DE69821665T2

DE69821665T2 - Method for preventing metal deposition and oil or gas drilling with electrical contact means

Info

Publication number: DE69821665T2
Application number: DE69821665T
Authority: DE
Inventors: Richard Keatch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2018-04-02
Also published as: ATE260351T1; DE69821665D1; ATE259889T1; DE69821821D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern oder Unterdrücken einer Abscheidung von Metall oder von Mineralien auf Metalloberflächen und insbesondere Metalloberflächen in einem Öl- oder Gasbohrloch.The The invention relates to a method for preventing or suppressing a Deposition of metal or minerals on metal surfaces and in particular metal surfaces in an oil or gas well.

In den Poren eines durchlässigen Speichergesteins vorhandenes Wasser kann erhöhte Gehalte an radioaktiven Metallen, wie Proactinium, Thorium, Radium, Radon, Polonium, Wismut, Actinium, Thallium und Blei, enthalten. Diese radioaktiven Metalle rühren von dem natürlichen Zerfall von Uranium-238 und Thorium-232, die manchmal in Ölspeichergestein-Formationen vorhanden sind, her. Von besonderer Signifikanz in einem Ölfeld sind Radium 226- und Blei 210-Isotope, die zu der Verunreinigung der Metalloberflächen der Anlagen und der Rohrleitungen, die an der Verarbeitung beteiligt sind, führen können.In the pores of a permeable Storage rock water can increase levels of radioactive Metals, such as proactinium, thorium, radium, radon, polonium, bismuth, Actinium, thallium and lead. These radioactive metals come from the natural Decay of Uranium-238 and Thorium-232, which sometimes exist in oil storage rock formations are, forth. Radium 226 and are of particular significance in an oil field Lead 210 isotopes leading to the contamination of the metal surfaces of the Equipment and the pipelines involved in the processing are able to lead.

Weiterhin können Mineralablagerungen bzw. die Abscheidung von mineralischen Belägen auf Oberflächen (wie auf den Oberflächen eines Ölbohrers) als Ergebnis der Ausfällung von in Wasser unlöslichen Salzen auftreten. Diese können durch Vermischen des unverträglichen fossilen Wassers, das in den Poren des Speichergesteins vorhanden ist, mit Injektionswasser, wie Meerwasser, gebildet worden sein. Das fossile Wasser kann beispielsweise an Calcium-, Barium- und Strontiumionen reich sein und es kann beim Vermischen mit sulfatreichem Meerwasser Sulfatablagerungen bilden. Die Abscheidung von Materialien auf Oberflächen kann auch zu Produktionsschäden aufgrund der Bildung von Strömungseinschränkungen führen und es besteht daher im Allgemeinen das Bedürfnis dahingehend, Verfahren zu entwickeln, die dazu imstande sind, die Bildung von solchen Abscheidungen zu verhindern:Farther can Mineral deposits or the deposition of mineral deposits on surfaces (such as on the surfaces an oil drill) as a result of the precipitation of insoluble in water Salting occurs. these can by mixing the incompatible fossil water present in the pores of the storage rock has been formed with injection water such as sea water. The fossil water can, for example, calcium, barium and Strontium ions can be rich and it can when mixed with sulfate-rich Sea water form sulfate deposits. The deposition of materials on surfaces can also cause production damage due to the formation of flow restrictions to lead and therefore there is generally a need for methods to develop who are able to form such deposits to prevent:

Wenn Öl oder Gas aus Öl- oder Gasfeldern gewonnen wird, dann ist es im Allgemeinen erforderlich, eine gewisse Strecke in den Boden einzubohren um Zugang zu dem Reservoir des Gases oder des Öls zu erhalten. Das Bohren erzeugt ein Bohrloch, das eine Länge von mehreren tausend Fuß haben kann. Nach dem Bohren wird das Bohrloch durch Einsetzen von Verkleidungsrohren, um eine Verkleidung zu bilden, vervollständigt. Die Vervollständigung des Bohrlochs kann mehrere Abschnitte von Verkleidungsrohren, die der Länge nach über die Länge des Bohrlochs miteinander verbunden sind, beinhalten. Die Verkleidungsrohre werden aus Stahl mit einem Bereich von verschiedenen metallischen Eigenschaften hergestellt. Jedoch werden sie im Allgemeinen aus Flussstahl gebildet. Es ist häufig notwendig, Verkleidungsrohre mit unterschiedlichen Durchmessern einzusetzen um Variationen des Durchmessers des Bohrlochs entlang seiner Länge zuzulassen.If oil or gas from oil or gas fields is then generally required drill a certain distance into the ground to access the reservoir of gas or oil to obtain. The drilling creates a borehole that is a length of can have several thousand feet. After drilling, the borehole is closed by inserting casing pipes, to form a cladding. The completion the borehole can have multiple sections of casing pipes that the length after over the length of the borehole are interconnected. The cladding tubes are made of steel with a range of different metallic properties manufactured. However, they are generally made from mild steel. It is common necessary, casing pipes with different diameters to be used to vary the diameter of the borehole to allow its length.

