1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29832
(51) C02F 5/14 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0667.1
(22) 15.05.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(72) Стацюк Вадим Николаевич; Фогель Лидия
Алексеевна; Журинов Мурат Журинович;
Султанбек Уларбек
(73) Акционерное общество "Институт
органического катализа и электрохимии
им. Д.В. Сокольского"
(56) RU 2307798, 10.10.2007г
(54) СОСТАВ ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ
СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ И КОРРОЗИИ ПРИ
НЕФТЕДОБЫЧЕ
(57) Изобретение относится к области нефтедобычи
для предотвращения осаждения сульфатных и
бариевых солей в скважинах и на скважинном
оборудовании, системе сбора и транспортировки
нефти, а также для стабилизационной обработки
воды в системах водооборотного снабжения
промышленных и энергетических предприятий.
Состав для ингибирования солеотложения и
коррозии содержит нитрилотриметилфосфоновую
кислоту (НТФ), гидроокись натрия, окись цинка,
этиленгликоль (ЭГ), лигносульфонат натрия при
следующих соотношениях компонентов, масс.%:
НТФ 13,0 - 16,0; гидроокись натрия 5,83 - 7,0; окись
цинка 5,42 - 6,0; ЭГ 20,0 - 30,0; лигносульфонат
натрия 4,17 - 5,0; вода остальное. Состав обладает
высокоэффективным ингибирующим действием для
предотвращения солеотложения и коррозии,
характеризуется низкой температурой замерзания,
что позволяет его использовать в регионах с
холодным климатом.
(19)KZ(13)A4(11)29832

2. 29832
2
Изобретение относится к области нефтедобычи
для предотвращения осаждения сульфатных и
бариевых солей в скважинах и на скважинном
оборудовании, системе сбора и транспортировки
нефти, а также для стабилизационной обработки
воды в системах водооборотного снабжения
промышленных и энергетических предприятий.
Известен состав [Ковальчук А.П. Патент РФ
2205157, опубл. 25.05.2003], содержащий, мас.%:
оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ),
гидроокись натрия, окись цинка и воду при
следующем соотношении компонентов, мас.%:
ОЭДФ 16,4-20,4, гидроокись натрия 6,5-8,3, окись
цинка 5,9-7,32, вода остальное. Преимуществом
данного состава является высокая термическая
стойкость. Недостатком этого состава является
высокая температура замерзания, и, следовательно,
сложность его использования в регионах холодного
климата.
Наиболее близким к предлагаемому
техническому решению по совокупности признаков
является состав [Волошин А.И., Харитонова Е. Ю.,
Гуров С.А., Хлебникова М.Э. Патент РФ 2307798,
опубл. 10.10.2007], содержащий, мас.%:
оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ)
5,0-8,0; гидроокись натрия 5,83-7,0; окись цинка
5,42-7,12; этиленгликоль 25,0-40,0; лигносульфонат
натрия 4,17-5,0; нитрилотриметилфосфоновую
кислоту (НТФ) 6,67-9,0 и воду. Предлагаемый
состав обладает высокоэффективным комплексным
ингибирующим действием, препятствующим
образованию нерастворимых солевых осадков, не
проявляет коррозионной активности и имеет
низкую температуру замерзания, что позволяет его
использовать в регионах с холодным климатом.
Недостатком известного состава является его
высокая стоимость за счет содержания
дорогостоящего компонента (ОЭДФ).
Технической задачей настоящего изобретения
является создание состава, препятствующего
образованию нерастворимых сульфатных и
бариевых отложений, обладающего
высокоэффективным защитным действием,
синтезируемого на основе доступного в
промышленном объеме сырья, характеризующегося
низкой температурой замерзания для возможности
его использования в регионах с холодным климатом
и невысокой стоимостью.
