EA042906B1

EA042906B1 - STABILIZATION AND REDUCTION OF ITC OF SALT SOLUTIONS CONTAINING BIVALENT METAL IODIDE

Info

Publication number: EA042906B1
Application number: EA202091000
Authority: EA
Inventors: Артур Г. МАК; Дрю А. Фаулер
Original assignee: Тетра Текнолоджис, Инк.
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2023-03-31

Description

Область техникиTechnical field

Описаны композиции для применения в скважинных флюидах при скважинных операциях. Более конкретно, описаны композиции флюида с низкими температурами кристаллизации и высокими значениями плотности для применения в скважинных флюидах при скважинных операциях.Compositions for use in well fluids in well operations are described. More specifically, fluid compositions with low crystallization temperatures and high densities are described for use in downhole fluids in downhole operations.

Описание уровня техникиDescription of the prior art

При применении в качестве флюида для вскрытия, соляные растворы могут кристаллизоваться, если они поддаются воздействию пониженных температур и/или повышенного давления. Ввиду того, что плотность соляного раствора становится больше стороны соли в эвтектической точке, как и истинная температура кристаллизации (ИТК) и температура кристаллизации под давлением (ТКПД), это может привести к закупорке в трубчатых элементах в скважине или в оборудовании на поверхности в случае кристаллизации флюида. Если происходит кристаллизация и твердое вещество отфильтровывается из соляного раствора, это приведет к понижению плотности флюида и может вызвать проблемы стабильности скважины или фонтан. Применение давления к двухвалентному соляному раствору при плотности выше эвтектической точки приведет к увеличению плотности, что, в свою очередь, может привести к кристаллизации. Для снижения ИТК и ТКПД могут применяться ингибиторы кристаллизации, однако это также может привести к понижению плотности соляного раствора.When used as an opening fluid, brines may crystallize if subjected to low temperatures and/or high pressures. Due to the fact that the density of the brine becomes greater than the side of the salt at the eutectic point, as well as the true crystallization temperature (TcT) and the pressure crystallization temperature (PcT), this can lead to plugging in downhole tubulars or surface equipment in the event of crystallization. fluid. If crystallization occurs and solids are filtered out of the brine, this will result in a decrease in fluid density and may cause well stability or blowout problems. Applying pressure to a divalent brine at a density above the eutectic point will increase the density, which in turn can lead to crystallization. Crystallization inhibitors can be used to reduce TCI and TKPD, but this can also lead to a decrease in the gravity of the brine.

Могут быть составлены соляные растворы бромида кальция со значениями плотности вплоть до 15,2 фунтов на галлон (фунт/гал) (1,82 г/см³). При глубоководных скважинных операциях при высокой температуре и высоком давлении (HTHP), как правило, используются значения плотности вплоть до 14,2 фунт/гал (1,7 г/см³). Соли цинка, такие как бромид цинка (ZnBr2), могут быть использованы для увеличения плотности до более чем 14,2 фунт/гал (1,7 г/см³), при этом поддерживая низкую температуру кристаллизации. Однако цинк является загрязнителем морской среды и может привести к проблемам на стадии переработки, если остаток цинка находится в нефти, которая была отправлена на нефтеперерабатывающий завод. Формиат цезия (CsCHO2) может быть использован для увеличения плотности формиата калия до более чем 13,1 фунт/гал (1,57 г/см³) Формиат цезия является дорогим и доступен только в ограниченном количестве, что делает его нерентабельным для скважинных операций, которые требуют значительных объемов флюида.Calcium bromide brines can be formulated with densities up to 15.2 pounds per gallon (lb/gal) (1.82 g/cm ³ ). Deep water high temperature high pressure (HTHP) well operations typically use densities up to 14.2 lb/gal (1.7 g/cm ³ ). Zinc salts such as zinc bromide (ZnBr2) can be used to increase density to over 14.2 lb/gal (1.7 g/cm ³ ) while maintaining a low crystallization temperature. However, zinc is a marine pollutant and can cause problems at the refining stage if zinc residue is found in oil that has been sent to the refinery. Cesium formate (CsCHO2) can be used to increase the density of potassium formate to over 13.1 lb/gal (1.57 g/cm ³ ) Cesium formate is expensive and only available in limited quantities, making it uneconomical for downhole operations, which require significant volumes of fluid.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Описаны композиции флюида для применения в скважинных флюидах при скважинных операциях. Более конкретно, описаны композиции с низкими температурами кристаллизации и высокими значениями плотности для применения в скважинных флюидах при скважинных операциях.Fluid compositions for use in downhole fluids in downhole operations are described. More specifically, compositions with low crystallization temperatures and high densities are described for use in downhole fluids in downhole operations.

В первом аспекте представлена композиция для применения в скважинной деятельности. Композиция включает стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла. Стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла, включает соляной раствор, включающую йодид двухвалентного металла, первый стабилизатор йодида, который пригоден для удаления свободного йода, предотвращения образования свободного йода и сдерживания ИТК, и водную текучую среду, причем стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла имеет плотность, которая больше 11 фунт/гал (1,32 г/см³), причем стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла имеет ИТК, которая меньше или равняется 70 град. F (21°C).In a first aspect, a composition is provided for use in downhole activities. The composition includes a stabilized saline solution of divalent metal iodide. The stabilized divalent metal iodide saline solution comprises a saline solution comprising divalent metal iodide, a first iodide stabilizer that is suitable for removing free iodine, preventing the formation of free iodine and retaining TKI, and an aqueous fluid, wherein the stabilized divalent metal iodide salt solution has a density, which is greater than 11 lb/gal (1.32 g/cm ³ ), and the stabilized divalent metal iodide brine has a TCI that is less than or equal to 70 deg. F (21°C).