Um Flüssigkeiten und/oder Gase aus dem Reservoir zu extrahieren bzw. zu gewinnen, wird ein Förderrohr, das eine Rohrleitung bildet, in das Bohrloch eingesetzt, damit die Flüssigkeiten und/oder die Gase aus dem Reservoir gewonnen werden können. Verkleidungsrohre haben einen größeren inneren Durchmesser als die Förderrohre, durch die die Flüssigkeiten und die Gase strömen. Die Förderrohre sind gewöhnlich von der Verkleidung mittels einer Ab standsdichtungseinrichtung, bekannt als "Packer" (Dichtungsstück im Bohrgestänge), getrennt. Letztere wird im Allgemeinen aus einem Material gebildet, das dazu imstande ist, eine wirksame Verschweißung bzw. Abdichtung unter "down-hole"-Bedingungen zu bilden. Der Zwischenraum zwischen der Verkleidung und dem Rohr hat im Allgemeinen die Form eines Ringraums. Die Anzahl der Dichtungsstücke in einem Bohrloch hängt von der Komplexizität der Vervollständigung des Bohrlochs ab, doch befindet sich gewöhnlich nur ein einziges Dichtungsstück in einem Bohrloch. Die Materialien, die zu der Konstruktion des Dichtungsstücks verwendet werden, sind im Allgemeinen elastomere und elektrisch nicht-leitende Materialien.Around liquids and / or extract or extract gases from the reservoir, becomes a conveyor pipe, which forms a pipeline, inserted into the borehole so that the liquids and / or the gases can be obtained from the reservoir. cladding tubes have a larger inner diameter than the conveyor pipes, through which the liquids and the gases flow. The conveyor pipes are usually from the cladding by means of a stand-off sealing device, known as "packer" (sealing piece in the drill pipe), separated. The latter is generally formed from a material that does so is able to form an effective weld or seal under "down-hole" conditions. The space between the casing and the pipe is generally the shape of an annulus. The number of sealing pieces in one Drill hole hangs of complexity of completion the borehole, but there is usually only a single sealing piece in a borehole. The materials used to design the sealing piece are generally elastomeric and electrically non-conductive materials.

Flüssigkeiten und Gase fließen aus dem Gehäuse bzw. der Verkleidung in die verengtere Verrohrung mittels eines Endrohres, das im Bereich des Dichtungsstücks angeordnet ist. Das Endrohr ist der Endabschnitt des Förderrohrs, der durch das Dichtungsstück bzw. den Packer hervorspringt. Während dieser Verfahrensweise können sich die Bedingungen des Fließens und des Drucks verändern, so dass z. B. gelöste saure Gase, wie Kohlendioxid, aus der Lösung herauskommen können und dass sich die Alkalinität des Wassers erhöhen kann. Die Abscheidung von Metallionen auf der Oberfläche der Verrohrung kann dann aus der Lösung entweder in metallischer Form oder als kaum lösliches Salz erfolgen, wenn sich ein Kation mit einem Ion, wie einem Carbonation beispielsweise umsetzt.liquids and gases flow out of the housing or the casing in the narrower piping using a Tail pipe, which is arranged in the region of the sealing piece. The tailpipe is the end section of the conveyor pipe, through the gasket or jumps out of the packer. During this Procedure can the conditions of flow and change the pressure, so that e.g. B. solved acidic gases, such as carbon dioxide, can come out of the solution and that the alkalinity of the water increase can. The deposition of metal ions on the surface of the Piping can then be out of solution either in metallic form or as a hardly soluble salt if a cation with an ion, such as a carbonation, for example implements.

Die radioaktive Verunreinigung der Metalloberflächen (z. B. der Anlagen und der Rohre) in dem Öl-Bohrloch rührt hauptsächlich von der Anwesenheit von Radium-226- und Blei-210-Isotopen her. Das radioaktive Metall kann ein kaum lösliches Salz, wie Radiumsulfat, bilden oder sich ansonsten aus der Lösung in seiner metallischen Form abscheiden, wie es oftmals bei Blei erfolgt.The radioactive contamination of the metal surfaces (e.g. the systems and of the pipes) in the oil borehole mainly stems from the presence of radium 226 and lead 210 isotopes. The radioactive metal can be a hardly soluble Salt, such as radium sulfate, or otherwise form in solution deposit its metallic form, as is often the case with lead.

Es ist bekannt, dass die Verunreinigung der Verkleidung bzw. des Gehäuses, der Verrohrungen, der Werkzeuge und der Prozessanlagen innerhalb eines Bohrlochs durch Abscheidungen von radioaktiven Metallsalzen chemisch durch Verwendung von herkömmlichen Belaghemmenden Mitteln, wie Polycarbonsäuren oder Phosphoraten, gehemmt werden kann oder die Verunreinigung kann durch alkalische Sequestrierungsmitteln entfernt werden, wenn die radioaktive Abscheidung eine mineralische Ablagerung bzw. ein mineralischer Belag, wie von Radiumsulfat, ist. Jedoch sind solche Verfahren nur eingeschränkt verwendbar. So können sie z. B. nicht dazu eingesetzt werden um die Abscheidung von Bleimetall auf Metalloberflächen zu hemmen. Der Mechanismus der Abscheidung von Bleimetall ist derzeit noch nicht richtig aufgeklärt.It is known that contamination of the casing or casing, piping, tools and process equipment within a borehole is chemically inhibited by the deposition of radioactive metal salts by using conventional anti-scale agents such as polycarboxylic acids or phosphorates can or the contamination can be removed by alkaline sequestering agents if the radioactive deposition is a mineral deposit or a mineral coating, such as of radium sulfate. However, such methods can only be used to a limited extent. So you can z. B. not used to inhibit the deposition of lead metal on metal surfaces. The mechanism for the deposition of lead metal has not yet been properly elucidated.

Es ist jedoch erkannt worden, dass aufgrund von Veränderungen der Bedingungen des Fließens und des Drucks, die bewirken können, dass aufgelöstes saures Gas, wie Kohlendioxid, aus der Lösung herauskommt und die Alkalinität des Wassers erhöht, so dass die Abscheidung von Metallionen aus der Lösung auf der Oberfläche der Verrohrung bzw. des Rohrsystems erfolgen kann. Im Effekt bedeutet dies, dass eine elektrische Zelle gebildet wird, wobei die Verrohrung und das Gehäuse die Kathode bzw. die Anode der Zelle bilden, da sie elektrisch isoliert oder voneinander getrennt sind. Die vorliegende Erfindung baut sich auf dieser Erkenntnis auf und sie sucht die Begrenzungen der Verwendung von chemischen Maßnahmen zu überwinden, indem elektrochemische Maßnahmen zum Hemmen/Verhindern der Metallabscheidung angewendet werden.It However, it has been recognized that due to changes in the conditions of the Flowing and of pressure that can cause that dissolved acidic gas, like carbon dioxide, comes out of the solution and the alkalinity of the water increased, so that the deposition of metal ions from the solution on the surface of the Piping or the pipe system can be done. In effect means this that an electrical cell is formed, the piping and the housing form the cathode or the anode of the cell, since they are electrically insulated or from one another are separated. The present invention is based on this finding on and she looks at the limitations of using chemical activities to overcome, by electrochemical measures to inhibit / prevent metal deposition.