Поставленная техническая задача достигается
тем, что в составе, содержащем фосфоновую
кислоту, гидроокись натрия, окись цинка, этиленг-
ликоль (ЭГ), лигносульфонат натрия в качестве
фосфоновой кислоты используется
нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ) при
следующих соотношениях компонентов, масс.%:
НТФ 13,0-16,0
Гидроокись натрия 5,83-7,0
Окись цинка 5,42-6,0
ЭГ 20,0-30,0
Лигносульфонат натрия 4,17-5,0
Вода остальное.
Основное отличие нового состава от известного
заключается в том, что он содержит только один
фосфатный компонент нитрилотриметилфосфоно-
вую кислоту (НТФ).
Преимуществом предлагаемого состава является
повышение эффективности ингибирования
коррозии и солеотложения, а также снижение
стоимости за счет исключения дорогостоящего
компонента (ОЭДФ).
Заявляемый состав готовили следующим
образом:
Готовятся два отдельных раствора.
Раствор I: В термостойкий сосуд подают
рассчитанное количество воды и гидроокись натрия
5,83-7,0%. Перемешивают до полного растворения
щелочи (скорость перемешивания 800 об/мин.). В
полученный раствор небольшими порциями при
постоянном перемешивании добавляют окись цинка
5,42-7,12 мас.%. Перемешивание продолжают при
нагревании 60-70°С в течение 60 мин. В результате
получают однородную суспензию. Далее не
прекращая перемешивание, вводят НТФ 13,0-16,0
мас.%. Перемешивают до получения прозрачного
раствора.
Раствор II: В сосуд подают этиленгликоль 20-30
мас.% и затем небольшими порциями при
постоянном перемешивании (скорость
перемешивания 800 об/мин.) подают
лигносульфонат натрия 4,17-5,0 мас. %. В
результате получают однородный раствор темно-
коричневого цвета.
Далее к раствору I небольшими порциями
подают раствор II при интенсивном перемешивании
(скорость перемешивания 800 об/мин.)
Перемешивание продолжают в течение 90 минут.
Полученная смесь готова к использованию.
Составы с различным соотношением
компонентов (А, В, С, D) приводятся в таблице 1.
Таблица 1
Соотношения исходных компонентов в исследованных составах
Содержание компонентов в составе, масс.%Состав
ОЭДФ НТФ NaOH ZnO Лигносульфонат натрия ЭГ вода
А (прототип) 6,67 6.67 5,83 5,42 4,17 25,00 46,25
В - 13,0 5,83 5,42 4,17 25,0 46,58
С - 14,0 6,5 6,0 5,0 20,0 48,50
D - 16,0 7,0 6,5 5,0 30,0 35,50
В ходе лабораторных испытаний проводятся
исследования ингибирующей способности
предлагаемого состава по отношению к
солеотложению и коррозии, определение плотности
растворов и температуры замерзания. Температуру

3. 29832
3
замерзания образцов определяют на приборе АТК-
01 по методу ASTMD1177.
Результаты исследования физических свойств
полученных составов представляется в таблице 2.
Таблица 2
Физические свойства составов для ингибирования солеотложения и коррозии
Состав pH Т замерзания °С ρ, г/см3
Растворимость
А (прототип) 9,0 -42,0 1,30
В 9,2 -42,1 1,30
С 9,0 -42,0 1,31
D 9,0 -42,2 1,32
Хорошо растворимы в
воде
Предлагаемые составы испытывают на
модельных водах следующего состава (таблица 3).
Модельную воду готовили смешением раствора I и
раствора II.
