專利名稱：用于提高完井液密度且作為高溫且易于使用的石油和天然氣工業(yè)用完井液的專門配制的 ...的制作方法
技術領域：
專門配制的磷酸鹽組合物(將在發(fā)明內(nèi)容部分詳述)將滿足石油和天然氣勘探 和油井維護的需求。該鹽將作為壓井液、修井液、封隔液而在密度高達1. 85的高密度石油 和天然氣井中發(fā)揮作用，由此可以取代通常使用的諸如NaCl、KCl、CaCl2, NaBr, KBr, KF和 CaBr2的液體。該鹽組合物還會解決其不足，例如在曠野易于混合的能力和提高當前使用的 完井液的密度的能力。
背景技術：
在石油和天然氣工業(yè)中，人們一直使用某些鹽液體作為壓井液(在探井中用于控 制地層壓力的液體)、完井液(在探井中的用于完善鉆進作業(yè)的液體)、修井液(用于維持 并保養(yǎng)生產(chǎn)井的液體)。根據(jù)所需密度調(diào)整鹽的類型。對于較低的密度，使用基于氯化物的 鹽，對于較高的密度，則使用基于溴化物的鹽。例如，如果地層所需密度僅為1.20，則使用 NaCl。如果所需密度為1. 40，則使用CaCl2。如果所需密度高達1. 50，則使用NaBr，或者如 果所需密度高達1. 80，則使用CaBr2。為了避免井下地層中的沉淀或鈣堵塞，除了密度的要求外，良好的壓井液、完井 液或修井液必須不包含任何鈣或重晶石。這些液體還必須能夠在非常高的溫度(高達 400-450華氏度)下工作，并具有一定的粘度值，這有助于清除地層中的碎片和污垢的能 力。良好的壓井液、完井液或修井液的其它重要方面是腐蝕速度低。要求的密度越高， 地層溫度越高，腐蝕速度就越高。不利的是，含有溴化物鹽(尤其是ZnBr2)的高密度完井 液由于PH較低(ρΗ = 0-1)而具有非常高的腐蝕速度。結(jié)合高溫(高達450華氏度)，腐蝕 速度將顯著提高，并必定破壞所有鋼鉆管和套管。專門配制的磷酸鹽具有作為石油和天然氣工業(yè)的良好壓井液、完井液和修井液的 一些有利性質(zhì)。該鹽的密度高達1. 85，能夠在高達450華氏度的極高的地層溫度下發(fā)揮非 常好的性能并具有9-10的有利pH，具有有利于石油和天然氣勘探的粘度，且腐蝕速度低。 由于具有上述性質(zhì)，該磷酸鹽能夠用于代替并取代從NaCl、KCl、NaBr、KBr到CaBr2的常規(guī) 完井液。由于該磷酸鹽僅由基于植物肥料的成分組成，這種特殊的磷酸鹽對于耕地是安全 的，由此在環(huán)境安全性方面勝過基于溴化物和氯化物的完井液。不幸的是，在專門配制的磷酸鹽的這些有利優(yōu)勢之外，該鹽還具有幾點不足。問題 之一是該鹽難以混合和生產(chǎn)。根據(jù)本申請人的專利ID 0 020 318，為了獲得高密度，尤其 是大于1. 80的密度，操作人員必須維持高達130攝氏度的極熱的混合溫度。這種危險條件 當然不利于野外實施。唯一的可能性是在裝配有反應室和為該反應準備的設備和冷卻設備 (為了加快整個過程)的工廠混合所述磷酸鹽。終產(chǎn)物當然以液體形式運送。當為液體形 式時，操作人員在需要時將難以在野外提高密度。不可能通過加入新的液體完井液來獲得 完井液的最大密度。本專利的發(fā)明會解決上述不足。該磷酸鹽的組合物和原料已被改進成新配方，其能夠解決上述不足同時維持該獨特磷酸鹽的優(yōu)點。有幾個與用于石油和天然氣用途的磷酸鹽相關的現(xiàn)有專利，例如美國專利 4，967，838，其要求保護DKP (K2HPO4) +六價鉻作為腐蝕抑制劑的應用。該專利要求保護較低 密度的完井液，不幸的是利用DKP時，鹽溶液的pH約為11，該pH太偏堿性且比使用常規(guī)至 弱堿性PH的鹽溶液更具腐蝕性。美國專利1，967，838也要求保護最高密度為14. Ippg(比 重=1.69)的DKP的應用。本申請人之前的印度尼西亞專利ID 0 020 318通過利用最理 想的高混合溫度和工作條件已經(jīng)將專門配制的磷酸鹽的最高密度優(yōu)化至高達15. 4ppg(比 重=1.85)。不幸的是，上述所有專利都沒有克服以上列出的磷酸鹽的不足。發(fā)明概述本發(fā)明基于介于磷酸二氫鉀(KH2PO4)和磷酸氫二鉀(K2HPO4)之間的特定磷酸鹽組 合物。所得產(chǎn)物對于用于石油和天然氣應用會具有優(yōu)于單獨的磷酸二氫鉀或磷酸氫二鉀的 一些優(yōu)勢。此外，該配方能夠克服當前用在石油和天然氣井勘探的完井作業(yè)和壓井作業(yè)中的 磷酸鹽的不足。