3
СОСТАВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ БЕЗ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ С ПЛОТНОСТЬЮ ДО 1,60 г/м
3
COMPOSITION FOR PREPARATION OF PROCESS LIQUIDS WITHOUT SOLID PHASE OF DENSITY TO 1,60 g/m

3
Изобретение относится к новым составам для приготовления жидкостей без твердой фазы с плотностью 1,35-1,60 г/м, которые могут быть использованы в нефтегазодобывающей промышленности для глушения и ремонта нефтяных и газовых скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений и высоких температур для разбуривания соленосных отложений, первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов, для глушения скважин и выполнения различных видов работ при их ремонте.
3
3
3
Известен состав для приготовления технологических жидкостей без твердой фазы плотностью до 1,95 г/м для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин (патент РФ 2365612), содержащий хлорид и нитрат кальция, хлорид цинка и натрия и бензоат натрия при следующем соотношении компонентов (% мас.): хлорид кальция 13,3-21,9, нитрат кальция 13,3-21,9, хлорид цинка 52,55-72,1, хлорид натрия 0,5-2,35 и бензоат натрия 0,80-1,30. Состав пригоден для приготовления технологических жидкостей. При этом при температуре 120°С и выше увеличивается плотность жидкостей и снижаются фильтрационные показатели, особенно при использовании на месторождениях с сероводородными соединениями. Недостатком указанного состава является повышенная коррозионная активность жидкостей на его основе при значении плотностей ниже 1,80 г/см, что требует их дополнительной обработки ингибиторами коррозии. Повышенная коррозионная активность объясняется увеличением растворимости кислорода в жидкости из-за снижения концентрации солей при разбавлении ее до значения плотности 1,80 г/сми ниже.
3
Наиболее близким по своей сущности к заявляемому является состав для приготовления технологической жидкости без твердой фазы с плотностью до 1,6 г/м для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин (патент РФ 2291181), содержащий нитрат кальция, хлорид кальция, оксид или ацетат двухвалентного металла, ингибитор коррозии аминного типа, при следующем содержании компонентов (% мас.): нитрат кальция 28-67, хлорид кальция 31-69, оксид или ацетат двухвалентного металла 0,5-1,2, ингибитор коррозии аминного типа 0,75-2,5. Состав может дополнительно содержать понизитель фильтрации (полианионная целлюлоза, оксиэтилцеллюлоза) в количестве не более 1,2%.
Недостатками указанного состава и жидкостей на его основе являются завышенное содержание нитрата кальция, т.к. в техническом нитрате кальция практически всегда присутствует нитрат аммония в количестве 2-5%, что в значительной степени снижает его гигроскопичность. Примеси нитрата аммония в нитрате кальция сильно повышают коррозионную агрессивность последнего. Растворы, содержащие нитрат аммония, особенно агрессивны ввиду высокой деполяризационной способности нитрат-иона и способности катиона аммония образовывать с железом, содержащимся в оборудовании, растворимые комплексы. Кроме того, эти растворы имеют кислую реакцию вследствие гидролиза:
4
4
+
+
NH +НОН=NHOH+H
Присутствующий в составе ингибитор коррозии аминного типа, например гексаметилентетрамин, выделяет токсичные пары формальдегида.
3
Задачей настоящего изобретения является получение состава для приготовления жидкостей без твердой фазы плотностью до 1,6 г/см с низкой коррозионной активностью.
Поставленная задача решается тем, что состав для приготовления технологических жидкостей без твердой фазы для глушения и ремонта скважин, содержащий нитрат кальция технический, хлорид кальция и соединение кальция, содержит в качестве соединения кальция гидроксид кальция и дополнительно нейтрализатор сероводорода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хлорид кальция
39,0-78,8
нитрат кальция технический
20,8-60,7
гидроксид кальция
0,2-0,3
нейтрализатор сероводорода
0,2-4,7
3
В качестве нейтрализаторов сероводорода могут использоваться хлорид цинка, ацетат цинка или формиат цинка. Процесс приготовления заявляемого состава производится путем смешения компонентов. Приготовление технологических жидкостей производится путем растворения сухой композиции полученного состава в пресной воде. Получение технологических жидкостей с плотностью до 1,6 г/см достигается при одновременном растворении в воде смеси хлорида, указанного нитрата и гидроксида кальция и указанного нейтрализатора.
При этом происходит взаимодействие нитрата аммония и гидроксида кальция:
4
3
2
3
2
3
2
2NHNO+Ca(OH)=Ca(NO)+2NH+2HO
Для сравнения заявляемого состава с прототипом готовили жидкость без твердой фазы на основе известного состава.
