DD234897A1

DD234897A1 - Verfahren zum wasseraustrag aus gasbohrungen und zum korrosionsschutz

Info

Publication number: DD234897A1
Application number: DD27209584A
Authority: DD
Inventors: Ludwig Krossner
Original assignee: Gommern Erdoel Erdgas
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-04-16
Also published as: DD234897B1

Abstract

Ein Verfahren zur Aktivierung des Wasseraustrags aus Gasbohrungen und zum Korrosionsschutz von Foerderanlagen wurde entwickelt. Das Verfahren ist besonders geeignet fuer die Foerderung aus druckschwachen Speichern mit erhoehtem Wasserzufluss. Mittels einfacher Technologien werden ueber Druckschleusen feste Gemische in Form von Stangen, Kugeln bzw. Zylindern, bestehend aus Korrosionsinhibitoren, Schaeumern und Beschwerungsmitteln, eingebracht. Diese Gemische sinken durch die Gas- und Wassersaeule der behandelten Gasbohrungen, loesen sich auf bzw. dispergieren in den fluessigen Foerdermedien. Es bilden sich stabile Schaeume, die durch den Gasdruck leicht aus den druckschwachen Gasbohrungen ausgetragen werden koennen. Auf der inneren Oberflaeche der Foerderanlagen werden stabile Filme, bestehend aus den Molekuelen der Korrosionsinhibitoren sorbiert.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Förderung gasförmiger Medien aus unterirdischen Hohlräumen. Sie betrifft den Korrosionsschutz der Erdgasförderanlagen sowie den Austrag von Wasser aus Gasbohrungen. Die Anwendung der Erfindung ist möglich in allen Gasbohrungen, aus denen neben der Gasphase auch Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser, gefördert werden. Sie ist besonders zweckmäßig in Sonden mit erhöhtem Wasserfluß.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren zum Schutz der unterirdischen Ausrüstungen von Gas- und Gaskondensatfördersonden vor dem Korrosionsangriff der Fördermedien sowie Verfahren zum Austrag von Kondens- und Schichtwasser von der Sohle der Sonde bis in das Obertagesystem der Aufbereitung der Förderprodukte bekannt. Dabei werden in Abhängigkeit von den technischen Möglichkeiten Inhibitoren in fester oder flüssiger Form entsprechend über Ring- bzw. Steigraum oder nur in den Steigraum eingebracht.

Beim Korrosionsschutz benetzt der flüssige Inhibitor die Rohroberfläche direkt oder wird von der Sohle aus mit dem aufsteigenden Gasstrom verwirbelt oder löst sich im Wasser bzw. dispergiert im Wasser und benetzt als wäßrige Lösung, die verwirbelt im Gasstrom mit ausgetragen wird, die zu schützende Oberfläche der Rohre und Ausrüstungen.

Es ist bekannt, daß zur Gewährleistung des Wasseraustrages Schäumer in Gasbohrungen dosiert werden. Dazu sind aufwendige Hochdruckdosierstationen erforderlich. In Gasbohrungen, die mit Produktionspackern installiert sind, erfolgt die Dosierung über Injektionsventile.

Die Korrosionsinhibitoren und Schäumerwerden unabhängig voneinander periodisch in die Gasbohrungen eindosiert. Die bekannten technischen Lösungen haben den Nachteil:

- daß eine komplexe Wirkung zum gleichzeitigen Schutz der unterirdischen Ausrüstung vor Korrosion und zum Austrag des sich an der Sohle der Gasbohrung ansammelnden Kondens- und Lagerstättenwassers nicht gegeben ist und

- daß im Falle der Flüssiginhibierung in den Ringraum, wenn der Wasserspiegel in der Fördersonde über dem Rohrschuh der Steigrohre steht, der Korrosionsschutz und das Verschäumen des an der Sohle angesammelten Wassers ungenügend oder gar nicht gewährleistet ist,

- daß bei einer hohen Flüssigkeitssäule an Schicht- oder Kondenswasser in der Gasbohrung der Korrosionsinhibitor nicht in ausreichender Konzentration bis zur Sohle gebracht werden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, bei dessen Einsatz eine komplexe Lösung des Korrosionsschutzes von Rohrleitungen in Gaskondensat- und Erdgasfördersonden mit Wasserzufluß durch Verschäumen des zufließenden Wassers bei gleichzeitigem Wasseraustrag von der Sohle der Fördersonde erreicht wird.

Wesen der Erfindung

Die Erfindung ist charakterisiert durch das Einbringen von bekannten Chemikalien als Korrosionsinhibitoren in Mischung mit Schäumern und Beschwerungsmitteln in Gasbohrungen. Die Mischung aus Korrosionsinhibitoren, Schäumern und Beschwerungsmitteln werden erfindungsgemäß so optimiert, daß sie mittels einfacher Verfahren über Druckschleusen in Form von Stangen, Kugeln, Zylindern in Gasbohrungen eingeschleust werden können.

