Жидкость для заканчивания и ремонта скважин Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 C09K7/02 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин а условиях сероводородной агрессии и аномально высоких пластовых давлений.

Сущность изобретения заключается в том, что жидкость для заканчивания и ремонта скважин, включающая бромиды цинка и кальция, ингибитор сероводородной коррозии и воду, дополнительно содержит ксилозу и гидроксид щелочного металла при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Бромид цинка47,0-57,0

Бромид кальция15,0-25,0

Ингибитор сероводородной коррозии0,01-0,1 Ксилоза2,0-3,0 Гидроксид щелочного металла 2,5-4,0 Вода Остальное Заявленная совокупность признаков позволяет снизить скорость коррозии сталей в термобарических условиях и температуру кристаллизации.

При комнатной температуре скорость коррозии в растворах композиции с различным содержанием бромида цинка (от 12 до 80 мас.%) мала и не превышает реличины 0,125 мм/год, То же самое наблюдается в композиции с невысоким содержанием бромида цинка (до 25 мас.%) и сравнительно высоким рН (4-5) даже при повышенных температурах (до 90°С). Высокая коррозионная агрессивность растворов с высоким содержанием бромида цинка (46 мас.% и выше) обусловлена очень низкими значениями рН (менее 1) и, по-видимому, связана с образованием цинкоьых кислот. Попытки повышения рН путем обработки различными гидроксидами щелочных металлов приводят к образованию осадка гидроксида цинка и снижению плотности раствора. Обработка ингибиторами коррозии различного типа хотя и снижает скорость коррозии,

СО

С

00 СА) О СП

4

00

но величина ее остается достаточно высокой (более 0,5 мм/год).

Обработка жидкости, включающей бромиды цинка и кальция, ингибитор сероводородной коррозии и воду, ксилозой и гидроксидом щелочного металла позволяет снизить коррозионную активность жидкости при повышенных температурах, а также снизить температуру кристаллизации. Свойства полученной жидкости стабильны во времени и после термообработки, выпадения осадка и изменения плотности не происходит,

Исходную жидкость подготавливают следующим образом:

-нагревают в течение 0,5 ч до температуры 25-30°С;

-вводят требуемые количества бромида кальция (ТУ 6-22-11-69-82) и бромида цинка (ТУ 6-18-22-82-85) при интенсивном перемешивании;

-нагревают раствор до температуры 60-70°С;

-взвешивают требуемые количества реагентов на лабораторных весах (ГОСТ 24104-80 класс 2);

-вводят небольшими порциями заданные количества реагентов при интенсивном перемешивании до полного растворения:

а)ксилозы (ТУ 64-047934-07-89),

б)гидроксида натрия (ГОСТ 4328-77),

в)ингибитора ИКБ-4В (ТУ 38-101460- 74);

-полученную жидкость охлаждают. Пример. Жидкость, содержащую 57%

бромида цинка, 20% бромида кальция, 2,0% ксилозы, 3,0% гидроксида натрия, 0,1% ингибитора коррозии ИКБ-4В, готовят следующим образом: к 62,0 мл воды при перемешивании добавляют 200 г бромида кальция при температуре 25-30°С. Затем постепенно добавляют 688 г 80%-го раствора бромида цинка при температуре 30°С. Полученный раствор, перемешивают в течение 0,5 ч, затем добавляют 1 г ингибитора коррозии ИКБ-4В и 20 г ксилозы до полного растворения. После перемешивания в течение 0,5 ч вводят 30 г едкого натра. Получе- ный раствор перемешивают в течение 1 ч для равномерного распределения ингредиентов.

Оценку коррозионных свойств различных составов жидкости термобарических условиях при температуре 110°С и давлении

1 МПа производяти гравиметрическим методом в течение 240 ч.

В таблице приведены данные о составе м свойствах жидкости для заканчивания и ремонта скважин при различных концентрациях ингредиентов. Из таблицы видно, что увеличение содержания ксилозы в жидкости само по себе мало влияет на скорость кор- розии. Более сильное влияние на скорость коррозии оказывает щелочь. Однако при увеличении концентрации щелочи без роста концентрации ксилозы велика вероятность образования осадка гидроксида цинка.

Влияние ксилозы заключается в образовании достаточно стойких комплексов с ионами цинка, благодаря чему при добавлении щелочи не происходит образования гидроксида цинка, а также наблюдается снижение температуры кристаллизации. Добавление ксилозы в сравнительно небольшом количестве, достаточном для предотвращенияосадкообразования, объясняется тем, что в насыщенном растворе бромид цинка диссоциирует на ионы сравнительно слабо.

Температуру кристаллизации определяют по методике Американского нефтяного института API RP13J.

Эксперимент показал, что введение в раствор композиции бромид кальция - бромид цинка ксилозы до 5% снижает температуру кристаллизации на 7-10°С (при одинаковой плотности раствора).

Применение предлагаемой жидкости позволяет успешно проводить операции по вторичному вскрытию пластов, установке ВСО в условиях аномально высоких пластовых давлений, температур и сероводородной агрессии.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Жидкость для заканчивания и ремонта скважин, включающая бромиды цинка и кальция, ингибитор сероводородной коррозии и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ксилозу и гидро- ксид щелочного металла при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Бромид цинка .47,0-55,0;

Бромид кальция15,0-25,0;

Ингибитор серовол родной

коррозии0,01-0,1

Ксилоза2,0-3,0;

Гидроксид щелочного металла 2,5-4,0;

ВодаОстальное

0

5

0

5

0

5

0

5

0

Технологические свойства заявляемой моългостн при температуре 30°С и дэапении j нлз

Состав используют при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин в качестве жидкости для заканчивания и ремонта скважин. Жидкость готовят путем смешения бромида кальция (15-25 мас.%), бромида цинка 47-55 мас.%, ксилозы 2-3 мас.%, гидроксида щелочного металла 2,5- 40 мас.% и ингибитора сероводородной коррозии 0,01-0,1 мас.% и воды - остальное. Состав позволяет снизить скорость коррозии стали в среде жидкости до 1,125 мм/год, одновременно снижается температура кристаллизации при сохранении вели-, чины.плотности не менее 1900 кг/м3. 1 табл.

20

0,1

Прототип

О301,03

Зэйаляемьй диапазон

2,2ll

-13

«15