состав для приготовления технологической жидкости для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин

Формула изобретения

Состав для приготовления технологических жидкостей для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин, содержащий нитрат кальция, хлорид кальция и ингибитор коррозии, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид цинка, хлорид натрия, а в качестве ингибитора коррозии используют бензоат натрия при следующих соотношениях 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
Бензоат натрия	0,80-1,30

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, предназначено для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в условиях аномально высоких пластовых давлений и высоких температур для первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов, для глушения и выполнения различных видов работ, в том числе в многопластовых скважинах, имеющих разное пластовое давление и проницаемость пластов, а также при наличии сероводорода в скважинной продукции.

Известен состав для приготовления технологической жидкости высокой плотности без твердой фазы для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин, содержащий нитрат кальция, включающий органический реагент-понизитель фильтрации на основе оксиэтилцеллюлозы и ингибитор коррозии (Авторское свидетельство СССР 1684308, С09К 7/04 13.09.89).

Недостатками указанного состава и жидкостей на его основе являются повышенная коррозионная активность, а также нарушение стабильности и других технологических свойств при температуре выше 100°С и действии сероводорода. Плотность жидкости не превышает 1,53 г/см³, и поэтому при возможном разбавлении при контакте с пластовыми водами она не может быть восстановлена до первоначального значения. При взаимодействии с сероводородом коррозионная активность такой жидкости резко увеличивается, а образующаяся твердая фаза значительно снижает проницаемость продуктивных пластов. Кроме того, при увеличивающейся доле транспортных расходов в смете затрат перевозка жидких продуктов экономически невыгодна. Являясь техническим продуктом, состав часто содержит до 1% нерастворимой в соляной кислоте твердой фазы (в основном фосфаты кальция). Перечисленные выше недостатки в значительной мере сужают области применения состава и технологических жидкостей на его основе.

Наиболее близким по своей сущности к заявляемому изобретению является состав для приготовления технологической жидкости без твердой фазы для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин, содержащий нитрат кальция, хлорид кальция и ингибитор коррозии (патент на изобретение РФ № 2291181, МПК С09К 8/06, 2007 г.).

Основным недостатком жидкости, приготовленной на основе этого известного состава, является низкая плотность, которая не превышает 1600 кг/м³, что значительно сужает область применения состава.

Техническим результатом заявленного решения является расширение области применения состава для приготовления технологических жидкостей за счет увеличения ее плотности, а также за счет снижения фильтрационных показателей при температурах 120°С и выше, в том числе на месторождениях с сероводородсодержащей продукцией.

Указанный технический результат достигается тем, что состав для приготовления технологических жидкостей для заканчивания и ремонта нефтяных и газовых скважин, содержащий нитрат кальция, хлорид кальция и ингибитор коррозии, дополнительно содержит хлорид цинка, хлорид натрия, а в качестве ингибитора коррозии используют бензоат натрия при следующих соотношениях 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
Бензоат натрия	0,80-1,30.

Технологические жидкости на основе заявляемого состава могут быть приготовлены путем его растворения в пресной воде, в том числе содержащей полимер на основе микробного полисахарида в количестве до 0,2 мас.%.

Хлорид цинка добавляют в состав для повышения плотности получаемого раствора вследствие его высокой растворимости.

Хлорид натрия добавляют в состав для генерирования водорастворимого кольматанта. При растворении заявляемого состава в пресной воде, в том числе содержащей полимер на основе микробного полисахарида в количестве до 0,2 мас.%, растворяются все компоненты. При достижении раствором плотности 1450-1550 кг/м³ и выше хлорид натрия начинает выкристаллизовываться из раствора в виде тонкодисперсной взвеси. В дальнейшем входящий в состав композиции хлорид натрия не растворяется. Таким образом, в растворе образуется водорастворимый кольматант, образованный частицами хлорида натрия размером от нескольких микрон до 1-3 мм, что позволяет обратимо кольматировать продуктивные пласты различной проницаемости. Важным преимуществом хлорида натрия является его практически не зависимая от температуры растворимость, что позволяет применять заявляемый состав при различных пластовых температурах.

Бензоат натрия добавляют для снижения коррозионной активности растворов, приготавливаемых на основе заявляемого состава. Известно, что в водных растворах часть молекул хлорида цинка гидролизуется, в результате чего образуются протоны, раствор становится кислым и, как следствие, коррозионно-активным.

При растворении бензоата натрия бензоат-ион связывает протон с образованием слабодиссоциирующей бензойной кислоты (К_дисс=6,3·10^-5), в результате чего коррозионная активность растворов значительно снижается.