В некоторых аспектах йодид двухвалентного металла выбран из группы, состоящей из йодида кальция, йодида магния, йодида стронция и их комбинаций. В некоторых аспектах йодид двухвалентного металла присутствует в диапазоне от 1 до 70 вес.%, а также первый стабилизатор йодида присутствует в диапазоне от 0,1 до 35 вес.% от стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла. В некоторых аспектах соляной раствор дополнительно включает дополнительный галид. В некоторых аспектах дополнительный галид выбран из группы, состоящей из галида двухвалентного металла, галида одновалентного металла и их комбинаций. В некоторых аспектах дополнительный галид включает галид двухвалентного металла, выбранный из группы, состоящей из бромида кальция, хлорида кальция, бромида магния, хлорида магния, бромида стронция, хлорида стронция и их комбинаций. В некоторых аспектах дополнительный галид включает галид одновалентного металла, выбранный из группы, состоящей из бромида натрия, хлорида натрия, йодида натрия, бромида калия, хлорида калия, йодида калия, бромида лития, хлорида лития, йодида лития, бромида цезия, хлорида цезия, йодида цезия, бромида рубидия, хлорида рубидия, йодида рубидия и их комбинаций. В некоторых аспектах йодид двухвалентного металла присутствует в диапазоне от 1 до 70 вес.% от стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, дополнительный галид присутствует в диапазоне от 1 до 45 вес.%, а первый стабилизатор йодида присутствует в диапазоне от 0,1 до 35 вес.% от стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла. В некоторых аспектах первый стабилизатор йодида включает полиол с низким молекулярным весом. В некоторых аспектах полиол с низким молекулярным весом выбран из группы, состоящей из сорбита, глицерина, ксилитола, маннитола, диглицерина, полиэтиленгликоля с молекулярным весом меньше 1000 Да и их комбинаций. В некоторых аспектах стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла дополнительно включает второй стабилизатор йодида. В некоторых аспектах второй стабилизатор йодида выбран из группы, состоящей из аминов, аминоспиртов, гидроксиламинов, гидразинов, эриторбиновой кислоты и производных солей-эриторбатов,In some aspects, the divalent metal iodide is selected from the group consisting of calcium iodide, magnesium iodide, strontium iodide, and combinations thereof. In some aspects, the divalent metal iodide is present in the range of 1 to 70% by weight, and also the first iodide stabilizer is present in the range of 0.1 to 35% by weight of the stabilized divalent metal iodide salt solution. In some aspects, the brine further includes an additional halide. In some aspects, the additional halide is selected from the group consisting of a divalent metal halide, a monovalent metal halide, and combinations thereof. In some aspects, the additional halide includes a divalent metal halide selected from the group consisting of calcium bromide, calcium chloride, magnesium bromide, magnesium chloride, strontium bromide, strontium chloride, and combinations thereof. In some aspects, the additional halide comprises a monovalent metal halide selected from the group consisting of sodium bromide, sodium chloride, sodium iodide, potassium bromide, potassium chloride, potassium iodide, lithium bromide, lithium chloride, lithium iodide, cesium bromide, cesium chloride, iodide cesium, rubidium bromide, rubidium chloride, rubidium iodide, and combinations thereof. In some aspects, the divalent metal iodide is present in the range of 1 to 70 wt.% of the stabilized divalent metal iodide brine, the additional halide is present in the range of 1 to 45 wt.%, and the first iodide stabilizer is present in the range of 0.1 to 35 wt.% from a stabilized salt solution of divalent metal iodide. In some aspects, the first iodide stabilizer comprises a low molecular weight polyol. In some aspects, the low molecular weight polyol is selected from the group consisting of sorbitol, glycerol, xylitol, mannitol, diglycerin, polyethylene glycol with a molecular weight less than 1000 Da, and combinations thereof. In some aspects, the stabilized divalent metal iodide brine further comprises a second iodide stabilizer. In some aspects, the second iodide stabilizer is selected from the group consisting of amines, amino alcohols, hydroxylamines, hydrazines, erythorbic acid, and erythorbate salt derivatives,

- 1 042906 аскорбиновой кислоты и производных солей-аскорбатов, лимонной кислоты и производных солейцитратов и их комбинаций. В некоторых аспектах второй стабилизатор йодида присутствует в диапазоне от 0,001 до 5% об./об.- 1 042906 ascorbic acid and ascorbate salt derivatives, citric acid and citrate salt derivatives and combinations thereof. In some aspects, the second iodide stabilizer is present in the range of 0.001 to 5% v/v.

Во втором аспекте представлен способ применения стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла в ходе скважинной деятельности, при этом способ включает этапы введения стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла в скважину и завершения скважинной деятельности.In a second aspect, a method is provided for applying a stabilized divalent metal iodide salt solution during a well operation, the method comprising the steps of introducing the stabilized divalent metal iodide salt solution into a well and shutting down the well activity.

В некоторых аспектах скважинная деятельность выбрана из группы, состоящей из бурения, бурения продуктивного пласта, работ по оборудованию, работ по подземному ремонту, внутрискважинных работ и проводят с использованием пакерной жидкости.In some aspects, the well activity is selected from the group consisting of drilling, reservoir drilling, equipment work, workover work, well intervention, and is carried out using a packer fluid.

В третьем аспекте представлен способ получения стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла. Способ включает этапы добавления некоторого количества соляного раствора в водную текучую среду причем соляной раствор включает йодид двухвалентного металла, и добавления некоторого количества первого стабилизатора йодида.In a third aspect, a method is provided for preparing a stabilized divalent metal iodide salt solution. The method includes the steps of adding an amount of brine to an aqueous fluid, the brine comprising divalent metal iodide, and adding an amount of a first iodide stabilizer.

