Обработка пакерной жидкости

КОРРОЗИЯ

Общий обзор. 2

Коррозионные вещества в буровом растворе. 2

Кислород. 2

Сероводород. 4

Двуокись углерода. 4

Бактерии. 5

Растворенные соли. 5

Осаждения солей. 5

Обработка пакерной жидкости. 6

Жидкости для заканчивания / капитального ремонта скважин. 6

Одновалентные рассолы.. 6

Двухвалентные рассолы.. 6

Коррозионные вещества. 7

Ингибиторы коррозии. 8

Испытания на коррозию.. 8

Заказ образцов. 8

Обращение с образцами. 9

Результаты испытаний. 9

Таблица устранения проблем с коррозией. 10

Информация о продуктах. 12

Общий обзор

Данная глава посвящена антикоррозийной обработке буровых растворов, пакерной жидкости, а также растворов для заканчивания и капитального ремонта скважин. В конце главы приводится таблица обнаружения и устранения проблем и краткий справочный перечень продуктов для предотвращения коррозии.

Коррозией называется процесс разрушения металлов в результате электрохимического воздействия окружающей среды. Коррозия может причинять большие убытки в результате повреждения труб и элементов конструкции скважины, и даже может привести к потере всей скважины. От 75 до 85 процентов повреждений бурильной колонны можно отнести на счет коррозии. Также коррозии подвержены детали насосов, долота и обсадная колонна. На коррозию влияют следующие факторы:

· Температура. Обычно скорость коррозии удваивается при повышении температуры на каждые 55 °F (31 °C).

· Скорость движения.Чем выше скорость движения бурового раствора, тем больше будет скорость коррозии вследствие эрозии пленок (окислов, масла, аминов и т.д.).

· Наличие твердой фазы. Абразивные твердые частицы повреждают защитную пленку и усиливают действие коррозии.

· Металлургические процессы.Окалина и термическая обработка труб могут привести к образованию локальных очагов коррозии.

· Коррозионные вещества.Такие коррозионные вещества, как кислород, двуокись углерода и сероводород могут усиливать коррозию и приводить к выходу из строя трубных изделий.

В Таблице 2-1 описывается три вида коррозии, которые вызывается этими факторами.

Таблица 2-1: Виды коррозии. Виды коррозии варьируются от равномерной коррозии до механического повреждения.

Коррозионные вещества в буровом растворе

В буровых растворах содержатся следующие коррозионные вещества:

· Кислород

· Сероводород

· Двуокись углерода

· Бактерии

· Растворенные соли

· Осаждения солей

Кислород

Кислород вносит самый большой вклад в коррозионное повреждение бурового оборудования. Кислород разрушает защитную пленку; это действие ускоряет коррозию и усиливает точечную коррозию под отложениями. Имеется четыре основных источника кислорода:

· Добавление воды

· Действие оборудования для приготовления раствора и оборудования механической очистки

· Аэрированные буровые растворы

· Атмосфера

Добавление воды. Вода, добавляемая в буровой раствор при нормальных буровых операциях, может содержать растворенный кислород. Очень малые концентрации кислорода (<1 части на миллион) могут вызывать сильную коррозию благодаря образованию элементов дифференциальной аэрации, которые могут вызывать усиленную точечную коррозию под барьерами отложений.

 Основным продуктом коррозии при низких концентрациях кислорода является магнетит. Для удаления растворенного кислорода рекомендуется использовать следующие продукты:

· BARASCAV L

· BARASCAV D

Действие оборудования для перемешивания и удаления твердой фазы.

Оборудование приготовления раствора и оборудование механической очистки вызывают аэрацию буровых растворов при выполнении буровых работ. Аэрация, например, происходит при прохождении бурового раствора через вибросито или при поступлении бурового раствора из бункера или струйного перемешивателя над поверхностью бурового раствора в резервуарах. Выполняйте следующие указания с целью сокращения поступления кислорода в буровой раствор при работе оборудования для перемешивания и удаления твердой фазы:

· Во всех возможных случаях при приготовлении бурового раствора используйте отдельную емкость предварительного приготовления.

· Центробежные насосы блока приготовления раствора должны работать только при приготовлении бурового раствора.

· Уплотнения центробежных насосов должны быть герметичны.

· Обеспечьте, чтобы уровень бурового раствора в активной емкости был достаточно большим для того, чтобы буровой насос не засасывал воздух.

· При перекачке бурового раствора из резервной емкости он должен выгружаться ниже поверхности бурового раствора в активной емкости.

· Выпускные отверстия струйных перемешивателей должны находиться ниже поверхности бурового раствора; не допускайте создания вихревой воронки устройством для перемешивания бурового раствора.

· Выпускные отверстия дегазатора и пескоотделителя должны находиться ниже поверхности бурового раствора.

Рекомендуется использовать следующие продукты для обработки бурового раствора, который содержит кислород вследствие воздействия оборудования для перемешивания и удаления твердой фазы:

· BARASCAV L

· BARASCAV D

Аэрированные буровые растворы. В то время как для обычных буровых растворов требуется удаление кислорода, для аэрированных буровых растворов (бурение с применением пенных буровых растворов и бурение с орошением) должны использоваться пассивирующие (окисляющие) ингибиторы, позволяющие противодействовать коррозии под действием кислорода. Для ингибирования действия кислорода в аэрированных буровых растворах рекомендуется использовать продукт BARACOR 700.