Die US-A-1608709 beschreibt ein Verfahren zum Verhindern der Korrosion von Bohrloch-Verrohrungen durch das Vorsehen von nicht-leitenden Abstandselementen zwischen dem Rohrsystem und dem Gehäuse oder dadurch, dass dem Rohrsystem eine metallische Buchse, die gegenüber Eisen elektropositiv ist, verliehen wird.The US-A-1608709 describes a method for preventing corrosion of borehole piping by the provision of non-conductive Spacers between the pipe system and the housing or in that the pipe system has a metallic bushing that is opposed to iron is electropositive.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Verhindern oder Hemmen bzw. Unterdrücken einer Metall- oder Mineralabscheidung auf einer Metalloberfläche in einer Vorrichtung bzw. einer Anlage, die eine erste Metalloberfläche und eine zweite Metalloberfläche, die elektrisch von der ersten Metalloberfläche getrennt ist, aufweist, mit einer Flüssigkeit, die in einem Raum, erzeugt zwischen der ersten Metalloberfläche und der zweiten Metalloberfläche, fließfähig ist, wobei die genannte Flüssigkeit eine variable Azidität, Alkalinität oder Ionenzusammensetzung hat und wobei das Verfahren den Schritt des elektrischen Inkontaktbringens der ersten Metalloberfläche mit der zweiten Metalloberfläche umfasst.According to one The first aspect of the present invention is the subject of the invention a method of preventing or inhibiting a Metal or mineral deposition on a metal surface in one Device or a system that a first metal surface and a second metal surface, which is electrically separated from the first metal surface, with a liquid, which is created in a space between the first metal surface and the second metal surface is flowable, being said liquid a variable acidity, alkalinity or ionic composition and wherein the method comprises the step the electrical contacting of the first metal surface with the second metal surface includes.

Die Erfindung ist besonders gut für die Öl- und Gasindustrie geeignet, wo die Förderung von Kohlenwasserstoffen oftmals vom Wasser begleitet ist, das z. B. natürlich vorkommende radioaktive Materialien enthält.The Invention is particularly good for the oil and Gas industry suitable where the promotion of hydrocarbons is often accompanied by water, e.g. B. of course contains occurring radioactive materials.

Vorzugsweise ist die erste Metalloberfläche das Verkleidungsrohr, das einen Teil des Bohrlochs bildet um das Gas oder das Öl aus dem Gas- oder Ölreservoir zu fördern bzw. zu extrahieren. Vorzugsweise ist die zweite Metalloberfläche die Oberfläche eines Förderrohrs, das einen Teil eines Rohrs zum Fördern von Gas oder Öl aus einem Reservoir bildet. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit Wasser, das natürlich vorkommendes radioaktives Material enthält, welches aus den Poren des permeablen Speichergesteins stammt.Preferably the first metal surface is that Casing pipe that forms part of the borehole around the gas or the oil from the gas or oil reservoir to promote or extract. Preferably the second metal surface is surface a conveyor pipe, part of a pipe for conveying of gas or oil forms from a reservoir. Preferably the liquid is Water, of course contains occurring radioactive material, which from the pores of the permeable storage rock.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Öl- oder Gas-Bohrloch, umfassend ein Verkleidungsrohr, das die Wand des Bohrlochs definiert, und ein Förderrohr, das ein Rohr für den Transport von Gas oder Öl durch das Bohrloch hindurch bildet, zur Verfügung gestellt, wobei das Verkleidungsrohr und das Förderrohr beide aus einem Metall gebildet sind, das dadurch charakterisiert ist, dass das Bohrloch weiterhin eine Einrichtung für die elektrische Kontaktierung des Verkleidungsrohres mit dem Rohrsystem umfasst.According to one second aspect of the present invention is an oil or Gas well comprising a casing pipe defining the wall of the borehole, and a conveyor pipe, that's a pipe for the transportation of gas or oil through the borehole, provided, the casing tube and the conveyor pipe both are made of a metal that characterizes them is that the borehole continues to be an electrical facility Contacting the casing pipe with the pipe system includes.