發(fā)明詳述本發(fā)明的磷酸鹽組合物介于以下可商購磷酸鹽之間-磷酸二氫鉀/KH2PO4,和-磷酸氫二鉀/K2HPO4其中，針對石油和天然氣工業(yè)的相關應用，鉀(K)與磷(P)的原子質(zhì)量間的組成比 例為1.3 1的磷酸二氫鉀/KH2PO4具有以下性能-最大比重/SG:1· 15-在結(jié)晶點的pH為4.5-4. 8其中，針對石油和天然氣工業(yè)的相關應用，鉀(K)與磷(P)的原子質(zhì)量間的組成比 例為2. 516 1的磷酸氫二鉀/K2HPO4具有以下性能-最大比重/SG:1. 73-在結(jié)晶點的pH為10.9-11. 2根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的磷酸鹽在以下特性方面優(yōu)于上述兩種可商購磷酸鹽-最大比重/SG:1.86-pH 為 9. 5-10. 2。如本文所述，除了這些優(yōu)勢外，本發(fā)明的磷酸鹽還克服了對高混合溫度的需要。最 佳反應的最小混合溫度僅為約38-40攝氏度，這遠低于本申請人的專利ID 0 020 318的高 達130攝氏度的混合溫度。由于這種低混合溫度的需求，現(xiàn)在可以在野外罐中以最低監(jiān)管 安全地直接混合并產(chǎn)生該鹽。此外，由于對作為稀釋劑的水的最低需求或者反應無需水，現(xiàn) 在可以使用該鹽以提高已在野外使用的壓井液和完井液的濃度和比重。配方的實例1. H2O 30gr磷酸氫二鉀70gr_+ SG :1. 73，pH 10. 93，發(fā)生結(jié)晶
[004權(quán)利要求
1.專門配制的磷酸鹽組合物，其用于提高完井液的密度/比重，并且作為石油和天然 氣工業(yè)中的壓井液，所述鹽介于磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀之間，且基于以下反應制備 一種或多種磷酸鹽和KOH 一種或多種磷酸鹽和H3PO4 有或無稀釋劑/溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物，其中，鉀⑷和磷⑵的原子質(zhì)量間 的組成比例為1. 31-2. 50 1。
3.如權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物，其中，用作混合用基料的磷酸鹽是 磷酸氫二鉀和/或磷酸二氫鉀。
4.如權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物，其中，所述稀釋劑/溶劑是水。
5.如權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物，其中，混合過程中，在1個大氣壓下 的工作溫度為35攝氏度-130攝氏度之間的溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物，其中，溶液的PH為9.0-10. 8。
7.如權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物，其中，溶液的密度(比重/SG)為 1. 74-1. 86。
8.權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物在石油和天然氣工業(yè)中用于提高現(xiàn)有 完井液的比重的應用。
9.權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物在石油和天然氣工業(yè)中用作修井液、壓 井液、完井液的應用。
10.權(quán)利要求1所述的專門配制的磷酸鹽組合物在石油和天然氣工業(yè)中用作鉆井液、 封隔液的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及專門配制的磷酸鹽組合物，其用于石油和天然氣工業(yè)應用。該鹽具有石油和天然氣工業(yè)用于完井液和壓井液所需的性質(zhì)，例如高達1.85的高密度、低腐蝕性、穩(wěn)定且能夠經(jīng)受來自地層的干擾、不沉淀、具有緩沖pH的能力且還能夠解決其不足，在曠野中易于混合，并具有提高現(xiàn)有完井液密度的能力。
文檔編號C09K8/48GK102131888SQ200980132816
公開日2011年7月20日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者亨德拉·布迪姆安 申請人:Pt綠科印度尼西亞公司