Примеры приготовления технологических жидкостей без твердой фазы на основе сухой солевой композиции
3
ПРИМЕР 1 (сравнительный). В механической мешалке смешивали 690 г хлорида кальция, 280 г нитрата кальция технического, 5 г соединения двухвалентного металла - оксида магния и 25 г ингибитора коррозии, например гексаметилентетрамина. Полученный состав растворяли в 500 мл пресной воды. Получившиеся 930 мл рассола плотностью 1,60 г/см испытывали на температуру кристаллизации и коррозионную активность.
3
ПРИМЕР 2 (сравнительный). В механической мешалке смешивали 310 г хлорида кальция, 670 г нитрата кальция технического, 12 г соединения двухвалентного металла - ацетата кальция и 8 г ингибитора коррозии гексаметилентетрамина. Полученный состав растворяли в 500 мл пресной воды. Получившиеся 930 мл рассола плотностью 1,60 г/см испытывали аналогично примеру №1.
3
3
ПРИМЕР 3 (сравнительный). В механической мешалке смешивали 310 г хлорида кальция, 670 г нитрата кальция технического, 12 г соединения двухвалентного металла - ацетата кальция и 8 г ингибитора коррозии гексаметилентетрамина. Полученный состав растворяли в 1050 мл водного раствора хлорида кальция плотностью 1,30 г/см. Получившиеся 1478 мл рассола плотностью 1,60 г/см испытывали аналогично примеру №1.
3
ПРИМЕР 4. В механической мешалке смешивали 788 г хлорида кальция, 208 г нитрата кальция технического, 2 г гидроксида кальция, 2 г ацетата цинка (% мас. 78,8:20,8:0,2:0,2). Полученный состав растворяли в 600 мл пресной воды. Получившиеся 1000 мл рассола плотностью 1,60 г/см испытывали аналогично примеру №1.
3
ПРИМЕР 5. В механической мешалке смешивали 390 г хлорида кальция, 604 г нитрата кальция технического, 3 г гидроксида кальция, 3 г формиата цинка (соотношение % мас. 39:60,4:0,3:0,3). Полученный состав растворяли в 600 мл пресной воды. Получившиеся 1000 мл рассола плотностью 1,60 г/см испытывали аналогично примеру №1.
3
3
ПРИМЕР 6. В механической мешалке смешивали 390 г хлорида кальция, 604 г нитрата кальция технического, 3 г гидроксида кальция и 3 г формиата цинка (% мас. 39:60,4:0,3:0,3). Полученный состав растворяли в 1075 мл водного раствора хлорида кальция плотностью 1, 30 г/см. Получившиеся 1498 мл рассола плотностью 160 г/смиспытывали аналогично примеру №1.
3
ПРИМЕР 7. В механической мешалке смешивали 480 г хлорида кальция, 480 г нитрата кальция технического, 3 г гидроксида кальция и 37 г хлорида цинка (соотношение мас.% 48:48:0,3:3,7). Полученный состав растворяли в 607 мл воды. Получившиеся 1004 мл рассола плотностью 1,60 г/см испытывали аналогично примеру №1. Результаты испытаний (среднее значение для трех опытов в каждом примере) приведены в таблице.
Таблица
Состав технологической жидкости
Свойства технологических жидкостей
Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>
рН водного раствора (1:10)
Температура кристаллизации, °С
Скорость коррозии Ст.3 при 110°С. Выдержка 72 ч
1(сравн.)
1,60
8,85
-6
0.065
2(сравн.)
1,60
8,15
-20*
0,055
3(сравн.)
1,60
8,70
-20*
0,057
4
1,60
8,85
+10
0,032
5
1,60
8,30
-20*
0,042
6
1,60
8,88
-20*
0,043
7
1,60
8,50
-17*
0,039
* - потеря текучести. При указанной температуре и ниже становится непрокачиваемым.
3
3
При последующем повышении температуры свойства полностью восстанавливаются. Из табличных данных видно, что заявленный состав позволяет получать растворы плотностью до 1,60 г/см. При этом не сужается область применения технологических по температурным показателям. Такие растворы могут применяться в южных регионах, в частности в Астраханской области. Коррозионная активность жидкостей плотностью до 1,60 г/см обеспечивает необходимую коррозионную стойкость стали в технологических жидкостях без дополнительной обработки ингибиторами коррозии.
Технологические жидкости на основе заявляемого состава совместимы с применяемыми в нефтегазодобыче химреагентами и по мере необходимости могут быть обработаны реагентами - понизителями фильтрации, регуляторами структурно-реологических свойств, ПАВ, нейтрализатором кислых газов и т.д.