Получение технологических жидкостей плотностью до 1950 кг/м³ достигается при одновременном растворении в воде смеси хлорида кальция, нитрата кальция, хлорида цинка, хлорида натрия и бензоата натрия.

Приготовление заявляемого состава производится путем смешения компонентов. Приготовление технологических жидкостей производится путем растворения сухой солевой композиции полученного состава в пресной воде или в растворе микробного полисахарида в количестве до 0,2 мас.% в пресной воде.

Для сравнения с заявляемым составом ниже приведены примеры приготовления известных из прототипов жидкостей без твердой фазы.

Пример 1.

В 550 мл пресной воды растворяли 980,7 г нитрата кальция, 15,50 г оксиэтилцеллюлозы и 3,80 г ингибитора коррозии ИКБ-4Н. Получили 1000 мл жидкости плотностью 1,55 г/см³. У полученной жидкости замеряли показатель фильтрации сразу после приготовления и после термостатирования образцов при 130°С в течение 72 ч.

Пример 2.

В механическом перемешивателе смешали 640 г хлорида кальция, 320 г нитрата кальция, 10 г соединения двухвалентного металла, например осксида магния, 10 г реагента-понизителя фильтрации, например полианионной целлюлозы и 20 г ингибитора коррозии, например гексаметилентетрамина. Полученные 1000 г состава растворили в 488 мл пресной воды. Получившиеся 930 мл рассола плотностью

1,60 г/см³ испытывали аналогично примеру № 1.

Ниже приведены примеры приготовления технологических жидкостей без твердой фазы на основе заявляемого солевого состава.

Пример 3. В механическом перемешивателе смешали 133 г (13,3 мас.%) хлорида кальция, 133 г (13,3 мас.%) нитрата кальция, 721 г (72,1 мас.%) хлорида цинка, 5 г (0,5 мас.%) хлорида натрия и 8 г (0,8 мас.%) бензоата натрия. Полученные 1000 г состава растворили в 272 мл пресной воды. Получившиеся 669 мл рассола плотностью 1,90 г/см³ испытывали аналогично примеру № 1.

Пример 4. В механическом перемешивателе смешали 219 г (21,9 мас.%) хлорида кальция, 219 г (21,9 мас.%) нитрата кальция, 525,5 г (52,55 мас.%) хлорида цинка, 23,5 г (2,35 мас.%) хлорида натрия и 13 г (1,3 мас.%) бензоата натрия. Полученные 1000 г состава растворили в 252 мл пресной воды. Получившиеся 642 мл рассола плотностью 1,95 г/см³ испытывали аналогично примеру № 1.

Пример 5. В механическом перемешивателе смешали 176 г (17,6 мас.%) хлорида кальция, 176 г (17,6 мас.%) нитрата кальция, 623,25 г (62,325 мас.%) хлорида цинка, 14,25 г (1,425 мас.%) хлорида натрия и 10,5 г (1,05 мас.%) бензоата натрия. Полученные 1000 г состава растворили в 252 мл пресной воды. Получившиеся 642 мл рассола плотностью 1,95 г/см³ испытывали аналогично примеру № 1.

Пример 6. В механическом перемешивателе смешали 219 г (21,9 мас.%) хлорида кальция, 219 г (21,9 мас.%) нитрата кальция, 525,5 г (52,55 мас.%) хлорида цинка, 23,5 г (2,35 мас.%) хлорида натрия и 13 г (1,3 мас.%) бензоата натрия. Полученный состав растворили в 252 мл пресной воды, в которой предварительно растворили 0,45 г микробного полисахарида. Получившиеся 642 мл рассола плотностью 1,95 г/см³ испытывали аналогично примеру № 1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Состав технологической жидкости	Свойства технологических жидкостей
Плотность, г/см3	Условная вязкость Т, с	Показатель фильтрации при 20°С, см3/30 мин	Показатель фильтрации при 130°С, и Р=3 МПа после прогрева при 130°С в течение 72 ч, см 3/30 мин
1	1,53	40	35	неограниченная
2	1,60	50	26	неограниченная
3	1,90	110	12	12
4	1,95	250	5	5
5	1,95	450	0	1

Из табличных данных видно, что введение в состав сухой солевой композиции хлорида натрия, особенно в сочетании с загустителем, например, на основе микробного полисахарида значительно расширяет область применения приготовленных на ее основе технологических жидкостей.

Фильтрация - показатель, характеризующий способность технологических жидкостей при определенном перепаде давления фильтроваться (проникать в пласт).

Фильтрацию стремятся поддерживать на минимальном уровне, чтобы исключить снижение продуктивности пластов и предотвратить потери дорогостоящих жидкостей.

В частности, резко уменьшается показатель фильтрации приготавливаемых растворов при температуре выше 120°С.