ИЗУЧЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ АКТИВНОСТИ СОСТАВОВ ЖИДКОСТЕЙ ГЛУШЕНИЯ С ХЛОРИДОМ КАЛЬЦИЯ

АННОТАЦИЯ

Цель. Исследование возможности использование СаСI₂ для приготовления жидкости глушения.  Метод. Исследование коррозионной активности составов жидкостей глушения с добавкой СаСI₂ проводили гравиметрическим методом по потере масса образцов на стальных пластинах в морской и сточной воде. Результат. Опыты показали, что хлористый кальций усиливает антикоррозионные свойства ЖГ, приготовленной из морской Н₂О. Наибольшая степень защиты (89.83 %) отмечена при концентрации СаСI₂ равной 35 %. Суммарная минерализация и общая жесткость морской Н₂О в 3,1 раз меньше, чем в сточной Н₂О. Скорость коррозии морской воды с добавкой СаСI₂ не превышает установленный норматив (0,10-0,12 мм/год), поэтому использование СаСI₂ является допустимым при проведении внутрискважинных операций согласно требованиям. Введение СаСI₂ в сточную воду, повышает ее минерализацию и общую жесткость, что приводит к образованию более агрессивной среды и к увеличению скорости коррозии. Выводы. В морской Н₂О хлорид кальция инициирует процесс образования саморазрушающейся твердой фазы, вследствие чего ЖГ на основе морской Н₂О проявляет низкую коррозионную активность.

ABSTRACT

Background. Study of the possibility of using CaCI₂ for preparing kill fluid. Method. The study of the corrosion activity of kill fluid compositions with the addition of CaCI₂ was carried out using a gravimetric method based on the weight loss of samples on steel plates in sea and waste. Result. Experiments have shown that calcium chloride enhances the anti-corrosion properties of well-killing fluid prepared from sea H₂O. The highest degree of protection (89.83%) was observed at a CaCI₂ concentration of 35%. The total mineralization and total hardness of sea H₂O is 3.1 times less than in waste H₂O. The corrosion rate of seawater with the addition of CaCI₂ does not exceed the established standard (0.10-0.12 mm/year), therefore the use of CaCI₂ is acceptable when carrying out downhole operations in accordance with the requirements. The introduction of CaCI₂ into wastewater increases its mineralization and overall hardness, which leads to the formation of a more aggressive environment and an increase in the corrosion rate. Conclusions. In sea H₂O, calcium chloride initiates the process of formation of a self-destructing solid phase, as a result of which well-killing fluid based on sea H₂O exhibits low corrosive activity.

Ключевые слова: хлористый кальций, коррозионные свойства, скорость коррозии, жидкость глушения.

Keywords: calcium chloride, corrosion properties, corrosion rate, kill fluid.

Жидкость глушения на основе природных солей с добавками неорганических и органических составляющих сохраняет коллекторские свойства продуктивных пластов, совместимость с другими технологическими жидкостями [1], снижает коррозионно-агрессивного воздействия на технологическое оборудование и улучшает показатели работы скважин [2]. Исследование возможности использование СаСI₂ для приготовления ЖГ позволяет работать при  отрицательных минусовых температурах, сохранять коллекторские свойства раствора, стабилизировать ее плотность, обеспечить хорошую прокачиваемость, высокую водо- и шламоудерживающую способность ЖГ и ее инертность по отношению к хорошо растворимым породам [3].

Хлористый кальций является востребованным продуктом для нефтедобывающей/нефтепромысловой, газовой [4-6], химической, химико-формацевтической, лесной, строительной и др.  промышленности [7-10],[6]. В нефте-и газодобывающей промышленности СаСI₂ применяется для приготовления жидкости глушения нефтяных и газовых скважин при их ремонте, промывочных жидкостей для бурения нефтяных и газовых скважин, в качестве компонента тампонажных растворов при устройстве нефтяных скважин, в качестве реагента для интенсификации процессов нефтедобычи [4-6].

В лабораторных условиях СаСI₂ в качестве технологической жидкости глушения, применяемой в нефтедобывающей промышленности для глушения скважин.  Исследование коррозионной активности составов жидкостей глушения с добавкой СаСI₂ проводили гравиметрическим методом на стальных пластинах по гравиметрическим методом  в морской и сточной воде. Выбор типов Н₂О обусловлен отсутствием Н₂S и нефтепродуктов в морской Н₂О и их низким содержанием в сточной Н₂О (0,1 мг/л Н₂S и 3.19 мг/л нефтепродуктов), что исключает образованию FeS и повышает коррозионную активность ЖГ, приготовленной на их основе. В таблице 1 приведены результаты изменения V_корр в зависимости от концентрации соли хлорида кальция в исследуемых типах вод.  Установлено, что добавка СаСI₂ в морскую Н₂О от 25.0 до 35.0 %, до концентрации, обеспечивающей заданную плотность ЖГ, снижает скорость в (1.53-9.85) раз по сравнению с контрольным опытом (без добавки СаСI₂). В то время как введение СаСI₂ в сточную воду в пределах тех же концентраций увеличивает скорость металла в (1.7-7.0) раз по сравнению с контрольным опытом.

Таблица 1.