В некоторых аспектах способ дополнительно включает этап добавления некоторого количества второго стабилизатора йодида.In some aspects, the method further includes the step of adding some second iodide stabilizer.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Несмотря на то, что объем изобретения будет описан на нескольких вариантах реализации, следует понимать, что специалисту в данной области техники будет ясно, что множество примеров, вариаций и изменений устройства и способов, описанных в настоящем документе, входят в пределы объема и сущности изобретения. Следовательно, примеры вариантов реализации, описанные в настоящем документе, изложены без какого-либо упущения обобщенности и без наложения ограничения.While the scope of the invention will be described in terms of several embodiments, it should be understood that those skilled in the art will recognize that many examples, variations, and variations of the apparatus and methods described herein are within the scope and spirit of the invention. Therefore, the exemplary embodiments described herein are set forth without any loss of generality and without imposing limitation.

Композиции и способы, описанные в настоящем документе, направлены на соляные растворы содержащие йодид двухвалентного металла, для применения в скважинных деятельностях. Соляные растворы, содержащие йодид двухвалентного металла, стабилизируются, образуя стабилизированные соляные растворы йодида двухвалентного металла. По меньшей мере в одном варианте реализации, стабилизированные соляные растворы йодида двухвалентного металла представляют собой чистые соляные растворы.The compositions and methods described herein are directed to brines containing divalent metal iodide for use in downhole activities. Salts containing divalent metal iodide are stabilized to form stabilized divalent metal iodide brines. In at least one embodiment, the stabilized divalent metal iodide brines are pure brines.

Применение йодида двухвалентного металла в соляном растворе неэффективно ввиду того, что йодид двухвалентного металла является нестабильным в присутствии воздуха или углекислого газа. Соляные растворы могут получать углекислый газ и кислород (из воздуха) при откачивании или циркуляции соляных растворов. Кислород или углекислый газ может окислять ион йодида (I^-) до йода (I2). Присутствие йода дает в результате соляной раствор оранжевого цвета и может привести к образованию кристаллов йода. Реакция иона йодида до йода может дать нежелательные побочные продукты, которые могут осаждаться и оказывать отрицательное воздействие на свойства соляного раствора и скважинные операции. Соляные раствора йодида двухвалентного металла, при отсутствии первого стабилизатора йодида, могут в результате привести к разложению соляного раствора. Разложенные соляные растворы могут включать галогены, которые могут вступать в реакцию со скважиной и могут быть коррозионными. Ввиду нестабильности и потенциала к разложению, йодиды двухвалентного металла не подходят для применения в коммерческих вариантах применения скважины.The use of divalent metal iodide in brine is ineffective because divalent metal iodide is unstable in the presence of air or carbon dioxide. Salt solutions can receive carbon dioxide and oxygen (from air) when pumping or circulating salt solutions. Oxygen or carbon dioxide can oxidize the iodide ion (I ^- ) to iodine (I2). The presence of iodine results in an orange saline solution and may lead to the formation of iodine crystals. The reaction of the iodide ion to iodine can produce undesirable by-products that can precipitate and adversely affect brine properties and downhole operations. Salt solutions of divalent metal iodide, in the absence of a first iodide stabilizer, can result in decomposition of the brine. Decomposed brines may include halogens which may react with the well and may be corrosive. Due to instability and potential for degradation, divalent metal iodides are not suitable for commercial downhole applications.

Предпочтительно, добавление первого стабилизатора йодида дает композицию, которая демонстрирует возможность стабилизации соляного раствора йодида двухвалентного металла путем удаления свободного йода и защиты от дальнейшего окисления.Preferably, the addition of the first iodide stabilizer produces a composition that demonstrates the ability to stabilize the divalent metal iodide salt solution by removing free iodine and protecting it from further oxidation.

Предпочтительно, стабилизированные соляные растворы йодида двухвалентного металла, содержащие йодид двухвалентного металла и дополнительный галид, могут иметь значения плотности, которые больше чем у соляных растворов, содержащих только галид двухвалентного металла или галид одновалентного металла. Предпочтительно, композиции стабилизированного раствора йодида двухвалентного металла являются более доступными для использования и менее токсичными по сравнению с соляными растворами, содержащими бромид цинка. Предпочтительно, композиции стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла имеют более высокие значения плотности, повышенное сдерживание газовых гидратов, стабильность при повышенных температурах и пониженную ИТК по сравнению с соляными растворами йодида двухвалентного металла без первого стабилизатора йодида. Предпочтительно, стабилизированные соляные растворы йодида двухвалентного металла могут быть составлены так, чтобы обладать целевыми свойствами, желательными для скважинной деятельности, так что составы могут меняться в зависимости от плотности и ИТК, которые желательны для заданной скважинной деятельности или набора скважинных и рабочих условий.Preferably, stabilized divalent metal iodide brines containing divalent metal iodide and additional halide may have densities that are greater than brines containing only divalent metal halide or monovalent metal halide. Preferably, the compositions of the stabilized divalent metal iodide solution are more readily available and less toxic than zinc bromide salt solutions. Preferably, the stabilized divalent metal iodide brine compositions have higher densities, increased gas hydrate retention, elevated temperature stability, and reduced TCI compared to divalent metal iodide brines without a first iodide stabilizer. Preferably, the stabilized divalent metal iodide brines can be formulated to have the desired properties desired by the downhole activity, such that the compositions can vary depending on the density and FTI that are desired for a given well activity or set of well and operating conditions.