Obgleich keine Begrenzungen auf irgendwelche theoretischen Erwägungen gewünscht wird, wird doch angenommen, dass der Elektrolyt das produzierte Wasser, enthaltend die natürlich vorkommenden radioaktiven Materialien, die in den Poren des durchlässigen Speichergesteins vorliegen, ist. Die Differenz der Azidität an verschiedenen Orten innerhalb des Bohrlochs bedeutet, dass eine Potentialdifferenz zwischen dem Rohr und der Verkleidung erzeugt wird. Der Mechanismus für die Abscheidung des Metalls in diesem Fall beinhaltet daher die Redukti on von Ionen (z. B. Blei-210-Ionen) auf der Rohroberfläche, wenn diese Oberfläche durch Veränderung der Azidität des produzierten Wassers in Kontakt mit den zwei elektrisch davon getrennten Rohren kathodisch gemacht wird. Die Differenz in der Azidität der Elektrolyten in Kontakt mit dem Förderrohr und den Verkleidungsoberflächen bewirkt, dass sich eine Potentialdifferenz oder -spannung ausbildet, deren Größenordnung mit dem differentiellen pH-Wert in Beziehung steht. Der Elektrolyt ist erzeugtes Wasser und die Differenz der Azidität, die durch unterschiedliche Partialdrücke von sauren Gasen an verschiedenen Stellen bewirkt wird, kann nicht immer ausreichend sein um die Reduktion von Bleiionen zu Bleimetall zu bewirken. Es kann jedoch ein zweiter Pool des Elektrolyten vorliegen, der statisch ist und der das Rohr in der Nachbarschaft eines "Rattenlochs" kontaktiert. Das "Rattenloch" ist eine Bezeichnung, die dazu verwendet wird, den Raum in einem Bohrloch, der unterhalb der perforierten Verkleidung liegt, zu beschreiben. Es stellt eine nicht-produktive Zone dar und es neigt dazu, sich mit wässrigen Flüssigkeiten, bestehend aus beispielsweise produzierten Kochsalzlösungen, Behandlungschemikalien, wie Mineralsäuren oder Phosphorsäure-Belaghemmern oder Gemischen davon, zu füllen. Der elektrolytische Pool in dem Rattenloch kann an gelösten Salzen als Ergebnis der Abstreifung von Feuchtigkeit mit Gas aus den produzierten Kochsalzlösungen reich werden. Es kann auch aufgrund der Korrosion der Verkleidung an Eisen reich werden. Erhöhte Gehalte an gelöstem Eisen und eine erhöhte Azidität kann die Potentialdifferenz zwischen der Verkleidung und dem Rohr erhöhen, so dass die Reduktion der Bleiionen thermodynamisch günstig wird.While not wishing to be limited to any theoretical considerations, it is believed that the electrolyte is the water produced containing the naturally occurring radioactive materials present in the pores of the permeable storage rock. The difference in acidity at different locations within the borehole means that a potential difference is created between the pipe and the casing. The mechanism for the deposition of the metal in this case therefore involves the reduction of ions (e.g. lead-210 ions) on the pipe surface when this surface changes by changing the acidity of the water produced in contact with the two electrically separated ones Pipes is made cathodic. The difference in the acidity of the electrolytes in contact with the delivery pipe and the cladding surfaces causes a potential difference or voltage to develop, the magnitude of which is related to the differential pH. The electrolyte is water produced and the difference in acidity, which is caused by different partial pressures of acid gases at different points, may not always be sufficient to effect the reduction of lead ions to lead metal. However, there may be a second pool of the electrolyte which is static and which contacts the tube in the vicinity of a "rat hole". The "rat hole" is a term used to describe the space in a borehole that lies below the perforated casing. It is a non-productive zone and it tends to fill with aqueous liquids consisting of, for example, saline solutions produced, treatment chemicals such as mineral acids or phosphoric acid scale inhibitors or mixtures thereof. The electro lytic pool in the rat hole can become rich in dissolved salts as a result of stripping moisture with gas from the saline solutions produced. It can also become rich in iron due to the corrosion of the cladding. Increased levels of dissolved iron and increased acidity can increase the potential difference between the casing and the tube, so that the reduction of the lead ions is thermodynamically favorable.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu imstande, diese An einer elektrochemischen Abscheidung von Metallen oder Mineralien auf einer Metalloberfläche zu hemmen bzw. zu unterdrücken.The Process according to the present Invention is able to do this on an electrochemical deposition inhibit of metals or minerals on a metal surface or suppress.

Bei einem bevorzugten Verfahren der elektrischen Kontaktierung des Rohres mit der Verkleidung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt keine Potentialdifferenz zwischen den Oberflächen vor.at a preferred method of electrical contacting of the tube with the cladding according to one In the first aspect of the present invention there is no potential difference between the surfaces in front.

Demgemäß wird der elektrische Kontakt dadurch erhalten, dass ein Packer (der im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt hat, jedoch darin gebildet eine innere Öffnung hat) und eine äußere Kante bzw. ein äußerer Rand aus einem leitenden Material, in den Hauptkörper des Packers eingebaut, gebildet wird und zwar entweder in der Form eines elektrisch leitenden Bereichs oder in der Form einer Reihe von Bereichen, wobei die innere Öffnung und der äußere Rand bzw. die äußere Kante der Abdichtung elektrisch miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht, dass das Rohr und die Verkleidung durch den Packer elektrisch kurzgeschlossen werden können. Alternativ wird der elektrische Kontakt zwischen dem Rohr und der Verkleidung dadurch erzielt, dass der Packer als Verbundmaterial mit einem teilchenförmigen Metall als Füllstoff so konstruiert wird, dass sich die eingebetteten Metallteilchen in physikalischem Kontakt miteinander befinden.Accordingly, the electrical contact by a packer (which is essentially a has a cylindrical shape, but has an inner opening formed therein) and an outer edge or an outer edge made of a conductive material built into the main body of the packer, is formed either in the form of an electrically conductive Area or in the form of a series of areas, the inner opening and the outer edge or the outer edge the seal are electrically connected. This enables that the packer electrically shorted the pipe and the casing can be. Alternatively, the electrical contact between the tube and the Cladding achieved by using the packer as a composite material with a particulate Metal as a filler is constructed so that the embedded metal particles are in physical contact with each other.