Die eingeschleusten festen Mischungen sinken durch die Gas- und Flüssigkeitssäule in den Gasbohrungen, dabei lösen sich die festen Mischungen langsam auf bzw. werden in der Flüssigkeit dispergiert.

Durch die oberflächenaktiven Stoffe mit ausgeprägter Schaumbildungstendenz entsteht bei der Förderung in den Gasbohrungen ein Schaum, bestehend aus Erdgas und den flüssigen Fördermedien. Dieser Schaum hat ein geringes spezifisches Gewicht, er wird mit dem Erdgas aus den Bohrungen ausgetragen.

Durch den Fiüssigkeitsaustrag steigt der Kopfdruck der Gasbohrungen an, dadurch ist es möglich, die Förderleistung zu erhöhen, bzw. Sonden, die durch den hydrostatischen Druck der Gassäule blockiert werden, in Förderung zu nehmen. Die bis zur Sondensohle eingebrachten Korrosionsinhibitoren gewährleisten einen effektiven Schutz der mit Naßgas beaufschlagten Förderanlagen.

Die Mischungen von Schäumern, Korrosionsinhibitoren und Beschwerungsmitteln werden erfindungsgemäß so optimiert, daß sich synergistische Wjrkungen sowohl für die Verschäumung von flüssigen Fördermedien wie Erdgas, als auch für die Korrosionsschutzwirksamkeit ergeben.

Als Korrosionsinhibitoren werden bekannte Verbindungen, wie Z₁. B. aliphatische primäre und sekundäre Amine, Karbonsäuresalze dieser Amine bzw. deren Salze sowie Ethylenoxidderivate mit folgenden Strukturen verwendet:

R-NH,

O - C -

ίί

R=- (CH₂)_n - CH₃ η = 5 - 20

R₁ = - (CH₂)_n η = 5 - 20

R₂ = - (CH₂)_n η = 1 - 12

= - (CH₂)_n -η s 5 - 20

oder - - <^CVn * ^CH3 η = 1 - 18

R₂ =- (CH₂)_n - CH = CH - (CH₂)_m

R₁-MB- (CH₂)₂ η s 1 - 16; m = 1 -

_Q - CH₃

XV₁ — ruj.₂ - (CHg)₂ - AHiio

η = 5 - 20

- 0 - C - (CH₂)_n - CH₃

Ό η = 5 - 20

! 2-

= - (CH₂)_n - CH₃

η = 5 - 20

NE-3 ι

- O - C	(CH₂	Uli, C	-	^n ^{r CH}	= CH
O	= 5	<	-	1 OTT - CH₃	3J₂
O	- 1		20
η	= 1	16
m	12

(6)

R-NH-

(7)

m = 5 - 20 η = 2 - 20

H-NH- C₂H₄ - NH - (CH₂ -

(8)

R = - (CH₂)_m -

m s 5 - 20 η = 2 -__ 20

Als Schäumer werden erfindungsgemäß folgende oberflächenaktive Stoffe eingesetzt. - Komponente 8

R -

Ü C

CH,

H-CH,

CH,

OH

CH₃SO₄"

=- (CH₂)_n - CH₃ η s 10 - 17

oder

R =

CH,

R-N

CH,

R-N

(CH₂	- CH₂ - 0)_ffi	i,	H	m ss 2	CH₃
(CH₂	- (H₂O)_n H		η s 2	- 6
			= (CH₂)₀	- 6
			C	- CH
	R	) = 11	- 17

- SO,

CH.

CH

R-O (CH₂- CH₂O)_n H

,so,

η =r 20 -

R = (CH₂)_m - CH₃

m = 7 -

- (CH₂CH₂O)_n H

η s 20 R=- (CH₂)_m - CH₃πι = 5 -(10)

(11)

(12)

(13)

- NH

R = (CH₂)_n - CH₃

η = 7 -

X as Cl; Br; J (14)

Zur Vermeidung von erosiven Belastungen werden lösliche Beschwerungsmittel eingesetzt - Komponente C Vorzugsweise sind für die Erfüllung des erfindungsgemäßen Zwecks die Halogenide und Sulfate der Alkalien und Erdalkalien geeignet.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Applikation von festen Gemischen, bestehend aus:

- Korrosionsinhibitoren der chemischen Zusammensetzung entsprechend den Formeln 1-8 (Komponente A) in Gewichtsanteiien von 1 -25 %

- Schäumern der chemischen Zusammensetzung entsprechend Formel 9-14 (Komponente B) in Gewichtsanteilen von 5-99%

- Beschwerungsmitteln (Komponente C) bestehend aus Alkali- bzw. Erdalkali-halogeniden oder -sulfaten in Gewichtsanteilen von 0-94%

in Gasbohrungen mit dem Ziel der Gewährleistung des Austrages von Flüssigkeiten aus den Gasbohrungen und eines hocheffektiven Korrosionsschutzes der Förderanlagen.