Йодид двухвалентного металла, используемый в настоящем документе, относится к соединению, содержащему ион щелочноземельного металла и ион йодида. Примеры йодидов двухвалентных металлов могут включать в себя йодид кальция, йодид магния, йодид стронция и их комбинации.Divalent metal iodide used herein refers to a compound containing an alkaline earth metal ion and an iodide ion. Examples of divalent metal iodides may include calcium iodide, magnesium iodide, strontium iodide, and combinations thereof.

Дополнительный галид, используемый в настоящем документе, относится к галиду двухвалентного металла, галиду одновалентного металла и их комбинациям.The additional halide used herein refers to a divalent metal halide, a monovalent metal halide, and combinations thereof.

Галид двухвалентного металла, используемый в настоящем документе, относится к соединению соли, содержащему ион щелочноземельного металла и галида, отличный от йода. Примеры галидовThe divalent metal halide used herein refers to a salt compound containing an alkaline earth metal ion and a halide other than iodine. Examples of halides

- 2 042906 двухвалентных металлов могут включать в себя бромид кальция, хлорид кальция, бромид магния, хлорид магния, бромид стронция, хлорид стронция и их комбинации.- 2 042906 divalent metals may include calcium bromide, calcium chloride, magnesium bromide, magnesium chloride, strontium bromide, strontium chloride, and combinations thereof.

Галид одновалентного металла, используемый в настоящем документе, относится к соединению соли, содержащему ион щелочного металла и ион галида. Примеры галидов одновалентных металлов могут включать в себя бромид натрия, хлорид натрия, йодид натрия, бромид калия, хлорид калия, йодид калия, бромид лития, хлорид лития, йодид лития, бромид цезия, хлорид цезия, йодид цезия, бромид рубидия, хлорид рубидия, йодид рубидия и их комбинации.The monovalent metal halide used herein refers to a salt compound containing an alkali metal ion and a halide ion. Examples of monovalent metal halides may include sodium bromide, sodium chloride, sodium iodide, potassium bromide, potassium chloride, potassium iodide, lithium bromide, lithium chloride, lithium iodide, cesium bromide, cesium chloride, cesium iodide, rubidium bromide, rubidium chloride, rubidium iodide; and combinations thereof.

Первый стабилизатор йодида, используемый в настоящем документе, относится к соединению, которое может удалять свободный йод и предотвращать образование свободного йода, при этом также понижая ИТК.The first iodide stabilizer used herein refers to a compound that can remove free iodine and prevent the formation of free iodine while also lowering TKI.

Второй стабилизатор йодида, используемый в настоящем документе, относится к соединению, которое может поглощать свободный кислород или углекислый газ, присутствующий в соляном растворе, для предотвращения дальнейшего окисления йодида до йода и может вступать в реакцию с йодом для получения йодида и стабилизации соляного раствора. Предпочтительно, второй стабилизатор йодида также может стабилизировать первый стабилизатор йодида.The second iodide stabilizer used herein refers to a compound that can scavenge free oxygen or carbon dioxide present in brine to prevent further oxidation of iodide to iodine, and can react with iodine to produce iodide and stabilize the brine. Preferably, the second iodide stabilizer can also stabilize the first iodide stabilizer.

Полиолы с низким молекулярным весом, используемые в настоящем документе, означают полиолы с молекулярным весом, который меньше 1000 дальтон (Да).Low molecular weight polyols as used herein means polyols with a molecular weight that is less than 1000 daltons (Da).

Истинная температура кристаллизации или ИТК, используемая в настоящем документе, относится к температуре, при которой в соляном растворе образуются кристаллы при заданной плотности соляного раствора. Истинная температура кристаллизации определяется как температура, соответствующая максимальной температуре, достигаемой после минимума переохлаждения. На графике температура в ходе цикла охлаждения ИТК является максимальной температурой, достигаемой после минимума переохлаждения или точки перегиба в случаях отсутствия переохлаждения. При отсутствии переохлаждения, ИТК будет равняться температуре появления первого кристалла (ППК). ИТК представляет собой измеренную температуру кристаллизации, наиболее близкую к температуре, при которой соляной раствор будет естественным образом кристаллизоваться в насосах, трактах, фильтрационных блоках и емкостях. Это дополнительно описано в API Recommended Practice 13J, Testing of Heavy Brines, 5th Ed. October 2014. В качестве примера, в двухвалентном соляном растворе, содержащем только двухвалентную соль и воду, по мере изменения плотности соляного раствора, изменяется ИТК.The true crystallization temperature, or TTC, as used herein, refers to the temperature at which crystals form in a brine at a given density of the brine. The true crystallization temperature is defined as the temperature corresponding to the maximum temperature reached after the subcooling minimum. In the graph, the temperature during the ITC cooling cycle is the maximum temperature reached after the subcooling minimum or inflection point in cases where there is no subcooling. In the absence of supercooling, the ITC will be equal to the first crystal appearance temperature (FTC). The PTC is the measured crystallization temperature closest to the temperature at which the brine will naturally crystallize in pumps, ducts, filtration blocks and tanks. This is further described in API Recommended Practice 13J, Testing of Heavy Brines, 5th Ed. October 2014. As an example, in a divalent brine containing only divalent salt and water, as the density of the brine changes, the TCI changes.

Сдерживание ИТК, используемое в настоящем документе, относится к пониженной ИТК по сравнению с соляным раствором, который не включает первый стабилизатор йодида.The TKI containment used herein refers to a reduced TKI compared to brine that does not include the first iodide stabilizer.

Чистый соляной раствор, используемый в настоящем документе, относится к жидкому соляному раствору без твердых веществ, в котором могут растворяться соли и в котором они полностью растворяются. Предпочтительно, чистые соляные растворы обладают плотностями, достаточными для поддержания контроля скважины, при этом минимизируя потенциальное повреждение зоны добычи скважины, которое может возникнуть вследствие нерастворенных твердых веществ.Pure brine as used herein refers to a solid-free liquid brine in which salts can dissolve and in which they are completely soluble. Preferably, pure brines have sufficient densities to maintain well control while minimizing potential damage to the production zone of the well that can result from undissolved solids.