Andere Anordnungen die es gestatten, dass ein Strom von dem Rohr zu der Verkleidung strömt, können gleichfalls zur Anwendung kommen. Um beispielsweise die Veränderung des Packers von einem herkömmlichen Packer zu vermeiden, kann die Stufe der elektrischen Verbindung des Rohrs mit der Verkleidung die Einführung eines leitenden Materials in den Raum umfassen, der zwischen dem Rohr und der Verkleidung ausgebildet ist, so dass das leitende Material sowohl das Rohr als auch die Verkleidung kontaktieren kann. Vorzugsweise können feste Metallklumpen mit beliebiger geometrischer Gestalt und Größe eingesetzt werden. Solche Metallklumpen können in das Bohrloch eingeführt werden und sie können in dem Raum, der zwischen dem Rohr und der Verkleidung gebildet worden ist, frei herabfallen und sich eventuell an der Oberseite des Packers ansammeln und eine leitende Überbrückung zwischen dem Rohr und der Verkleidung bilden. Vorzugsweise umfassen die festen Klumpen des Metalls im Wesentlichen kugelförmige Stahlkugeln. Die Verwendung einer genügenden Anzahl der Metallkugeln bewirkt, dass die Zelle, die durch den Stromfluss unter normalen Bedingungen des Bohrlochs gebildet worden ist, kurzgeschlossen wird.Other Arrangements that allow flow from the pipe to the Cladding flows, too come into use. For example, changing the packer from a conventional one Avoiding packers can reduce the level of electrical connection of the pipe with the casing introducing a conductive material include in the space between the pipe and the casing is formed so that the conductive material both the tube and can also contact the panel. Preferably fixed Lumps of metal of any geometric shape and size are used become. Such lumps of metal can inserted into the borehole become and they can in the space that is formed between the pipe and the casing has been falling freely and possibly on top of the packer and a conductive bridge between the pipe and form the panel. Preferably the solid clumps comprise of the metal is essentially spherical steel balls. The usage one sufficient Number of metal balls causes the cell to flow through the current has been formed under normal conditions of the borehole becomes.

Alternativ kann ein Rohr mit einer unterschiedlichen Metallurgie gegenüber der Verkleidung vorgesehen werden, so dass anstelle einer kathodischen Oberfläche auf dem Rohr eine anodische Oberfläche oder eine neutrale Oberfläche erzeugt wird. So kann z. B. Edelstahl dazu verwendet werden um das Förderrohr herzustellen, während die Verkleidungsrohre aus Flussstahl gebildet werden können.alternative can a pipe with a different metallurgy compared to the Cladding is provided so that instead of a cathodic one surface an anodic surface or a neutral surface is created on the tube. So z. B. stainless steel can be used around the conveyor pipe manufacture while the cladding tubes can be made from mild steel.

Das Potential der verschiedenen Oberflächen, die beim Öl-, Gas- und Wassertransport und bei den entsprechenden Verarbeitungsvorgängen beteiligt sind, kann künstlicherweise dadurch kontrolliert werden, dass diesen Oberflächen mittels einer Energiequelle oder eines Metalls mit einer unterschiedlichen Elektronegativität eine elektrische Spannung verliehen wird.The Potential of the various surfaces used in oil, gas and water transport and involved in the corresponding processing operations are artificially be controlled by using an energy source or a metal with a different electronegativity an electrical voltage is awarded.

Eine alternative Methode zur Beeinflussung des Potentials der Oberflächen der Verkleidung und des Förderrohrs besteht darin, einen Elektrolyten in das Rattenloch und/oder den Kreisring der Packeinrichtung einzuführen, indem die darin vorliegenden Flüssigkeiten durch Lösungen mit höherer Dichte oder löslichen festen Chemikalien beispielsweise verdrängt bzw. ersetzt werden. Das Elektrolytsystem kann so ausgestaltet werden, dass die verschiedenen Oberflächen, wie es zweckmäßig ist, zueinander kathodisch, anodisch oder neutral gemacht werden. Die ausgewählte Methode wird von einer Anzahl von Faktoren abhängen, muss aber auch die Korrosion und die Freisetzung von Gasen, wie beispielsweise von Wasserstoff, in Betracht ziehen.A alternative method for influencing the potential of the surfaces of the Cladding and the delivery pipe consists of an electrolyte in the rat hole and / or the Introduce the annulus of the packing device by the liquids present therein through solutions with higher Dense or soluble solid chemicals, for example, are displaced or replaced. The Electrolyte system can be designed so that the different Surfaces, how it is appropriate are made cathodic, anodic or neutral to one another. The selected Method will depend on a number of factors, but must also include corrosion and the release of gases, such as hydrogen, in To consider.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann es von Vorteil sein, eine anodische und eine kathodische Oberfläche anzuordnen, anstelle dass die Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche auf Null verringert wird. Die Anordnung von anodischen und kathodischen Oberflächen kann einen Effekt auf die Bildung von mineralischen Abscheidungen bzw. Belägen auf den Oberflächen haben.According to one alternative embodiment of the Invention, it can be advantageous to use an anodic and a cathodic surface to be arranged instead of the potential difference between the first and the second surface is reduced to zero. The arrangement of anodic and cathodic surfaces can have an effect on the formation of mineral deposits or coverings on the surfaces to have.

Es kann daher zweckmäßig sein, eine anodische Oberfläche anzubringen um dazu beizutragen bzw. zu helfen, dass die Bildung von bestimmten mineralischen Belägen, wie von Bariumsulfat und von Calciumcarbonat, verhindert oder gehemmt wird. Dies kann die Form eines Überzugs auf den Oberflächen, z. B. eines Überzugs eines geringfügig löslichen schuppenförmigen Inhibitors, aufgeschichtet auf die Oberfläche durch eine geeignete Auswahl des Elektrolyts, einnehmen.It may therefore be appropriate to apply an anodic surface to help or to help prevent or inhibit the formation of certain mineral deposits, such as barium sulfate and calcium carbonate. This can take the form of a coating on the surfaces, e.g. B. a coating of a slightly soluble scale-like inhibitor, layered on the surface by a suitable choice of the electrolyte.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung dazu eingesetzt werden um Überzüge zu bilden, die Hemmeigenschaften gegenüber Abscheidungen (z. B. Kesselstein) und korrosionshemmende Eigenschaften haben. Ein Beispiel eines Korrosionsinhibitors ist Fe₂O₃. Das erforderliche Potential hängt von der Wasserchemie des Elektrolyten mit Einschluss von solchen Faktoren, wie dem pH-Wert, der Ionenzusammensetzung und der Metallurgie der Oberflächen aller Rohre und/oder der die Prozessanlage bildenden Teile der elektrochemischen Zelle ab.According to a preferred embodiment, the present invention can be used to form coatings which have inhibitory properties against deposits (e.g. scale) and corrosion-inhibiting properties. An example of a corrosion inhibitor is Fe ₂ O ₃ . The potential required depends on the water chemistry of the electrolyte including such factors as the pH, the ion composition and the metallurgy of the surfaces of all tubes and / or the parts of the electrochemical cell forming the process plant.

