72
Соляная кислота (HCl) является наиболее эффективным и дешевым
растворителем для карбонатных отложений. Обычно HCl используют в
концентрации 5–20 %.
HCl проявляет сильную коррозионную активность по отношению к
внутрискважинному оборудованию.
В частности, она растворяет хромированное напыление с деталей
оборудования, поэтому при наличии хромированных деталей использовать
соляную кислоту не рекомендуется.
При контакте с нержавеющими сталями HCl может вызывать хлоридное
растрескивание, при контакте с нефтью может образоваться нефтяной
шлам.
Продукты реакции кислоты с нефтью нарушают технологический процесс
подготовки нефти.
73
Фосфорную кислоту (H3PO4) также применяют для удаления
карбонатных отложений. В сравнении с HCl растворение карбонатов в
фосфорной кислоте происходит медленнее. Фосфорная
кислота формирует защитную фосфатную пленку на поверхности стали,
которая снижает скорость коррозии. При растворении
кальцита возможно образование нерастворимого фосфата кальция. Для
предотвращения образования фосфата кальция необходимо
поддерживать низкий рН, поэтому при проведении обработок фосфорную
кислоту берут в избытке.
74
Сульфаминовая кислота (NH2SO2OH) растворяет карбонатные
отложения медленнее, чем соляная, но быстрее, чем фосфорная.
Коррозионная активность сульфаминовой кислоты меньше, чем HCl.
Сульфаминовую кислоту применяют для обработок оцинкованного
оборудования.
Уксусная кислота (СН3СООН) растворяет карбонатные отложения
медленнее, чем минеральные кислоты, но она образует устойчивые
хелатные соединения с ионами железа и кальция при низком рН.
Коррозионная активность уксусной кислоты значительно меньше, чем у
минеральных кислот. Уксусная кислота не оказывает негативного
воздействия на алюминиевые сплавы и сплавы из нержавеющей стали.
75
Гликолевая кислота (НОСН2СООН) (гидроксиуксусная) по своим
свойствам очень похожа на уксусную кислоту. Она обладает лучшей
хелатообразующей способностью по кальцию и железу в сравнении с
уксусной кислотой, однако стоимость гликолевой кислоты значительно
выше.
Лимонная кислота ((НООССН2)2С(ОН)СООН) является очень мягким
растворителем с низкой коррозионной активностью. Скорость растворения
карбонатов существенно ниже по сравнению с HCl. Является сильным
хелатообразующим веществом, поэтому иногда ее используют в качестве
регулятора содержания железа при проведении кислотных обработок..
76
77
Ингибиторы коррозии для кислотных обработок должны быть
стабильными при высоких концентрациях кислотных растворов, при
низком рН, высокой температуре, а также должны эффективно
предотвращать коррозию.
Примером используемых ингибиторов кислотной коррозии могут служить
четвертичные аммониевые соли, пропаргиловый спирт, коричный
альдегид, α-алкенилфенолы. Необходимо отметить, что при введении
в раствор кислоты различных добавок, например поверхностно-активных
веществ (ПАВ), эффективность ингибитора коррозии может снизиться.
78
Для растворения карбонатных отложений часто используют не
индивидуальные кислоты, а смеси неорганических и органических
кислот (СНОК).
Основой таких смесей обычно является водный раствор фосфорной
кислоты (5–20 % мас. H3PO4),к которому в различных соотношениях
добавляют
муравьиную,
уксусную
и лимонную кислоты,
ПАВ,
ингибитор кислотной коррозии и другие вещества.
79
Зависимость потери массы образца карбонатных отложений при
растворении от времени при 30 и 60 °С (без перемешивания)
80
Одним из компонентов СНОК и кислотных составов являются регуляторы
содержания железа. При удалении солеотложений кислотные составы и
СНОК обогащаются ионами Fe (II) и Fe (III), источниками которых являются
продукты коррозии и FeCO3.
По мере растворения отложений рН повышается, что приводит к
осаждению малорастворимых гидроксидов железа (II) и (III). Осаждение
Fe(OH)3 начинается при рН выше 2, а Fe(OH)2 при рН выше 7.
Учитывая, что рН отработанных кислотных составов редко поднимается
выше 6, образованием Fe(OH)2 можно пренебречь.
Образование Fe(OH)3 может ухудшить проницаемость пласта.
Также реакция ионов железа (III) с полярными группами нефти
приводит к образованию нефтяного шлама.
Нефтяной шлам вызывает заклинивание вращающихся деталей ЭЦН,
закупорку НТК и выкидных линий скважин, а также сбои в подготовке нефти
на УПН.
81
три класса регуляторов железа:
Хелатообразующие реагенты образуют с ионами железа устойчивые
комплексные соединения и предотвращают образование Fe(OH)3. В
качестве хелатообразующих регуляторов содержания железа используют
лимонную, уксусную, молочную кислоты, ЭДТА и др.
Железовосстанавливающие реагенты восстанавливают ионы железа (III)
до ионов железа (II). Использование восстановителей в качестве
регуляторов железа было применено компанией Dowell Schlumberger,
использовавшей для этого эриторбовую кислоту – стереоизомер
аскорбиновой кислоты. На сегодняшний день в качестве
железовосстанавливающих реагентов используют:
– ионы металлов в низшей степени окисления (например, ионы олова (II) или
меди (I));
– йодиды или йод;
– органические кислоты-восстановители (например, муравьиная,
тиогликолевая, аскорбиновая кислоты).
Соседние файлы в папке Лекции