Жидкость для заканчивания и ремонта скважины
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4465149/03 (22) 29.06.88 (46) 30.0 1.92. Бюл. hh 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) А.И.Булатов, Н.Е.Аверкина, Ф.Г.Мамулов, В.А.Мосин, С.А.Рябоконь, Б.Ф.Сандурский, В.В.Чирцова и Р.П.Рило (53) 622.243.144,3(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР М 1073274, кл, С 09 К 7/06, 1982.
Патент США М 4292183, кл. Е 21 B
43/00, опублик. 1981. (54) ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ И
РЕМОНТА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скваИзобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газЬвых скважин в условиях сероводородной агрессии и аномально высоких пластовых давлений (АВПД).
Цель изобретения — улучшение технологических параметров жидкости в присутм-вии сероводорода за счет снижения осадкообразования сульфида цинка.
Жидкость содержит бромид цинка,.бромид кальция, ингибитор сероводородной коррозии, фурфурол и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. :
Бромид цинка 12-80
Бромид кальция 1-53
Ингибитор сероводородной коррозии 0.02-0,1
Фурфурол 2-4
Вода Остальное
„„ Ц„„1709075 А1
Цель -улучшение технологических параметров жидкости в присутствии сероводорода за счет снижения осадкообразования сульфида цинка. Жидкость содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас. . бромид цинка 12-80; бромид кальция 1-53; ингибитор сероводородной коррозии 0,020,1; фурфурол 2 — 4; вода остальное. Жидкость готовят путем введения и смешивания с водой до-полного растворения бромида цинка, бромида кальция, фурфурола и ингибитора коррозии. Использование жидкости позволяет ускорить установку и ремонт внутрискважинного оборудования в условиях АВПО и сероводородной агрессии. 3 табл. В табл.1 приведены данные о составе, свойствах жидкости для заканчивания и ремонта скважины до и после воздействия на нее сероводорода при 25 С; в табл.2 — влияние состава жидкости на взаимодействие ее с сероводородом при 90 С; в табл.3— данные о скорости коррозии стали 45 в среде жидкости при 90 С. Введение в растворы бромидов цинка и кальция фурфурола предотвращает образование в них при контакте с сероводородом видимого осадка сульфида цинка. Эффект от применения фурфурола в жидкости для заканчивания и ремонта скважин, содержащей бромид цинка. основыва- . ется на известной способности цинка образовывать с некоторыми органическими веществами комплексные соединения. В данном случае эти комплексные соединения тормозят как кристаллизацию самого бро- 1709075 мида цинка при снижении температуры, так и выпадение осадка сульфида цинка при контакте с сероводородом, Это торможение достаточно для того, чтобы в первую очередь с сероводородом прореагировал избыток фурфурола, содержащийся в жидкости. Ускорению реакции фурфурола с сероводородом способствует также низкий рН жидкости (менее 6). Благодаря комплексному воздействию фурфурола на раствор, содержащий б ромид цинка, заключающемуся в образовании комплексов с цинком и взаимодействию с сероводородом, жидкость становится работоспособной при контакте с сероводородом за счет предотвращения образования осадка сульфида цинка, а также за счет снижения температуры кристаллизации. При этом остальные технологические свойства сохраняются или даже улучшаются, Пример. Готовят жидкость, содержащую, мас.%; ZnBrz 46; СаВг2 26; фурфурол 3; ИКБ-4В 0,1. B 280 мл воды при перемешивании добавляют 460 r бромида цинка до полного растворения (температура 2530 С). Затем добавляют также при перемешивании 260 г бромида кальция до полного растворения, 30 r фурфурола и 1 г ингибитора коррозии "Башкирия" (ИКБ-4В), Приготовленную таким образом смесь перемешивают еще на 1 ч для равномерного распределения ингредиентов. Для оценки влияния на приготовленную жидкость сероводорода проводят такие эксперименты, 200 мл жидкости помещают в трехгорлую колбу, через которую затем барботируют сероводород в количестве 650— 820 мг со скоростью 10 мгlмин. На выходе из реактора устанавливают поглотительную склянку с раствором ацетата цинка. После прекращения барботирования сероводорода жидкость перемешивают еще 0,5 ч. Далее определяют содержание свободного и связанного в сульфид цинка (разложением с применением HCI) сероводорода в реакторе, а также количество сероводорода, удержанного в поглотительной склянке. Производят определение