Таблица 3
Составы модельных вод
Состав раствора I (на 0,5 л) Состав раствора II (на 0,5 л)Вода
соль вес (г) соль вес (г)
Na2SO4 6,5
NaCl 9,4
Сульфатная вода
MgCl2·6H2O 0,62
СаСl2 13,6
Na2SO4 0,4 ВаС12-2Н2O 0,56Бариевая вода
NaCl 15 NaCl 15
Исследование ингибирующей способности
предложенного состава в отношении солеотложения
проводят по методике, основанной на определении
остаточных катионов кальция в пересыщенной
системе и сравнительной оценке количества
катионов кальция в ингибированном и
неингибированном растворе. Эффективность
действия состава ингибитора по предотвращению
солеотложения рассчитывают по формуле:
,1001 



ко
кр
СС
СС
Э
где Ср - концентрация ионов Са2+
в растворе с
ингибитором; Ск - концентрация ионов Са2+
в
растворе без ингибитора; Со - концентрация ионов
Са2+
в исходной воде. Определение ионов кальция
проводят по ГОСТ 3594. 2-93
Скорость коррозии определяют методом
поляризационного сопротивления с использованием
циркуляционной проточной установки «Моникор
2М». Скорость циркуляции раствора составляет
1,8 м/с. Замеры скорости коррозии проводятся
каждые 8 минут.
Эффективность предлагаемого состава в
качестве ингибитора коррозии оценивают по
формуле:
Э2 = (В1-В2)В1·100%
где В1- скорость коррозии без ингибитора, г/м ч;
В2 - скорость коррозии в присутствие
ингибитора г/м2
ч.
Результаты экспериментов по определению
эффективности приготовленных составов в
отношении предотвращения солеотложения и
коррозии приводятся в таблице 4.
Таблица 4
Эффективность ингибирующего действия приготовленных составов в модельных водах
Эффективность по предотвращению
солеотложения, %
Эффективность по предотвращению
коррозии, %
Состав Синг,
мг/л
Сульфатная вода Бариевая вода Сульфатная вода Бариевая вода
10 56,4 52,0 65,0 64,0
20 90,9 75,0 67,0 73,0
50 94,6 85,0 70,0 75,0
А (прототип)
100 94,6 85,5 69,0 72,0
10 70,0 63,8 75,6 70,4
20 90,3 69,4 82,5 78,6
50 95,0 83,5 94,6 82,5
В
100 98,5 92,3 80,4 77,8
10 63.3 58,6 72,4 68,5
20 90,4 73,3 77,5 72.3
50 90,8 89,5 88,6 79,4
С
100 95,4 90,6 83,7 83,4
D 10 68,3 68,3 76,5 71,5

4. 29832
4
Эффективность по предотвращению
солеотложения, %
Эффективность по предотвращению
коррозии, %
Состав Синг,
мг/л
Сульфатная вода Бариевая вода Сульфатная вода Бариевая вода
20 92,2 80,6 88,6 80,4
50 94,1 90,4 95,0 83,6
100 95,6 92,8 89,3 84,5
Таким образом, анализ полученных результатов
подтверждает эффективность применения
предлагаемого состава в заявляемом соотношении
компонентов.
Исходные компоненты состава являются
недефицитным и легко доступным сырьем, а
простой способ его получения не требует
специального оборудования. Предлагаемый состав
технологически доступен, отличается высокой
ингибирующей способностью в отношении
солеотложения и коррозии в сульфатных и
бариевых водах, имеет низкую температуру
замерзания, что позволяет использовать его в
регионах с холодным климатом.
Предложенный состав может быть использован
для предотвращения осаждения неорганических
солей в скважинах и на скважинном оборудовании,
системе сбора и транспортировке нефти, а также для
стабилизационной обработки воды в системах
водооборотного снабжения промышленных и
энергетических предприятий.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Состав для предотвращения сульфатных,
бариевых отложений и ингибирования коррозии в
скважинах и на скважинном оборудовании в
системах сбора и транспортировки нефти, в
системах водооборотного снабжения, содержащем
фосфоновую кислоту, гидроокись натрия, окись
цинка, этиленгликоль (ЭГ), лигносульфонат натрия,
отличающийся тем, что в качестве фосфоновой
кислоты используется нитрилотриметилфосфоновая
кислота (НТФ) при следующих соотношениях
компонентов, масс.%:
НТФ 13,0-16,0
Гидроокись натрия 5,83-7,0
Окись цинка 5,42-6,0
ЭГ 20,0-30,0
Лигносульфонат натрия 4,17 - 5,0
Вода остальное.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова