3
Тяжелая жидкость глушения без твердой фазы плотностью до 1600 кг/м
3
HEAVY WELL-KILLING LIQUID WITHOUT SOLID PHASE WITH A DENSITY OF UP TO 1600 kg/m

Изобретение относится к области заканчивания и ремонта добывающих и нагнетательных нефтяных и газовых скважин, может быть использовано для глушения продуктивных пластов с аномально высоким пластовым давлением с целью выполнения различных видов работ в стволе скважины.
3
Известен состав для приготовления тяжелых технологических жидкостей для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин, плотностью до 1600 кг/м, содержащий нитрат кальция 28-67 мас.%, хлорид кальция 31-69 мас.%, оксид или ацетат двухвалентного металла 0,5-1,2 мас.% и ингибитор коррозии 0,75-2,5 мас.% (RU 2291181 С1).
Недостатком данного состава является наличие примесей в виде коллоидных твердых микрочастиц, вносимое с дешевыми техническими компонентами в количестве 0,1-0,3 мас.%. В таких же пределах находится содержание нерастворимых твердых микрочастиц и в других известных тяжелых жидкостях: «ТРИАСАЛТ СТ» содержит до 0,1 мас.% твердых примесей, аммонизированный раствор нитрата кальция содержит их до 0,6 мас.%.
3
Известен состав для приготовления технологических жидкостей без твердой фазы с плотностью до 1600 кг/м, содержащий нитрат кальция технический 20,8-60,7 мас.%, хлорид кальция 39,0-78,8 мас.%, гидроксид кальция 0,2-0,3 мас.%, нейтрализнитрататор сероводорода 0,2-4,7 мас.% (RU 2427604 С1).
3
Известен способ приготовления технологических жидкостей нефтяных и газовых скважин плотностью до 1550 кг/м, содержащий четырехводный кальций азотнокислый 69,8-98,8 мас.%, кальций хлористый 1,0-30,0 мас.%, ингибитор коррозии 0,1-3,0 мас.%, ингибитор солеотложения 0,1-1,0 мас.% (RU 2387687 С2).
3
Известен состав для приготовления тяжелых технологических жидкостей для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин плотностью до 1600 кг/м, содержащий нитрат кальция 27,3-71,8 мас.%, хлорид кальция 25,66-71,94 мас.%, ингибитор солеотложения 0,02-0,1 мас.% и ингибитор коррозии 0,5-2,44 мас.%, гидрофобный коагулятор 0,05-0,16 мас.% (RU 2406745 С1).
Недостатками указанных составов является отсутствие совместимости с пластовыми водами, кроме того, неоптимальное соотношение реагентов и использование двухводного или четырехводного кальция азотнокислого способствует повышенному выделению паров вредных веществ (аммиак и др.) при приготовлении жидкостей, выпадению осадков в призабойной зоне пласта при взаимодействии с пластовыми и нагнетаемыми водами, повышенной температуре кристаллизации и повреждению коллекторских свойств продуктивного пласта.
3
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является тяжелая жидкость глушения без твердой фазы для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин (RU 2731965 С1). Общими с заявляемым изобретением признаками является наличие в составе воды; безводного нитрат кальция марки «Премиум»; ингибитора солеотложения - нитрилотриметилфосфоновая кислота и гидрофобизатор, в том числе, гидрофобизатор ИВВ-1. Однако массовая доля нитрата кальция в указанном составе составляет 35-41 мас.%, и не обеспечивает достижение минимальной температуры замерзания приготовленной жидкости глушения. Кроме того, в его состав дополнительно входит бромид кальция, который обладает довольно высокой температурой замерзания (кристаллизация раствора плотностью 1700 кг/м составляет минус 13,3°С), что ограничивает использование данного состава в условиях Крайнего Севера. В известных составах применяется двухводный и четырехводный нитрат кальция с низким содержанием основного вещества 65-80 мас.%, дополнительным недостатком данных реагентов является гигроскопичность и слеживаемость, осложняющие их хранение и использование. Раствор двухводного нитрата кальция имеет повышенное содержание нитрата аммония 0,7-1,0 мас.%, что негативно сказывается на коррозионных свойствах продукта и может проявлять существенную агрессивность при повышенных температурах 60-90°С. В марках А-Е, двух- и четырехводного нитрата кальция (ТУ 2181-073-32496445-2013) содержатся токсичные вещества (свинец, кадмий, мышьяк, ртуть), что при приготовлении растворов с применением данных марок нитрата кальция будет оказывать вредное воздействие на организм человека.
3
Задачей, поставленной перед заявляемым изобретением, является разработка рецептуры состава для приготовления технологических жидкостей без твердой фазы плотностью до 1600 кг/м, обеспечивающей выполнение санитарно-гигиенических требований в воздухе рабочей зоны при их приготовлении, снижение отрицательного воздействия на призабойную зону добывающих и нагнетательных скважин, снижение коррозионной активности жидкости глушения и возможность применения заявленного состава в условиях низких температур Крайнего Севера.
3
Заявляемый состав жидкости глушения плотностью до 1600 кг/м (далее - УЖГ-1600) представляет собой раствор воды (40,84-62,83 мас.%); солей гранулированного безводного нитрата кальция марки «Премиум» (18,48-29,50 мас.%); гранулированного хлорида кальция (18,48-29,50 мас.%) с добавкой ингибитора солеотложения нитрилотриметилфосфоновой кислоты (далее - «НТФ») (0,0063-0,0076 мас.%); композиции «Сульфен-35» зимний (далее - «Сульфен-35» зимний) - водный раствор поверхностно-активных веществ и смеси одноатомных и многоатомных спиртов в жидкой форме, или водного раствора гидрофобизатора ИВВ-1 (далее - «ИВВ-1») - смесь алкилдиметилбензиламмония хлорида и четвертичной аммониевой соли третичного амина, или гидрофобизатора «Неонол БС-1» (далее - «Неонол БС-1») - смесь неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ), спиртов, гликолей и воды (0,156-0,189 мас.%). Количественный состав композиции (содержание ингредиентов) варьируется в зависимости от требуемой плотности раствора (таблица 1).
Технический результат заявляемого состава достигается за счет применения безводного нитрата кальция марки «Премиум» (ТУ 2143-017-77381580-2012 с изм. 1-10) с массовой долей основного вещества не менее 96%, содержанием аммонийного азота 0,3% характеризующимся выделением паров аммиака в пределах предельно допустимой концентрации (далее - ПДК) санитарно-гигиенических норм и правил, подбором оптимальной добавки - «Сульфен-35» зимний (или «ИВВ-1», или «Неонол БС-1»), обеспечивающих высокий коэффициент восстановления проницаемости продуктивного пласта за счет снижения набухания глинистой составляющей коллектора в совокупности с предупреждением образования эмульсий при взаимодействии с нефтью и остаточной поровой водой и экспериментально обоснованного соотношения применяемых солей, что обеспечивает низкую температуру замерзания приготовленной жидкости глушения. При применении заявленного состава для глушения нагнетательных скважин дополнительно вводится добавка «НТФ» в целях предупреждения выпадения осадков при взаимодействии с нагнетаемыми водами, что позволяет после проведения ремонта не производить извлечение жидкости глушения из скважины.
Синергетический эффект от вводимых компонентов позволяет: осуществлять приготовление жидкости глушения в закрытых помещениях, что значительно упрощает и ускоряет процесс приготовления состава, без воздействия паров вредных веществ на организм человека; предупреждать выпадение солей металлов; длительное время сохранять свойства и хранить приготовленные жидкости глушения в технологических емкостях в условиях Крайнего Севера в связи с низкой коррозионной активностью и температурой замерзания.
Лабораторные исследования заявляемого состава и сравниваемых вариантов проводились в равных условиях, аналогично, с применением нормативных документов API RP 39, РД 39-1-641-81, ГОСТ Р 9.905-2007 и МИ 11-64-2014. Процесс приготовления заявляемого состава производится путем смешивания компонентов.