Жидкость на водной основе, используемый в настоящем документе, относится к жидкости, содержащей воду, которая может быть применена в скважинной деятельности. Примеры жидкости на водной основе могут включать в себя воду, соляной раствор, буровые флюиды на основе воды и их комбинации.Water-based fluid as used herein refers to a water-containing fluid that can be used in downhole activities. Examples of a water-based fluid may include water, brine, water-based drilling fluids, and combinations thereof.

Соляной раствор, используемый в настоящем документе, относится к жидкости на водной основе, содержащей воду и растворимые соли.Salt solution as used herein refers to an aqueous liquid containing water and soluble salts.

Стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла может содержать соляной раствор, первый стабилизатор йодида и жидкость на водной основе. По меньшей мере в одном варианте реализации стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла может содержать соляной раствор, первый стабилизатор йодида, жидкость на водной основе и второй стабилизатор йодида.The stabilized ferrous metal iodide brine may contain a brine, a first iodide stabilizer, and an aqueous liquid. In at least one embodiment, the stabilized divalent metal iodide brine may comprise a brine, a first iodide stabilizer, an aqueous liquid, and a second iodide stabilizer.

Соляной раствор может содержать отдельно йодид двухвалентного металла или йодид двухвалентного металла в комбинации с дополнительным галидом. По меньшей мере в одном варианте реализации, в котором соляной раствор содержит только йодид двухвалентного металла, стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла может содержать йодид двухвалентного металла, первый стабилизатор йодида и жидкость на водной основе. По меньшей мере в одном варианте реализации, в котором соляной раствор содержит комбинацию йодида двухвалентного металла и дополнительного галида, стабилизированный соляного раствор йодида двухвалентного металла может содержать йодид двухвалентного металла, дополнительный галид, первый стабилизатор йодида и жидкость на водной основе. По меньшей мере в одном варианте реализации стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла может содержать йодид двухвалентного металла, дополнительный галид, первый стабилизатор йодида, жидкость на водной основе и второй стабилизатор йодида.The saline solution may contain divalent metal iodide alone or divalent metal iodide in combination with an additional halide. In at least one embodiment in which the brine contains only divalent metal iodide, the stabilized divalent metal iodide brine may comprise divalent metal iodide, a first iodide stabilizer, and an aqueous liquid. In at least one embodiment where the brine contains a combination of divalent metal iodide and an additional halide, the stabilized divalent metal iodide brine may contain divalent metal iodide, the additional halide, a first iodide stabilizer, and an aqueous liquid. In at least one embodiment, the stabilized divalent metal iodide salt solution may comprise divalent metal iodide, an additional halide, a first iodide stabilizer, an aqueous liquid, and a second iodide stabilizer.

Примеры первого стабилизатора йодида могут включать в себя полиолы с низким молекулярным весом. Примеры полиолов с низким молекулярным весом могут включать в себя сорбит, глицерин, ксилитол, маннитол, диглицерин, полиэтиленгликоль с молекулярным весом меньше 1000 Да и их комбинации.Examples of the first iodide stabilizer may include low molecular weight polyols. Examples of low molecular weight polyols may include sorbitol, glycerol, xylitol, mannitol, diglycerin, polyethylene glycol with a molecular weight of less than 1000 Da, and combinations thereof.

Примеры второго стабилизатора йодида могут включать в себя амины, аминоспирты, гидроксиламины, гидразины, эриторбиновую кислоту и производные солей-эриторбатов, аскорбиновую кислоту и производные солей-аскорбатов, лимонную кислоту и производные солей-цитратов и их комбинаций.Examples of the second iodide stabilizer may include amines, amino alcohols, hydroxylamines, hydrazines, erythorbic acid and erythorbate salt derivatives, ascorbic acid and ascorbate salt derivatives, citric acid and citrate salt derivatives, and combinations thereof.

- 3 042906- 3 042906

Примеры аминов включают в себя этилендиамин (EDA), диэтилентриамин (DETA), триэтилентетрамин (TETA), тетраэтиленпентамин (TEPA), пентаэтиленгексамин (PEHA), аминоэтилпиперазин (AEP), гексаэтиленгептамин (HEHA), пиперазин, метоксипропиламин (MOPA), морфолин, n-аминопропилморфолин (APM) и их комбинации. Примеры аминоспиртов включают в себя моноэтаноламин (MEA), диэтаноламин (DEA), триэтаноламин (TEA), диэтиламиноэтанол (DEAE), диметилэтаноламин (DMEA), N-[3аминопропил]диэтаноламин, аминоэтилэтаноламин (AEEA), 4-[2-гидроксиэтил]морфолин, дигликольамин и их комбинации. Примеры гидроксиламинов включают в себя диэтилгидроксиламин (DEHA), диметилгидроксиламин (DMHA), гидроксиламин и их комбинации. Примеры производных солейэриторбатов включают в себя эриторбат натрия. Примеры производных солей-аскорбатов включают в себя аскорбат натрия, аскорбат калия, аскорбат магния, аскорбат кальция и их комбинации. Примеры производных солей-цитратов включают в себя цитрат моно-, ди- и тринатрия, цитрат моно-, ди- и трикалия, цитрат моно-, ди- и тримагния, цитрат моно-, ди- и трикальция и их комбинации. По меньшей мере в одном варианте реализации второй стабилизатор йодида представляет собой MEA. По меньшей мере в одном варианте реализации второй стабилизатор йодида может включать MEA, AEEA, DEHA и их комбинации.Examples of amines include ethylenediamine (EDA), diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), tetraethylenepentamine (TEPA), pentaethylenehexamine (PEHA), aminoethylpiperazine (AEP), hexaethyleneheptamine (HEHA), piperazine, methoxypropylamine (MOPA), morpholine, n -aminopropylmorpholine (APM) and combinations thereof. Examples of amino alcohols include monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), diethylaminoethanol (DEAE), dimethylethanolamine (DMEA), N-[3-aminopropyl]diethanolamine, aminoethylethanolamine (AEEA), 4-[2-hydroxyethyl]morpholine , diglycolamine and combinations thereof. Examples of hydroxylamines include diethylhydroxylamine (DEHA), dimethylhydroxylamine (DMHA), hydroxylamine, and combinations thereof. Examples of erythorbate salt derivatives include sodium erythorbate. Examples of ascorbate salt derivatives include sodium ascorbate, potassium ascorbate, magnesium ascorbate, calcium ascorbate, and combinations thereof. Examples of citrate salt derivatives include mono-, di-, and trisodium citrate, mono-, di-, and tripotassium citrate, mono-, di-, and trimagnesium citrate, mono-, di-, and tricalcium citrate, and combinations thereof. In at least one embodiment, the second iodide stabilizer is MEA. In at least one embodiment, the second iodide stabilizer may include MEA, AEEA, DEHA, and combinations thereof.