Атмосфера. Атмосфера является еще одним источником кислорода и вызываемой им коррозии. Основным продуктом атмосферной коррозии является ржавчина из окислов железа. Для предотвращения атмосферной коррозии промывайте трубные изделия таким образом, чтобы они не содержали солей и компонентов буровых растворов, и затем опрыскайте или погрузите трубу в ингибитор атмосферной коррозии. В качестве ингибитора атмосферной коррозии рекомендуется использовать продукт BARAFILM.

Сероводород

Сероводород может поступать в систему бурового раствора из:

· Содержащего сероводород пластового флюида

· Под воздействием бактерий на содержащие серу компоненты бурового раствора

· Вследствие термического разложения содержащих серу добавок к буровому раствору

· При протекании химических реакций с содержащей серу смазкой замковой резьбы

Сероводород растворим в воде. Растворенный сероводород действует как слабая кислота и вызывает точечную коррозию. Ионы водорода в катодных зонах могут проникать в сталь вместо выделения с поверхности в виде газа. Этот процесс может вызывать водородное вспучивание низкопрочных сталей или водородную хрупкость высокопрочных сталей. Входящие в состав сероводорода как водород, так и сера, могут вызывать повреждение бурильной колонны.

Для подавления сероводородной коррозии повышают pH приблизительно до 9,5, а также используют поглотители сульфидов и пленкообразующие ингибиторы. Для предотвращения сероводородной коррозии рекомендуется использовать следующие продукты

· BARACOR 44 (оксид цинка)

· BARACOR 700

· NO-SULF (карбонат цинка)

· BARAFILM

В главе “Таблицы, графики и расчеты” приводится формула для определения количества продукта, добавляемого для защиты от данного коррозирующего вещества.

Примечание: Сероводород и двуокись углерода часто встречаются в одних и тех же геологических пластах; в связи с этим необходимо использовать продукты для одновременной защиты от этих примесей. Убедитесь, что гидростатические давления достаточны для предотвращения дополнительного поступления газов. Смотрите ниже раздел “Двуокись углерода”.

Двуокись углерода

Двуокись углерода содержится в природном газе в различных количествах. При воздействии на воду двуокись углерода образует угольную кислоту и понижает pH воды, что увеличивает ее коррозионную активность. Хотя двуокись углерода не является столь же коррозионной, как кислород, она может вызывать точечную коррозию.

Поддержание правильного значения pH является основным средством борьбы с загрязнением двуокисью углерода. Для поддержания pH можно использовать известь или каустическую соду.

В Таблице 2-2 указаны реакции для каждого из этих видов обработки.

Таблица 2-2: Обработка для удаления двуокиси углерода и соответствующие реакции.В таблице приведены реакции, протекающие при добавлении каустической соды или извести для устранения двуокиси углерода.

При обработке с помощью каустической соды образуется карбонат натрия, который растворим в воде и может вызывать проблемы с буровым раствором. С другой стороны, при обработке известью образуется нерастворимый осадок карбоната кальция и вода.

Примечание: Для поддержания pH буровых растворов на водной основе вместо извести можно использовать продукт BARACOR 95. BARACOR 95 представляет собой жидкое аминосоединение, действующее в качестве поглотителя двуокиси углерода. Такая обработка особенно полезна для полимерных систем, которые могут быть чувствительны к pH. При выборе продукта BARACOR 95 имейте в виду, что он не действует на сероводород.

В дополнение к поддержанию pH, используйте BARAFILM (пленкообразующий аминовый ингибитор) для снижения вызываемой двуокисью углерода коррозии.

Примечание: Сероводород и двуокись углерода часто встречаются в одних и тех же геологических пластах; в связи с этим необходимо использовать продукты для одновременной защиты от этих примесей. Убедитесь, что гидростатические давления достаточны для предотвращения дополнительного поступления газов. Смотрите также раздел “Сероводород”.

Бактерии

Микроорганизмы могут вызывать ферментацию органических добавок к буровым растворам, изменять вязкость и понижать pH. Другими признаками присутствия бактерий является кислый запах и выделение газа. Разложение добавок к буровым растворам может приводить к увеличению затрат на поддержания их характеристик.

Продуктами жизнедеятельности бактерий является двуокись углерода и сероводород. Присутствие аэробных бактерий выявляется анализом с использованием сыворотки с феноловым красным. Присутствие анаэробных бактерий выявляется анализом с использованием морской анаэробной сыворотки. Эти анализы описываются в главе “Специальные анализы”. Для подавления размножения бактерий в буровых условиях используются микробиоциды. Для подавления размножения бактерий рекомендуются следующие продукты:

· ALDACIDE G

· Биоцидный порошок на основе изотиазолона

Растворенные соли

Растворенные соли усиливают коррозию вследствие уменьшения электрического сопротивления буровых растворов и повышения растворимости продуктов коррозии. Некоторые из этих продуктов могут вызывать образование на поверхности металла отложений или пленки. Для противодействия влиянию растворенных солей рекомендуется использовать следующие продукты:

· BARACOR 700

· BARAFILM

 Осаждения солей

Осаждения солей создают условия для образования местных коррозионных элементов. Непрерывное добавление ингибитора образования отложений может противодействовать осаждению солей. В качестве ингибитора осаждения солей рекомендуется использовать продукт STABILITE.

Обработка пакерной жидкости

При использовании бурового раствора в качестве пакерной жидкости, буровой раствор должен быть обработан с целью минимизации коррозии в статических условиях в течение длительного времени. В Таблице 2-3 приводятся указания по обработке различных систем пакерных жидкостей.

Таблица 2-3: Обработка систем пакерных жидкостей.Выполните указанную обработку для минимизации коррозии в статических условиях в течение длительного времени.