Die Mischung der Komponenten A, B, C werden mittels einfacher Technologien eingebracht.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie in Gasbohrungen mit Produktionspacker-Installation ohne aufwendige untertägige Injektionseinrichtungen den Flüssigkeitsaustrag aus den Gasbohrungen und den Korrosionsschutz bis zur Sohle gewährleisten.

Zur Erhöhung der Festigkeit kann den Gemischen aus Korrosionsinhibitoren, Schäumern, Beschwerungsmitteln als Kleber Sentonit bzw. Carboxidmethyizellulose zugesetzt werden.

Ausführungsbeispiele

Es werden Gemische aus Korrosionsinhibitoren, Schäumern und Beschwerungsmitteln hergestellt.

Diese Gemische werden mit hydraulischen Pressen zu Stangen konfektioniert. Die Stangen haben folgende Parameter:

- Durchmesser 40 mm

- Länge 120-140 mm

- Masse 250-300 g

- Dichte 1,6-1,8 g/cm³

Der Einsatz der Stangen erfolgt in einer Gasbohrung. Für den Versuch wurde eine Gasbohrung ausgewählt, die nicht mehr das anfallende Wasser mit dem Förderstrom austrug. Die Versuchsbohrung blockierte sich durch den ständig wachsenden Wasserspiegel. Die konfektionierten Stangen wurden über eine Druckschleuse in die Eruptionsarmatur geschleust. Von dort fielen sie in die Steigleitung der Gasbohrung. In dem in der Gasbohrung stehenden Wasser lösten sich die Stangen auf bzw. wurden dispergiert. Nach einer Wartezeit von 30 Minuten konnte die Gasbohrung in Förderung genommen werden und erreichte innerhalb kurzer Zeit die geplante Förderleistung. An der ausgewählten Gasbohrung wurden 2 Versuche mit verschiedenen Gemischen durchgeführt.

Ausführungsbeispiel 1

Verwendet wurden Stangen mit folgender Zusammensetzung:

- 16 Gewichtsprozent der Komponente A, bestehend aus den Verbindungen 1 und 3 im Gewichtsverhältnis 1:1

- 4 Gewichtsprozent der Komponente B, bestehend aus der Verbindung

- 80 Gewichtsprozent der Komponente C, bestehend aus Natriumchlorid

Von dem erfindungsgemäßen Gemisch wurden 5 kg über die Druckschleuse eingebracht. Ergebnis:

140 Stunden gleichmäßiger Wasseraustrag, keine Prduktionsstörungen in den Erdgasaufbereitungsanlagen. Korrosionsschutzrate gleich 60%.

Ausführungsbeispiel 2

Verwendet wurden Stangen mit folgender Zusammensetzung:

- 12 Gewichtsprozent der Komponente A, bestehend aus den Verbindungen 1 und

- 80 Gewichtsprozent der Komponente C, bestehend aus Natriumchlorid

- 8 Gewichtsprozent der Komponente B, bestehend aus Verbindung

Von dem Gemisch wurden 6 kg durch die Druckschleuse in die Gasbohrung eingebracht.

Ergebnis:

164 Stunden gleichmäßiger Wasseraustrag, keine Produktionsstörung in den Erdgasaufbereitungsanlagen.

Korrosionsschutzrate 55%.

Claims

-ι- 720 95

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Wasseraustrag aus Gasbohrungen und zum Korrosionsschutz, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gasbohrungen über Druckschleusen feste Gemische in Form von Stangen, Kugeln, Zylindern, bestehend aus 1—15% Korrosionsinhibitoren, 5—99% Schäumern und 0—94% Beschwerungsmitteln eingebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrosionsinhibitoren primäre und sekundäre aliphatische Amine, Carbonsäuresalze und die Ethylenoxidderivate der Mono- und Diamine in Mischung mit Schäumern, bestehend aus speziellen Imidazolinsalzen, quartären Aminosalzen, ethoxylierten Fettalkoholen und Alkylphenolen sowie Alkylperydiniumhalogeniden eingesetzt werden, wobei von den Korrosionsinhibitoren und Schäumern einzelne Stoffe und Gemische der genannten Stoffgruppen verwendet werden können und die Dichte der Gemische aus Schäumern und Korrosionsinhibitoren durch den Einsatz von Alkali- und Erdalkali-halogeniden bzw. -Sulfaten eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemische aus Korrosionsinhibitoren, Schäumern und Beschwerdemitteln mit Bentonit bzw. Carboximethylzellulose gebunden werden.