В варианте реализации стабилизированного двухвалентного соляного раствора йодида, в котором соленой раствор содержит только йодид двухвалентного металла, этот йодид двухвалентного металла может присутствовать в диапазоне от 1 процента по весу (вес.%) до 70 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла и, в качестве альтернативы, от 5 до 65 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла. В варианте реализации стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в котором соляной раствор содержит только йодид двухвалентного металла, первый стабилизатор йодида может присутствовать в диапазоне от 0,1 до 35 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в качестве альтернативы, от 1 до 30 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, и, в качестве альтернативы, от 2 до 25 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла. В варианте реализации стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в котором соляной раствор содержит только йодид двухвалентного металла, второй стабилизатор йодида может присутствовать в количестве от 0,001 процента объема к объему (% об./об.) до 5% об./об.In an embodiment of the stabilized divalent iodide brine in which the brine contains only divalent metal iodide, the divalent metal iodide may be present in the range of 1 percent by weight (wt%) to 70 wt% of the stabilized divalent metal iodide salt and, alternatively, from 5 to 65% by weight of a stabilized divalent metal iodide salt solution. In an embodiment of the stabilized divalent metal iodide brine in which the brine contains only divalent metal iodide, the first iodide stabilizer may be present in the range of 0.1 to 35% by weight of the stabilized divalent metal iodide salt solution, alternatively 1 to 30% by weight of stabilized divalent metal iodide salt solution, and alternatively 2 to 25% by weight of stabilized divalent metal iodide salt solution. In an embodiment of a stabilized divalent metal iodide brine in which the brine contains only divalent metal iodide, the second iodide stabilizer may be present in an amount of 0.001 percent v/v (% v/v) to 5% v/v.

В варианте реализации стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в котором соляной раствор содержит йодид двухвалентного металла и дополнительный галид, при этом йодид двухвалентного металла может присутствовать в диапазоне от 1 до 70 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида. В варианте реализации стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в котором соляной раствор содержит йодид двухвалентного металла и дополнительный галид, дополнительный галид может присутствовать в диапазоне от 1 до 45 вес.% стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла. В варианте реализации стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в котором соляной раствор содержит йодид двухвалентного металла и галид двухвалентного металла, первый стабилизатор йодида может присутствовать в диапазоне от 0,1 до 35 вес.%. В варианте реализации стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла, в котором соляной раствор содержит йодид двухвалентного металла и галид двухвалентного металла, второй стабилизатор йодида двухвалентного металла может присутствовать в количестве от 0,001 процента объема к объему до 5% об./об.In an embodiment of the stabilized divalent metal iodide brine, wherein the brine contains divalent metal iodide and an additional halide, the divalent metal iodide may be present in the range of 1 to 70 wt % of the stabilized iodide salt solution. In an embodiment of the stabilized divalent metal iodide brine in which the brine contains divalent metal iodide and an additional halide, the additional halide may be present in the range of 1 to 45% by weight of the stabilized divalent metal iodide brine. In an embodiment of a stabilized divalent metal iodide brine in which the brine contains divalent metal iodide and divalent metal halide, the first iodide stabilizer may be present in the range of 0.1 to 35% by weight. In an embodiment of a stabilized divalent metal iodide brine in which the brine contains divalent metal iodide and divalent metal halide, the second divalent metal iodide stabilizer may be present in an amount of 0.001 percent v/v up to 5% v/v.

Стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла представляет собой водную смесь, так что остальная часть стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла содержит водную текучую среду. По меньшей мере в одном варианте реализации водная текучая среда представляет собой воду. По меньшей мере в одном варианте реализации водная текучая среда представляет собой соляной раствор.The stabilized ferrous metal iodide brine is an aqueous mixture such that the remainder of the stabilized ferrous metal iodide brine contains an aqueous fluid. In at least one embodiment, the aqueous fluid is water. In at least one embodiment, the aqueous fluid is a saline solution.

Плотность стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла может составлять по меньшей мере 11 фунт/гал (1,32 г/см³) и, в качестве альтернативы, от 11 до 17,5 фунт/гал, (от 1,32 до 2,1 г/см³) и, в качестве альтернативы, от 14,2 до 17,5 фунт/гал (от 1,7 до 2,1 г/см³).The density of the stabilized divalent metal iodide salt solution may be at least 11 lb/gal (1.32 g/cm ³ ) and alternatively 11 to 17.5 lb/gal (1.32 to 2.1 g/cm ³ ) and alternatively 14.2 to 17.5 lb/gal (1.7 to 2.1 g/cm ³ ).

