является очевидным, поскольку, хотя свойства ПГМГ-ГХ в сочетании с АДБАХ ранее и изучались, они никогда не рассматривались и не применялись в реагентах для предотвращения роста СВБ в нефтяной промышленности. When analyzing the patent and scientific and technical literature, the authors did not identify solutions for the use of the claimed reagent to prevent the growth of SRB. This allows us to conclude that the declared solution meets the “novelty” criterion. In addition, the stated solution is not obvious, since, although the properties of PHMG-GC in combination with ADBAH were previously studied, they were never considered or used in reagents to prevent the growth of SRB in the oil industry.

Помимо указанного, ранее не была известна возможность предотвращения застывания реагента на основе ПГМГ-ГХ и АДБАХ при температурах ниже минус 60 ^oС, то есть в случаях использования реагента, например, в условиях Крайнего Севера.In addition to the above, the possibility of preventing the solidification of the reagent based on PHMG-GC and ADBAH at temperatures below minus 60 ^o C, that is, in cases of using the reagent, for example, in the Far North, was not previously known.

Данные возможности реагента не были известны и были выявлены авторами впервые, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень». These capabilities of the reagent were not known and were revealed by the authors for the first time, which allows us to conclude that the proposed solution meets the “inventive step” criterion.

Техническим результатом изобретения является высокая селективность вводимых в реагент биоцидных ингредиентов в отношении подавления роста и развития СВБ, а также хорошая растворимость реагента в воде и слабая в нефти, нетоксичность для людей и животных, взрыво- и пожаробезопасность, незастываемость при низких температурах, характерных, например, для условий Крайнего Севера.The technical result of the invention is a high selectivity of the biocidal ingredients introduced into the reagent with respect to suppressing the growth and development of SRB, as well as good solubility of the reagent in water and low in oil, non-toxicity for humans and animals, explosion and fire safety, non-solidification at low temperatures, typical, for example , for the conditions of the Far North.

Пример 1Example 1

Модель пластовой воды плотностью 1,12 г/см³ освобождали от кислорода, заражали культурой СВБ, выделенной из нефтепромысловых пластовых вод до концентрации сероводорода 100мг/л и обрабатывали заявленным реагентом для подавления роста СВБ при различной дозировке входящих в реагент ингредиентов.The model of formation water with a density of 1.12 g / cm ^{3 was} freed from oxygen, infected with a culture of SRB isolated from oil-field formation waters to a concentration of hydrogen sulfide of 100 mg / L and treated with the declared reagent to suppress SRB growth at various dosages of the ingredients included in the reagent.

В качестве эталонного образца использовали реагент, выбранный авторами в качестве прототипа.The reagent chosen by the authors as a prototype was used as a reference sample.

Пробы выдерживали 24 часа при 20-22 ^oС, после чего часть обработанной пробы вносили в питательную среду, помещали в термостат и инкубировали 15 суток при 35 ^oС. Эффективность действия реагента оценивали по появлению или отсутствию сероводорода в растворе. Наличие сероводорода идентифицировали раствором соли железа по выделению черного осадка.The samples were kept for 24 hours at 20-22 ^° C, after which a part of the treated sample was added to the nutrient medium, placed in a thermostat and incubated for 15 days at 35 ^° C. The effectiveness of the reagent was evaluated by the appearance or absence of hydrogen sulfide in the solution. The presence of hydrogen sulfide was identified by a solution of an iron salt by the separation of a black precipitate.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.The test results are shown in Table 1.

Критерием эффективности реагента была принята полная степень подавления СВБ при суммарной дозе входящих в него биоцидных ингредиентов, не превышающей 20 мг/л.Reagent efficiency criterion the full degree of SRB suppression was accepted at a total dose of its biocidal ingredients not exceeding 20 mg / l.

Испытания проводили со следующими дозами входящих в образцы биоцидных ингредиентов.The tests were carried out with the following doses of biocidal ingredients included in the samples.

1. Эталонный – 20 мг/л; 40 мг/л и 50 мг/л.1. Reference - 20 mg / l; 40 mg / l and 50 mg / l.

2. ПГМГ-ГХ – 20 мг/л и 50 мг/л; АДБАХ – 0 мг/л.2. PGMG-GC - 20 mg / l and 50 mg / l; ADBAH - 0 mg / l.

3. АДБАХ – 20 мг/л и 50 мг/л; ПГМГ-ГХ – 0 мг/л.3. ADBAH - 20 mg / l and 50 mg / l; PGMG-GC - 0 mg / l.

4. ПГМГ-ГХ – 16 мг/л; АДБАХ – 2 мг/л и 4 мг/л.4. PGMG-GC - 16 mg / l; ADBAH - 2 mg / l and 4 mg / l.

5. АДБАХ – 16 мг/л; ПГМГ-ГХ – 2 мг/л и 4 мг/л.5. ADBAH - 16 mg / l; PGMG-GC - 2 mg / l and 4 mg / l.

Таблица 1 - Результат анализа эффективности реагентов по подавлению СВБ при различных дозах входящих в него биоцидных ингредиентовTable 1 - The result of the analysis of the effectiveness of reagents to suppress SRB at various doses of biocidal ingredients included in it

№ образцаSample No. Бактерицидный эффект относительно СВБ при суммарной дозе входящих биоцидных ингредиентов (мг/л)Bactericidal effect relative to SRB with a total dose of incoming biocidal ingredients (mg / l) 1818 2020 4040 5050 11 -- Неполное подавлениеIncomplete suppression Неполное подавлениеIncomplete suppression Полное подавлениеComplete suppression 22 -- Неполное подавлениеIncomplete suppression Неполное подавлениеIncomplete suppression Полное подавлениеComplete suppression 33 -- Неполное подавлениеIncomplete suppression Неполное подавлениеIncomplete suppression Полное подавлениеComplete suppression 44 Неполное подавлениеIncomplete suppression Полное подавлениеComplete suppression -- -- 5five Неполное подавлениеIncomplete suppression Полное подавлениеComplete suppression -- --

Пример 2Example 2

Заявленный реагент испытывали на застывание при низких температурах, характерных для нефтедобычи в условиях Крайнего Севера, где температура воздуха периодически понижается до минус 60 ^oС.The claimed reagent was tested for solidification at low temperatures typical for oil production in the Far North, where the air temperature periodically drops to minus 60 ^o C.

Было показано, что при температурах от минус 30 ^oС до минус 60 ^oС введение в реагент ПЭГ либо метанола в количествах от 25 до 60% препятствует в указанном интервале его застыванию.It has been shown that at temperatures from minus 30 ^o C to minus 60 ^o C the introduction of PEG or methanol into the reagent in amounts from 25 to 60% prevents its solidification in the specified range.

Claims

A complex reagent for the disinfection of water injected into oil-bearing reservoirs, containing a mixture of biocidal ingredients and an ingredient that prevents the reagent from solidifying at low temperatures, characterized in that it contains polyhexamethylene guanidine hydrochloride (PHMG-HC) and alkyldimethylbenzylammonium chloride (aDBAQ) as biocidal ingredients polyethylene glycol (PEG) or methanol is used as an anti-solidification ingredient, while the mass ratio of the ingredients in the reagent is:

PGMG-GC - 5-20%;

ADBAH - 5-20%;

PEG or methanol - 25-60%;

water - up to 100%.