3
Пример 1 (RU 2427604 С1). В механической мешалке смешивали 480 г (48 мас.%) хлорида кальция, 480 г (48 мас.%) нитрата кальция технического, 3 г (0,3 мас.%) гидроксида кальция и 37 г (3,7 мас.%) хлорида цинка. Полученный состав растворяли в 607 мл воды. Получившиеся 1004 мл рассола плотностью 1 600 кг/м испытывали на температуру кристаллизации и коррозионную активность. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Пример 2 (RU 2387687 С2). В механической мешалке последовательно растворяли в воде кальций хлористый 30 мас.% с доведением плотности до значения, обеспечивающего необходимую температуру замерзания, далее вводили в раствор кристаллический четырехводный кальций азотнокислый 69,6 мас.% с предварительно введенными в него, путем перемешивания, ингибитором коррозии (тиомочевина 0,3 мас.%) и ингибитором солеотложения (оксиэтилидендифосфоновая кислота (далее - ОЭДФ) 0,1 мас.%).
Пример 3 (RU 2387687 С2). В механической мешалке последовательно растворяли в воде кальций хлористый 30 мас.% с доведением плотности до значения, обеспечивающего необходимую температуру замерзания, далее вводили в растворе кристаллический четырехводный кальций азотнокислый 69,6 мас.% с предварительно введенными в него, путем перемешивания, ингибитором коррозии (уротропин 0,3 мас.%) и ингибитором солеотложения (ОЭДФ 0,1 мас.%).
3
Пример 4. В механической мешалке последовательно смешивали 747,4 г (51,54 мас.%) воды с безводным нитратом кальция 350 г (24,14 мас.%), последовательно добавляли 350 г (24,14 мас.%) хлористый кальций, после полного перемешивания добавляли 0,1 г реагента «НТФ» (0,0069 мас.%) и «Сульфен-35» зимний (или «ИВВ-1», или «Неонол БС-1») 2,5 г (0,172 мас.%). Получившийся 1 л рассола плотностью 1450 кг/мтестировали на коррозионную активность, температуру кристаллизации, совместимость с пластовым флюидом и определение коэффициента восстановления проницаемости. Были проведены измерения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (таблицы 2, 3).
3
Пример 5. В механической мешалке последовательно смешивали 717,4 г (47,83 мас.%) воды с безводным нитратом кальция 390 г (26,00 мас.%), последовательно добавляли 390 г (26,00 мас.%) хлористого кальция, после полного перемешивания добавляли 0,1 г реагента «НТФ» (0,0067 мас.%) и «Сульфен-35» зимний (или «ИВВ-1», или «Неонол БС-1») 2,5 г (0,167 мас.%). Получившийся 1 л рассола плотностью 1500 кг/м, исследовали по аналогии с примером 4.
Пример 6. В механической мешалке последовательно смешивали
3
653.4 г (40,84 мас.%) воды с безводным нитратом кальция 472 г (29,50 мас.%), последовательно добавляли 472 г (29,50 мас.%) хлористого кальция, после полного перемешивания добавляли 0,1 г реагента «НТФ» (0,0063 мас.%) и «Сульфен-35» зимний (или «ИВВ-1», или «Неонол БС-1») 2,5 г (0,156 мас.%). Получившийся 1 л рассола плотностью 1600 кг/м, исследовали по аналогии с примером 4.
Пример 7. В механической мешалке последовательно смешивали
3
653.5 г (40,84 мас.%) воды с безводным нитратом кальция 472 г (29,50 мас.%), последовательно добавляли 472 г (29,50 мас.%) хлористого кальция, после полного перемешивания добавляли 2,5 г «Сульфен-35» зимний (или «ИВВ-1», или «Неонол БС-1») (0,156 мас.%). Получившийся 1 л рассола плотностью 1600 кг/м исследовали по аналогии с примером 4.