[發明專利]油田應用中的鐵硫化物移除

有效

• 申請號: 201880034132.2
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN110662818B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 陳濤;王齊偉;化權·弗蘭克·張
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: C09K8/528
• 分類號: C09K8/528;C09K8/532;C09K8/54
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李博;柳春琦

將在碳素鋼管上的鐵硫化物溶解以得到螯合鐵通過用包含鐵螯合劑和添加劑的組合物處理碳素鋼管實現。添加劑包括氧化劑和堿中的至少一種。鐵螯合劑與添加劑的重量比在50:1至5:1的重量范圍內。

優先權要求

本申請要求2017年5月26日提交的美國專利申請號62/511,765的優先權，其全部內容通過引用結合于此。

技術領域

本文涉及用于緩解油田應用中、尤其是酸氣井中的碳素鋼管的腐蝕和在碳素鋼管上的表面結垢沉積的方法。

背景

在油氣行業中，尤其是在酸氣井中，在碳素鋼管上的鐵硫化物沉積是持續存在的問題。由于腐蝕而從碳素鋼管釋放的鐵離子與酸氣中的硫化氫反應，在管中形成鐵硫化物沉積物，影響井的供應能力，干擾井的監視，并且限制井的干預。可以用濃鹽酸移除具有低硫含量(例如，鐵與硫的重量比在0.75至1.25的范圍內)的鐵硫化物沉積物。然而，濃鹽酸的使用在除垢期間腐蝕生產管柱和套管并且導致在應用期間產生硫化氫、有毒氣體和潛在危害。備選的除垢劑用起來腐蝕性較低并且較安全，但是得到比濃鹽酸差的結果。

概述

在第一總體方面，用于溶解鐵硫化物的組合物包含鐵螯合劑和添加劑。添加劑包括氧化劑、堿或二者。

在第二總體方面，處理地下地層中的碳素鋼管包括向碳素鋼管提供包含鐵螯合劑和添加劑的組合物，使碳素鋼管與組合物接觸一段時間長度，和用組合物將在碳素鋼管上的鐵硫化物溶解以得到螯合鐵。添加劑包括氧化劑和堿中的至少一種。

第一或第二總體方面的實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。

在一些實施方式中，組合物中的鐵螯合劑的濃度在10重量％至80重量％的范圍內。

添加劑可以包括氧化劑。組合物中的氧化劑的濃度通常在0.05重量％至15重量％的范圍內。氧化劑可以包括以下各項中的至少一種：高錳酸鉀、硝酸銨、硝酸鈉、溴酸鈉、次氯酸鈉、亞硝酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨和碘。

添加劑可以包括堿。組合物中的堿的濃度通常在1重量％至60重量％的范圍內。堿可以包括強堿、中強堿或弱堿。強堿的實例包括氫氧化鉀和氫氧化鈉。中強堿的實例包括碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸銨和碳酸氫銨。

鐵螯合劑可以包括以下各項中的至少一種：乙二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、谷氨酸二乙酸四鈉、四(羥甲基)硫酸鏻、次氨基三乙酸、檸檬酸鹽和焦磷酸鹽。

組合物不含鹽酸。

組合物的pH在3至14的范圍內。

第二總體方面的實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。

將鐵硫化物溶解通常不導致形成硫化氫。將鐵硫化物溶解通常包括將5重量％至100重量％百分比的鐵硫化物溶解。該時間長度通常在4小時至72小時的范圍內。在該時間長度之后，碳素鋼管的腐蝕小于0.05磅/英尺²。在該時間長度之后，可以從地下地層移除組合物。

所描述的實施方案有利地在不產生硫化氫的情況下將碳素鋼管中的鐵硫化物表面污垢。此外，與由濃鹽酸造成的碳素鋼管的腐蝕相比，碳素鋼管的腐蝕減少。此外，在不存在與用濃鹽酸處理相伴的硫化氫生成的情況下，降低了運行成本，并且通過減少碳素鋼的腐蝕并且因此提高碳素鋼的耐久性而降低了資本支出。

附圖簡述

圖1描繪了用于溶解地下地層中的碳素鋼管中的鐵硫化物的一種示例性系統。

圖2是示出在用于溶解地下地層中的碳素鋼管中的鐵硫化物的第一示例性過程中的操作的流程圖。

圖3示出了關于鹽酸和多種溶解劑(dissolver)組合物的鐵硫化物溶解。