ИТК стабилизированного соляного раствора йодида двухвалентного металла может быть меньше или равной 70 градусам Фаренгейта (град. F) (21°C).The CTI of the stabilized divalent metal iodide salt solution can be less than or equal to 70 degrees Fahrenheit (deg F) (21°C).

Стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла может быть приготовлен путем смешивания соляного раствора и водной текучей среды в таких количествах, чтобы достигнуть желаемую плотность. На втором этапе может быть смешан первый стабилизатор йодида. По меньшей мере в одном варианте реализации на третьем этапе добавляют дополнительные добавки. Стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла может быть приготовлен в месте расположения скважины, или же он может быть приготовлен за пределами места расположения скважины и доставлен в заранее приготовленном виде к месту расположения скважины. По меньшей мере в одном варианте реализации, если стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла готовят в месте расположения скважины, дополнительные количества соединений могут быть добавлены после исходного приготовления стабилизированного соляного раствора йодида однавалентного металла. По меньшей мере в одном варианте реализации, если стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного ме- 4 042906 талла готовят за пределами места расположения скважины, дополнительные количества соединении могут быть добавлены после доставки к месту расположения скважины для регулировки свойств, если это необходимо.A stabilized divalent metal iodide brine can be prepared by mixing the brine and an aqueous fluid in such amounts to achieve the desired density. In a second step, the first iodide stabilizer may be mixed. In at least one embodiment, additional additives are added in the third step. The stabilized divalent metal iodide brine may be prepared at the well site, or it may be prepared off site and delivered pre-prepared to the well site. In at least one embodiment, if the stabilized divalent metal iodide brine is prepared at the well site, additional amounts of compounds may be added after the initial preparation of the stabilized divalent metal iodide brine. In at least one embodiment, if the stabilized ferrous metal iodide brine is prepared outside of the well site, additional amounts of the compound may be added after delivery to the well site to adjust properties, if desired.

Стабилизированные соляные растворы йодида двухвалентного металла, описанные в настоящем документе, могут быть применены в любой скважинной деятельности в ходе фаз бурения и оборудования скважины для добычи нефти и газа, для которой необходим флюид на основе соляного раствора. Скважинные деятельности могут включать в себя бурение, бурение продуктивного пласта, работы по оборудованию, работы по подземному ремонту, внутрискважинные работы и пакерную жидкость.The stabilized divalent metal iodide brines described herein can be used in any well activity during the drilling and completion phases of an oil and gas well that requires a brine-based fluid. Downhole activities may include drilling, reservoir drilling, equipment work, workover work, intervention work, and packer fluid.

В стабилизированном соляном растворе йодида двухвалентного металла отсутствуют соединения цинка, в том числе бромид цинка (ZnBr₂), так что стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла не содержит соединений цинка. В стабилизированном соляном растворе йодида двухвалентного металла отсутствует формиат цезия, так что стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла не содержит формиат цезия. В стабилизированном соляном растворе йодида двухвалентного металла отсутствуют соли-нитраты земельных металлов, так что стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла не содержит соли-нитраты земельных металлов.The stabilized divalent metal iodide brine does not contain zinc compounds, including zinc bromide (ZnBr ₂ ), so that the stabilized divalent metal iodide brine does not contain zinc compounds. Stabilized ferrous metal iodide brine does not contain cesium formate, so stabilized ferrous metal iodide brine does not contain cesium formate. The stabilized divalent metal iodide brine does not contain earth metal nitrate salts, so that the stabilized divalent metal iodide brine does not contain earth metal nitrate salts.

ПримерыExamples

Для каждого из примеров были разработаны образцы на основе матричного подхода, направленного на плотность и ИТК. В матричном подходе была разработана матрица для проведения испытаний на основе изменения количества используемой двухвалентной соли йодида, и проводили измерения свойств. Затем была разработана матрица большего размера, а образцы составляли из этой матрицы большего размера для удовлетворения заранее определенным спецификациям.For each of the examples, samples were developed based on a matrix approach focused on density and TCI. In the matrix approach, a test matrix was designed based on changing the amount of divalent iodide salt used, and property measurements were made. A larger matrix was then developed and samples were assembled from this larger matrix to meet predetermined specifications.

Пример 1. В примере 1 анализировали свойства соляных растворов с соляными растворами, содержащими бромид кальция и йодид кальция. Измерения плотности, ИТК и pH проводили перед испытанием стабильности. Образец 1 был образцом сравнения, содержащим только бромид кальция. Испытание стабильности проводили путем выдерживания образцов при комнатной температуре (70 град. F (21°C)). в течение двух месяцев. Значение pH, чистое, используемое в табл. 1, относится к значению pH неразбавленного соляного раствора, измеренному при отсутствии каких-либо добавок.Example 1 In Example 1, the properties of brines were analyzed with brines containing calcium bromide and calcium iodide. Density, TKI and pH measurements were taken prior to stability testing. Sample 1 was a reference sample containing only calcium bromide. The stability test was performed by keeping the samples at room temperature (70 deg. F (21°C)). during two months. The pH value, net, used in the table. 1 refers to the pH value of undiluted brine, measured in the absence of any additives.