Die Dicke des Überzugs kann durch sorgfältige Auswahl von Parametern, wie dem Potential, der Stromstärke, dem Elektrolyt, den Elektrodenmaterialien, der Temperatur und der Zeit kontrolliert werden. Der gebildete Überzug kann entwässert werden um eine zähe kristalline Schicht auf den Metalloberflächen zu bilden, die beim Fördern und bei der Verarbeitung beteiligt sind und die dann entweder in das System eingebaut werden können oder weiter verwendet werden können. Belaghemmende Chemikalien können mit kontrollierter Geschwindigkeit in Förderflüssigkeiten freigesetzt werden um die Bildung von mineralischen belagförmigen Abscheidungen zu hemmen. Alternativ kann der gebildete Überzug als hydratisierte klebrige Schicht oder als konzentrierte Flüssigkeit je nach dem besonderen Anwendungszweck zurückgelassen werden. Eine weitere Option beinhaltet die Kontrolle der Löslichkeit der Belaghemmschicht in dem weiterhin im Allgemeinen, jedoch nicht exklusiv, Chemikalien mit geringerer Löslichkeit in dem Eletrolyt vorgesehen werden, die dazu verwendet werden können, sich auf dem Belaginhibitor aufzuschichten oder gemeinsam mit diesem auszufallen.The Coating thickness can by careful Selection of parameters such as the potential, the current, the Electrolyte, electrode materials, temperature and time to be controlled. The coating formed can be dewatered for a tough one to form crystalline layer on the metal surfaces, which during conveying and involved in processing and then either in the system can be installed or can continue to be used. Anti-scale chemicals can are released at a controlled speed in liquid to inhibit the formation of mineral deposits. Alternatively, the coating formed as a hydrated sticky layer or as a concentrated liquid depending on the particular application. Another Option includes checking the solubility of the coating inhibitor layer which continues to be general, but not exclusive, chemicals with less solubility be provided in the electrolyte, which can be used to layer on the base inhibitor or together with it to fail.

Weitere hemmende Chemikalien können hergestellt werden um sich auf ausgewählte Oberflächen aufzuschichten, wobei die gleichen Prinzipien wie bereits oben zum Ausdruck gebracht angewendet werden können um verschiedene andere günstige hemmende Eigenschaften zu verleihen, wie eine Hemmung/Verhinderung eines bakteriellen oder biologischen Wachstums, einer Abscheidung von Kohlenwasserstoffen, wie von Wachsen und asphaltartigen Materialien, eine Korrosionskontrolle und eine Kontrolle oder ein Abfangen von Gasen, wie beispielsweise Schwefelwasserstoff und Sauerstoff. Die für diese Zwecke verwendeten Chemikalien werden im Allgemeinen aus denjenigen ausgewählt, die bereits üblicherweise in flüssiger Form angewendet werden, wobei ihre Chemie für dieses Aufbringungsverfahren auf Oberflächen geeignet ist. Die Bedingungen zum Aufschichten dieser Chemikalien auf verschiedene Oberflächen in verschiedenen chemischen und physikalischen Formen werden individuell maßgeschneidert um an die jeweiligen chemischen Verhältnisse und den Anwendungszweck angepasst zu werden.Further inhibitory chemicals can be made be selected around on surfaces to build up, using the same principles as above for Expressed can be applied to various others favorable to impart inhibitory properties, such as inhibition / prevention bacterial or biological growth, deposition of hydrocarbons, such as waxes and asphalt-like materials, a corrosion control and a control or interception of Gases such as hydrogen sulfide and oxygen. The one for this Chemicals used are generally derived from those selected, which is usually already in liquid Form are applied using their chemistry for this application process on surfaces suitable is. The conditions for stacking these chemicals on different surfaces in different chemical and physical forms are individually tailored to the respective chemical conditions and the application to be adjusted.

Die vorliegende Erfindung wird mit Vorteil zur Korrosionshemmung von metallischen Oberflächen und zwar insbesondere dann, wenn eine Lochfraßkorrosion vorhanden ist, ange wendet. In diesem Fall können die von Lochfraß befallenen Bereiche gegen eine weiteren Korrosionsangriff geschützt werden. Eine Oxid- oder eine andere passive Schicht kann auf der Oberfläche des Metalls gebildet werden, indem ein Potential an die Oberfläche des Metalls in Gegenwart eines geeigneten Elektrolyten und einer sekundären Elektrode angelegt wird. Diese Schicht kann auch Belag-hemmende und/oder Metallabscheidungs-hemmende Eigenschaften, je nach der Auswahl des Elektrolyten und der Metallurgie der zu schützenden metallischen Oberfläche haben.The The present invention is advantageous for inhibiting corrosion from metallic surfaces and in particular if pitting corrosion is present. In this case, you can those attacked by pitting Areas are protected against further corrosion attack. A Oxide or another passive layer can be on the surface of the Metal are formed by a potential on the surface of the Metal in the presence of a suitable electrolyte and a secondary electrode is created. This layer can also inhibit deposits and / or inhibit metal deposition Properties depending on the choice of electrolyte and metallurgy the one to be protected metallic surface to have.

Gemäß der Erfindung kann die elektrolytische Zelle durch den Fluss von natürlicherweise vorhandenen wässrigen Flüssigkeiten aus dem Kohlenwasserstoffreservoir an die Oberfläche erzeugt werden. Alternativ können verschiedene Elektrolytlösungen in das Bohrloch künstlich und zeitweilig eingeführt werden um eine elektrolytische Zelle in dem Bohrloch unter statischen Bedingungen zu erzeugen. Diese Methode kann als eine Maßnahme bzw. ein Verfahren zur Behandlung von metallischen Oberflächen innerhalb der Bohrlöcher angewendet werden um Oberflächen mit Eigenschaften zu erzeugen, die für eine effiziente Produktion von Öl und Gas günstig sind.According to the invention can the electrolytic cell through the flow of naturally existing aqueous liquids are generated from the hydrocarbon reservoir to the surface. alternative can different electrolyte solutions into the borehole artificially and temporarily introduced are static around an electrolytic cell in the borehole Generating conditions. This method can be used as a measure or a method of treating metallic surfaces within the boreholes be applied around surfaces with properties that are necessary for efficient production of oil and gas are cheap.