водородного показателя рН исходной жидкости и после пропускания через нее сероводорода с помощью иономера И-130. Эффективность фурфурола как антиосадителя сульфида цинка оценивают по содержанию сероводорода, связанного в сульфид цинка, а также по содержанию свободного сероводорода в жидкости. Содержание сероводорода как свободного, так и связанного в кислоторастворимые сульфиды (ZnS) определяют йодометрическим способом по известной методике. Нижний 35 рость коррозии определяют гравиметрическим методом по потере массы остальных 55 предел содержания бромида кальция определяют с учетом получения жидкости плотностью не менее 2,0 г/см, т,е. наиболее характерных плотностей для районов, характеризуемых высоким содержанием сероводорода и АВПД. Верхний предел содержания бромида цинка определяют из условия его максимальной растворимости, Солевой состав имеет значение для процессов поглощения сероводорода при низких концентрациях фурфурола (менее 2 Д). В этих случаях чем выше концентрация бромида кальция и ниже концентрация бромида цинка, тем меньше сероводорода поглощается жидкостью. При концентрациях фурфурола более 2 (, разница в процессе поглощения сероводорода жидкостями различного солевого состава практически стирается. При концентрациях фурфурола 2 — 4 мас. 7О обеспечивается устойчивость жидкостей, содержащих бромид цинка, к воздействию сероводорода, не наблюдается образование осадка,сульфида цинка в количествах, способных воспрепятствовать работе внутрискважинного оборудования. Производят также оценку коррозионных свойств предлагаемой жидкости на образце стали 45 (наиболее распространенной). Стальные платины размером 93 х 15 х 2 мм помещают на 30 дн (720 ч) в жидкость различного состава. В других сериях исследований через пробы жидкости пропускают сероводород по описанной методике. Скообразцов после удаления продуктов коррозии механической очисткой. Температура испытаний 25 С. Скорость коррозии стали 45 в предлагаемой жидкости несколько меньше, чем в среде аналогичной жидкости без фурфурола (прототип) и особенно — после воздействия сероводорода, Это связано с защитным действием KGK самого фурфурола, так и продуктов взаимодействия фурфурола и сероводорода, а также с особенностями сероводородной коррозии сталей в системах, содержащих бромид цинка. При использовании предлагаемой жидкости, состоящей из бромида цинка, бромида кальция, фурфурола, ингибитора скорость коррозии снижается при обычной температуре до весьма низких значений. В этом случае образуются обладающие хорошими адгезионными. свойствами сложные комплексы серосодержащих производных фурфурола и ингибиторов аминного и амидного типа, что обеспечивает высокую степень защитного . действия предлагаемой жидкости. 1709075 Производят оценку влияния жидкости на проницаемость продуктивного пласта. Фазовую проницаемость образца породы коллектора диаметром 30 мм, длиной 60 мм определяют на установке УИПК-1М. В каче.стве образца породы — коллектора используют искусственно приготовленный песчаник, где вместо маршаллита применяют молотый песок. Продукцию скважин имитируют очищенным трансформаторным маслом с известной зависимостью его вязкости от температуры. Образец песчаника устанавливают в специальный кернадержатель, имеющий полость для помещения технологической жидкости и снабженный системой подогрева от термостата, создают боковой гидрообжим при давлении 10 МПа. Разогревают систему до заданной температуры и прокачивают масло через образец в одном направлении, определяют его начальную проницаемость (К1), Затем в полость кернодержателя заливают порцию исследуемой жидкости под действием наиболее часто встречающегося в практике глушения скважин давления репрессии (3,0 МПа), воздействуют на керн в направлении, противоположном прокачке масла при определении К>. Прокачивая через образец масло в первоначальном направлении, снова определяют его проницаемость (Kg). Степень снижения проницаемости керна оценивают по коэффициенту восстановления проницаемости. В исследованиях используют жидкости до воздействия на них сероводорода и после воздействия по методике, аналогичной описанной. Проницаемость искусственных образцов песчаника в пределах 0,2-0,4 мкм . Предложенная жидкость обеспечивает увеличение коэффициента восстановления проницаемости после воздействия сероводорода. Это связано с одной стороны с предотвращением образования