Влияние концентрации хлорида кальция на скорость коррозии в морской и сточной воде

Опыты показали, что хлористый кальций усиливает антикоррозионные свойства ЖГ, приготовленной из морской Н₂О. При этом наибольшая степень защиты (89.83 %)  отмечена  при концентрации СаСI₂ равной 35 %. Вероятно,  такое поведение хлорида кальция в морской Н₂О обусловлено ее химическим составом.  В морской Н₂О содержание Са²⁺, Mg²⁺,  Na⁺ и Fe³⁺ соответственно  на 2449.94; 24.7; 8375.2; 26.45 мг/л меньше, чем в сточной Н₂О, а К⁺ наоборот больше на 49.8 мг/л. Анионный состав применяемых вод также различен. Содержание Cl^- ионов в морской Н₂О на 21642 мг/л меньше, чем в сточной Н₂О, а SO₄^2-  ионов - на 2559.53 мг/л больше. В итоге суммарная минерализация и общая жесткость морской Н₂О в 3,1 раз меньше, чем в сточной Н₂О. По-видимому, в морской Н₂О хлорид кальция инициирует процесс образования саморазрушающейся твердой фазы [10], вследствие чего ЖГ на основе морской Н₂О  проявляет  низкую коррозионную активность [11]. Скорость коррозии морской воды с добавкой СаСI₂ не превышает установленный норматив (скорость коррозии исследуемых составов не должна превышать установленный норматив (0,10-0,12 мм/год)  [11],[12], поэтому использование СаСI₂ является допустимым при проведении внутрискважинных операций согласно требованиям. Введение же СаСI₂ в сточную воду, по-видимому, повышает ее минерализацию и общую жесткость, что приводит к образованию более агрессивной среды и к увеличению скорости коррозии.

Показана возможность использования синтезированного СаСI₂ для получения жидкости глушения на основе морской воды. Скорость коррозии стальной пластины с С_СаСI2 равной 35 % снижается в 9.85 раз по сравнению с контрольным опытом, обеспечивая степень защиты 89.83 %, хлористый кальций.

Список литературы:

1. Баспаев Е. Т., Аяпбергенов Е. О., Рзаева С. Д. Выбор жидкости глушения скважин для условий месторождения Узень // Сб. матер. II Межд. научно-практ конф. Булатовские чтения. - Краснодар: Изд. Дом «Юг». - 2018. - Т.2, Ч.1. - С. 70-75.
2. Пономарёва И.Н., Илюшин П.Ю., Мартюшев Д.А., Рахимзянов Р.М. Результаты исследований в области повышения эффективности глушения скважин // Нефтяное хозяйство.- 2017.- №1. - С.62 – 65.
3. Электронный ресурс: ogneypor.ru   Кальций хлористый в Компании... (дата обращения 14.06.2022).
4. Электронный ресурс: В нефтегазовой отрасли extream.ru›V_neftegazovoy_otrasli_KALTSIY… (Дата обращения 02.06.2022).
5. Миненко В.Г., Двойченкова Г.П. Применение кальций-хлоридных рассолов карьера «удачный» в условиях эксплуатации Иреляхского нефтяного месторождения. – 2007.- Семинар № 24. – С. 372-380.Электронный ресурс: Применение кальций-хлориднык рассолов карьера... cyberleninka.ru›Грнти›…-hloridnyk-rassolov…(дата обращения 02.06.2022).
6. Электронный ресурс: ogneypor.ru›Инфо-центр›Статьи›kalcij-xloristyj Применение кальция хлористого (дата обращения 02.06.2022). 
7. Аржанухина С.П. Сравнительные демонстрационные испытания противогололедных материалов на основе хлоридов// Строительные материалы. - 2009. -№ 5.- С.14-15.
8. Аржанухина С.П. Нормативные документы технического регулирования дорожно-строительных материалов. Строительные материалы. - 2009.- №11.- С.4-5.
9. Аржанухина С.П. Отраслевые особенности применения хлорида кальция. Строительные материалы.- 2010.- №105.- С.60-61.
10. Акимов О.В. Совершенствование технологий глушения скважин при интенсификации разработки низкопроницаемых терригеновых коллекторов: автореф. …к. т. н.: 25.00.17.-Уфа:Уфимский гос. нефтяной технический ун-т.- 2011.- 24с. Электронный ресурс: Совершенствование технологий глушения... new-disser.ru›_avtoreferats/01004994889.pdf  (дата обращения 16.06.22).
11. Исламов Ш. Р. Обоснование технологии глушения нефтяных скважин перед подземным ремонтом в условиях трещинно-поровых карбонатных коллекторов. Дис…к.т.н: 25.00.17.- МН и ВО РФ ФГБО УВО «Санкт-Петербургский горный университет». - 2020.- 151с. Электронный ресурс: Министерство науки и высшего образования Российской…spmi.ru›sites/default/files/imci_images/sciens/…(дата обращения 16.06.22).
12. РД 153-39-023-97 «Правило ведения ремонтных работ в скважинах».- 1997. – Краснодар: ОАО «НПО»Бурение». -1997.- 92с.: Электронный ресурс: "Правила ведения ремонтных работ..." zakonbase.ru›content/base/7068/?print=1 (дата обращения 16.06.22).