Zwei Lösungen können in das Bohrloch durch Doppelkopfeinrichtungen eingeführt werden. Die Bezeichnung "Doppelkopf" bedeutet die Einführung von Flüssigkeiten in das Bohrloch von der Oberfläche durch Verdrängung von Bestandteilen der bereits existierenden Bohrloch-Flüssigkeiten zurück in das Reservoir bzw. das Vorkommen. Dies wird dadurch erzielt, dass die Flüssigkeiten von der Oberseite des Förderrohrs das Förderrohr hinunter gepumpt werden. Jede der zwei Lösungen würde in das Bohrloch nacheinander eingepumpt und verdrängt die bereits in dem Bohrloch vorliegende Flüssigkeit. Die erste Lösung, die in das Bohrloch eingeführt wird, hat eine größere Dichte als die zweite, so dass wenig Tendenz besteht, dass sich die Flüssigkeiten vermischen. Die Lösungen bleiben somit als diskrete Säulen der Lösung, die aufeinander sitzen, zurück.Two solutions can are introduced into the borehole by double-headed devices. The Designation "double head" means the introduction of liquids into the borehole from the surface through repression of components of the existing borehole fluids back into the reservoir or the occurrence. This is achieved that the liquids from the top of the feed pipe the conveyor pipe be pumped down. Each of the two solutions would be in the borehole one after the other pumped in and displaced the liquid already in the borehole. The first solution that inserted into the borehole has a greater density than the second, so there is little tendency for the fluids to mix mix. The solutions thus remain as discrete pillars the solution, sitting on top of each other, back.

Die Azidität und/oder die chemische Zusammensetzung der zwei Lösungen kann vor dem Einpumpen in das Bohrloch so angepasst werden, dass ein Potential zwischen den verschiedenen Oberflächenbereichen in Kontakt mit den verschiedenen Elektrolyten erzeugt wird. Geeignete Chemikalien könnten in den Elektrolyten so eingeschlossen werden, dass bei der Erzeugung eines positiven oder negativen Potentials auf der Oberfläche des Rohrs sich die Chemikalien auf der Oberfläche des Rohrs abscheiden und der Oberfläche irgendeiner Bohrlochflüssigkeit oder irgendeines Gases, die bzw. das in Kontakt mit der behandelten Oberfläche kommt, einige nützliche Eigenschaften verleiht. So könnte z. B. diese Methode dazu angewendet werden, Belag-hemmende Mittel, wie beispielsweise Natriumhexametaphosphat, aufzubringen, wenn sie zusammen mit einem Metallsalz, wie Calciumchlorid, eingeführt werden.The acidity and / or chemical composition of the two solutions can be adjusted before being pumped into the borehole in such a way that a potential is generated between the different surface areas in contact with the different electrolytes. Suitable chemicals could be trapped in the electrolyte so that when a positive or negative potential is generated on the surface of the tube, the chemicals will deposit on the surface of the tube and the surface of any wellbore liquid or gas that is in contact with the treated surface comes, gives some useful properties. For example, B. this method can be used to apply scale inhibitors such as sodium hexametaphosphate when introduced together with a metal salt such as calcium chloride.

Mit anderen Worten kann mittels der vorliegenden Erfindung die Fähigkeit, ein Potential auf verschiedenen Oberflächen in einem Bohrloch zu erzeugen, dazu angewendet werden um diese Oberflächen zu behandeln. Die Flüssigkeitskontaktierung der Verkleidung und des Förderrohrs kann zwei oder mehrere unterschiedliche Lösungen umfassen.With in other words, the ability to to create a potential on different surfaces in a borehole be used to treat these surfaces. The liquid contact of the Cladding and the delivery pipe can include two or more different solutions.

Die Erfindung wird anhand des Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Die 1 ist eine schematische Darstellung eines Öl- oder Gasbohrlochs, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wird.The invention is described by way of example and with reference to the accompanying drawing. The 1 Figure 3 is a schematic illustration of an oil or gas well to which the present invention is applied.

Das in der 1 gezeigte Ölbohrloch umfasst ein Verkleidungsrohr (1), das die Wände des Bohrlochs bildet. Innerhalb des Bohrlochs befindet sich ein Rohr (2), das aus dem Förderrohr gebildet wird. Das Förderrohr und die Verkleidung sind voneinander im Abstand angeordnet, so dass ein kreisringförmiger Raum (10) gebildet wird. Das Förderrohr ist von der Verkleidung mittels eines Packers (3) im Abstand angeordnet. Letzterer hat im Allgemeinen eine zylindrische Gestalt, weist jedoch eine in der Mitte gebildete Öffnung auf, welche Öffnung, im Wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt hat. Sie gestattet es, dass das Förderrohr (2) fest innerhalb der Packeinrichtung gehalten wird.That in the 1 shown oil well includes a casing pipe ( 1 ) that forms the walls of the borehole. There is a pipe inside the borehole ( 2 ), which is formed from the conveyor pipe. The conveyor pipe and the casing are spaced from each other so that an annular space ( 10 ) is formed. The conveyor pipe is removed from the casing by means of a packer ( 3 ) arranged at a distance. The latter is generally cylindrical in shape, but has an opening formed in the middle, which opening has a substantially circular cross-section. It allows the delivery pipe ( 2 ) is held firmly within the packing facility.