сульфида цинка, а с другой — с образованием сероорганических производных фурфурола, по-видимому, благоприятно влияющих на 45 восстановление проницаемости коллектора. При концентрациях фурфурола больших, чем 4 практически не происходит изменение после воздействия сероводорода. Нали5 чие ингибитора коррозии в концентрации до 0 1 практически не оказывает влияния на коэффициент восстановления и роницаемости. Изучено влияние состава жидкости на 10 ее технологические свойства и на температуру кристаллизации. Структурно-реологические параметры жидкости (вязкость эффективная при скорости деформации 300 с и динамическое напряжение сдвига) из15 меряли на ротационном вискозиметре ВСН3. Плотность измеряли с помощьЮ пикнометра, р Н вЂ” на иономере Э.В-74. Температуру кристаллизации определяли как истинную температуру кристаллизации по 20 известной методике. Замеры проводили до и после термостатирования при 100 С в течение 6 ч, Жидкости на основе композиции бромид цинка — бромид кальция, содержащие 25 фурфурол в количестве 2-4, ингибитор и воду устойчивы к воздействию сероводорода, имеют более низкие температуры кристаллизации и обеспечивают установку и ремонт внутрискважинного оборудования в 30 условиях АВПД и сероводородной агрессии. Формула изобретения ЖидкоМгь для заканчивания и ремонта скважины, включающая бромиды цинка и кальция, ингибитор сероводородной корро35 зии и воду, отличающаяся тем, что, с целью улучшения ее технологических параметров в присутствии сероводорода за счет снижения осадкообразования сульфида цинка, она дополнительно содержит фурфу40 рол при следующем соотношении ингредиентов, мас. : Бромид цинка 12 — 80 Бромид кальция 1 — 53 Ингибитор сероводородной коррозии 0,02-0, 10 Фурфурол 2,0 — 4,0, Вода Остальное 1709075 Таблица Козфрмциент защитного действия Всего пропущено Н,В, иг/л Состав кидкости, нас.Ф Р!2 и/п рн оля сероводорода (А) рость морро, гlмз ч гпвт Вода Исходной Связан ного в zns Ингибитор NKF-4B лоновсеАо Н2$ После пропус камня вид кости jjts 90,3 86,9 84,9 95,7 94.5 91,3 96,6 95.7 91,6 95,9 40,8 95,7 4050 0,90 0,10 0,12 О ° 78 0,0098 3830 0,80 0,173 0,20 0,39 0,0090 3250 0 36 0,61 0,18 0,18 0,011 4100 0,96 0,96 0;03 0,10 О,ÎΠ3765 0,77 0,03 0,025 0,05 0,0083 3750 0,39 0,60 О, 10 0,07 0,0079 4025 0,82 0,039 0,015 0,022 0,0064 3950 0,83 0,10, 0,02 0,03 0,0082 3975 0,79 0,106 0,101 0,155 0,0095 3955 0,74 О ° 076 0 ° 059 0,05 0,0078 3975 0,83 0,12 0,03 0,04 0,0098 4056 0,83 0,11 0,04 0,02 0,0081 ИмеютсЯ кРисталлы бромидоа (пересыщенный раствор) Плотность менее 2,0 г/сиз В вилкой фазе кристаллы бромида (пересыщенный раствор) 4050 0,93 0,03 О, 15 0,12 0,0125 3950 0,82 0,04 0,02 0,02 0,0082 0,0114 74,5 0,0029 Ва ° 6 84,1 95,0 0 5 2,65 3 24,45 4,65 г,9 4000 0,84 о,!о, о,03 0,015 0,0078 а,0025 82,7, 95 9 26,0 18 46,0 с. е ИТК - истинная температура кристалтызации Продоляение табл.! It_#_ n/è Коэффициент восстановления проницаеиостм (P ),8 Технологические параметры яидкости 2а 4 Ч„я, ида с Плотность, г/снз Со 1 дна Т с После воздействия Нзб До воздействия Н2$ 17 -14 I2 -18 15 . 13 11,5 14 9,0 12,0 27 59,0 50,0 59 52 26 58 5l 45 10 25 50 9 . 22 54 2,46 2,45 13 18 43 2,44 55 10 23 13 2 46 3 !20 4 80 5 46 6 12,0 7 46,0 8 46 ° о 9 46,0 10 46,0 11 46,0 12 46,0 13, 81,0 14 11,0 15 12,0 16 80,0 17 46,0 1,0 26 53,0 1,0 26 53,0 26 26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 1,0 53,0 54,0 0,5 26,0 0,05 0,05 0,02 0,05 0,о5 0,02 0,1 0,02 0,1 0,1 0,01 0,11 0,02 0,05 0,05 0,! 0,05 ингибитара КПВ-3 0,05ингибитора хаос-10 О 18,95 О 27 ° 95 О 34,98 2 16,95 2 25,95 2 32,98 4 23 ° 9 3 24,9 1 269 5 22,9 3 24,99 3 24,89 3 14,98 3 32,95 3 30,95 3 16,4 3 24 95 Z 4 6 8 11 12 13 14 ! 16 2 5 4 51 6 5 2,61 4,65 5,7 4,15 4.5 4,47 4,35 4,55 4,60 2,0 5,8 5.9 1,1 4,55 0,05 0,11 4,8 1,55 Z,45 5,0 2,65 2,7 2,01. 2,55 2,7 2,8 46 42 54 43 47 44 43 48 48 42 2,66 2,47 2 ° 00 2,66 2,46 2,00 2,45 2,46 2,47 2,44 2,46 2,46 1,98 70 16 40 46 9,3 22 30 3,0 - 15 72, 17 70 47 6,2 22 25 3,5 15 54 15,5 22 50 10 22 45 6,2 22 70 28 30 47 21 25 49 7 25 о,oo96 0,0108 0,0144 0,0032 0,0040 o,0085 0,0019 0,0028 0,0067 0,0025 0,0091 0,0030 78,0 79,8 77,9 81,8 79,8 84,0 8,6 Â0,6 78,7 82,7 80,7 80 ° 7 1709075 таблица 2 Твблицэ 3 Составитель Л.Бестужева Редактор M.ÊåëåìåUj Техред М.Моргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 414 Тираж .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