Der kreisförmige Raum (10) wird mit Stahlkugeln (4) gefüllt, die dahingehend wirken, dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Verkleidung (1) und dem Förderrohr (2) gebildet wird. Dieser schließt das Förderrohr (2) und das Gehäuse (1) kurz, wodurch die Potentialdifferenz zwischen den zwei Oberflächen auf Null verringert wird, so dass die Abscheidung von Metallen, wie von Bleimetall, auf entweder der Oberfläche des Förderrohrs (2) oder der inneren Oberfläche der Verkleidung (1) verhindert oder gehemmt wird.The circular space ( 10 ) is made with steel balls ( 4 ) filled, which act in such a way that an electrical contact between the cladding ( 1 ) and the conveyor pipe ( 2 ) is formed. This closes the delivery pipe ( 2 ) and the housing ( 1 ) short, which reduces the potential difference between the two surfaces to zero, so that the deposition of metals, such as lead metal, on either the surface of the production pipe ( 2 ) or the inner surface of the panel ( 1 ) is prevented or inhibited.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des folgenden nicht-einschränkenden Beispiels näher illustriert.The inventive method is illustrated in more detail using the following non-limiting example.

Beispielexample

Ein Elektrolyt, umfassend eine Lösung eines belaghemmenden Mittels, Natriumhexametaphosphat und ein Vernetzungsmittel oder ein Salz, wie Calciumchlorid, kann dazu verwendet werden um eine Schicht eines schlecht löslichen belaghemmenden Mittels auf der Metalloberfläche auszubilden, indem auf die Oberfläche ein positives Potential gegenüber einer zweiten Elek-trode (einer Kathode) in elektrischem Kontakt mit dem gleichen Elektrolyt angelegt wird. Die Dicke des gebildeten Überzugs kann durch sorgfältige Auswahl der Parameter, wie des Potentials, der Stromstärke des Elektrolyten, der Elektrodenmaterialien, der Temperatur und der Zeit sorgfältig kontrolliert werden. Der gebildete Überzug kann entwässert werden um eine zähe kristalline Schicht auf den Metalloberflächen zu bilden, die an der Förderung und der Verarbeitung beteiligt sind und die entweder eingearbeitet werden können oder in dem System weiter verarbeitet werden.On Electrolyte comprising a solution an anti-fouling agent, sodium hexametaphosphate and a crosslinking agent or a salt such as calcium chloride can be used to make one Layer of a poorly soluble anti-fouling agent to form on the metal surface by the surface a positive potential towards a second electrode (a cathode) in electrical contact is applied with the same electrolyte. The thickness of the coating formed can by careful Selection of parameters, such as the potential, the current of the Electrolytes, electrode materials, temperature and Time carefully to be controlled. The coating formed can be dewatered for a tough one to form crystalline layer on the metal surfaces, which at the advancement and are involved in processing and either incorporated can be or processed further in the system.

Claims

A method of preventing or suppressing deposition on a metal surface of a well for producing gas or oil from an occurrence, comprising a casing ( 1 ) by a conveyor pipe ( 2 ) is electrically isolated to transport the gas or oil, with a liquid of variable acidity or alkalinity or ionic composition that can flow through the production tube, the method comprising the step of: electrically contacting the casing and the production tube.

The method of claim 1, comprising: electrically contacting the panel ( 1 ) and the delivery pipe ( 2 ) in such a way that there is no potential difference between them.

The method of claim 1, comprising: electrically contacting the panel ( 1 ) and the delivery pipe ( 2 ) in a way that makes the casing and conveyor tube anodic and cathodic.

Method according to one of the preceding claims, wherein the liquid is an electrolyte.

The method of claim 3, wherein the trim ( 1 ) is coated with a coating that has inhibitory properties.

The method of claim 5, wherein the coating has corrosion or deposit-inhibiting properties.

A method according to claim 1, wherein the cement dung ( 1 ) and the conveyor pipe ( 2 ) by a packer ( 3 ) are separated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the lining ( 1 ) and the conveyor pipe ( 2 ) are made of steel.

The method of claim 6, wherein the coating is Fe ₂ O ₃ .

Method according to one of the preceding claims, wherein the liquid has a pH difference between the casing ( 1 ) and the conveyor pipe ( 2 ) that creates a potential difference between them.

Method according to one of the preceding claims, wherein the presence of a static electrolyte bath in contact with the conveyor tube ( 2 ) a potential difference between the cladding ( 1 ) and the conveyor pipe ( 2 ) generated.

The method of claim 11, wherein the static Electrolyte bath is located in a rat hole.

The method of claim 10, wherein the pH difference through changes of the flow and pressure of the liquid is causing what leads to that a solved acidic gas out of the solution passes into the liquid.

The method of claim 13, wherein the acidic gas Is carbon dioxide.

Method according to one of the preceding claims, wherein the step of electrically contacting the casing ( 1 ) and the delivery pipe ( 2 ) introducing a conductive material into the room ( 10 ) between the cladding ( 1 ) and the conveyor pipe ( 2 ) includes.

The method of claim 15, wherein the conductive material is substantially spherical steel balls ( 4 ) are.

The method of any one of claims 1 to 14, further comprising introducing a second electrolyte in the borehole.

A method according to any one of claims 1 to 14, wherein the step of electrically contacting the casing ( 1 ) and the delivery pipe ( 2 ) the application of an electrical voltage to the casing and the conveyor pipe by means of a voltage supply or a metal of different electronegativity.

Method according to one of the preceding claims, wherein the liquid Water is natural occurring radioactive materials contains.

The method of claim 19, wherein the liquid Water is the most elevated Contains concentrations of radioactive metal species.

The method of claim 20, wherein the radioactive Metal species natural Decay products of uranium-238 and thorium-232 are.

The method of claim 20 or 21, wherein the radioactive Metal species is lead-210 or radium-226.

A method according to any one of claims 1 to 18, wherein the liquid contains water.

The method of claim 23, wherein the constant water rich in one or more of calcium, barium and strontium ions is.