Таблица 1Table 1

Свойства соляных растворов йодида двухвалентного металла/бромидаProperties of divalent metal iodide/bromide salt solutions

Вес. % Са!г Weight. % Sa!g Вес. % СаВгг Weight. % CaBgg Вес. % Воды Weight. % Water Плотность (фунт/гал) (г/см³)Density (lb/gal) (g/cm ³ ) ИТК (°F) (°C) ITC (°F) (°C) Значение pH, чистое pH value, pure Исходный цвет original color Цвет после испытания стабильности Color after stability test Образец 1 Sample 1 0 0 53,1 53.1 46,9 46.9 14,2 1,7 14.2 1.7 10 -12,2 10 -12.2 6,5 6.5 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 2 Sample 2 8 8 52 52 40 40 14,43 1,71 14.43 1.71 -35 -37,2 -35 -37.2 7,46 7.46 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 3 Sample 3 16 16 42 42 42 42 14,62 1,75 14.62 1.75 -53 -47,2 -53 -47.2 7,74 7.74 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 4 Sample 4 6 6 57,3 57.3 36,7 36.7 15,8 1,89 15.8 1.89 72,6 22,6 72.6 22.6 5,86 5.86 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 5 Sample 5 7 7 48,4 48.4 44,6 44.6 15,9 1,91 15.9 1.91 73,6 23,1 73.6 23.1 4,76 4.76 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 6 Sample 6 20 20 39,8 39.8 40,2 40.2 16,04 1,92 16.04 1.92 52,4 11,3 52.4 11.3 5,7 5.7 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment

Данные, представленные в табл. 1, демонстрируют, что использование соляного раствора, который содержит йодид кальция и бромид кальция, в результате дает повышенную плотность соляного раствора и пониженную ИТК по сравнению с соляным раствором, содержащим только бромид кальция. Переход цвета у образцов 2-6 позволяет предположить, что йодид был окислен до образования I2. В результате окисления, образцы 2-6 содержат йодид кальция, бромид кальция и I2.The data presented in table. 1 demonstrate that the use of a brine that contains calcium iodide and calcium bromide results in an increased brine density and a lower TCI compared to a brine containing only calcium bromide. The color transition in samples 2-6 suggests that the iodide was oxidized to form I2. As a result of oxidation, samples 2-6 contain calcium iodide, calcium bromide and I2.

Пример 2. В примере 2 анализировали свойства соляных растворов с соляными растворами, содержащими йодид кальция. Измерения плотности, ИТК и pH проводили перед испытанием стабильности. Испытание стабильности проводили путем выдерживания образцов при комнатной температуре (70 град. F ((21°C)) в течение двух месяцев.Example 2 In Example 2, the properties of brines were analyzed with brines containing calcium iodide. Density, TKI and pH measurements were taken prior to stability testing. The stability test was performed by keeping the samples at room temperature (70 deg. F ((21°C)) for two months.

- 5 042906- 5 042906

Таблица 2table 2

Свойства соляных растворов йодида двухвалентного металлаProperties of saline solutions of divalent metal iodide

Вес. % CaL· Weight. % CaL Вес. % Воды Weight. % Water Плотность (фунт/гал) (г/см³)Density (lb/gal) (g/cm ³ ) ИТК (°F) (°C) ITC (°F) (°C) Исходный цвет original color Цвет после испытания стабильности Color after stability test Образец 1 Sample 1 61,5 61.5 38,4 38.4 17,49 2,10 17.49 2.10 65 18,3 65 18.3 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 2 Sample 2 57,1 57.1 42,9 42.9 16,53 1,98 16.53 1.98 -15,6 -26,4 -15.6 -26.4 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 3 Sample 3 53,3 53.3 46,1 46.1 15,56 1,86 15.56 1.86 <-50* <-45,6 <-50* <-45.6 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 4 Sample 4 50 50 50 50 14,86 1,78 14.86 1.78 <-50 <-45,6 <-50 <-45.6 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment

*<- означает меньше или равно*<- means less than or equal to

Как показано в табл. 2, использование соляного раствора, который содержит только йодид кальция, может давать соляные растворы высокой плотности с низкими значениями ИТК. Переход цвета у образцов демонстрирует, что йодид был окислен до образования I₂. В результате окисления, образцы содержат йодид кальция и I₂.As shown in Table. 2, the use of a brine that contains only calcium iodide can produce high density brines with low TKI values. The color transition of the samples demonstrates that the iodide has been oxidized to form I ₂ . As a result of oxidation, the samples contain calcium iodide and I ₂ .

Пример 3. В примере 3 сравнивали стабилизированные двухвалентные соляные растворы йодида, содержащие только бромид кальция и глицерин. Первым стабилизатором йодида в примере 3 был глицерин. Измерения плотности, ИТК и pH проводили перед испытанием стабильности. Испытание стабильности проводили путем выдерживания образцов при комнатной температуре (70 град. F (21°C ) в течение двух месяцев.Example 3 In Example 3, stabilized divalent iodide salt solutions containing only calcium bromide and glycerol were compared. The first iodide stabilizer in Example 3 was glycerol. Density, TKI, and pH measurements were taken prior to stability testing. The stability test was performed by keeping the samples at room temperature (70 deg. F (21°C) for two months.

- 6 042906- 6 042906

Таблица 3Table 3

Сравнение стабилизированных соляных растворов йодида двухвалентного металла с соляными растворами бромида кальцияComparison of stabilized divalent metal iodide brines with calcium bromide brines

Вес. % CaL· Weight. % CaL Вес. % СаВг2 Weight. % CaBr2 Вес. % Воды Weight. % Water Вес. % Глице- рина Weight. % Glitse- rina Плотность (фунт/гал) (г/см³)Density (lb/gal) (g/cm ³ ) ИТК (°F) (°C) ITC (°F) (°C) Исходный цвет original color Цвет после испытания стабильности Color after stability test Образец 1 Sample 1 4,2 4.2 47,1 47.1 38,7 38.7 10 10 14,58 1,76 14.58 1.76 -2,7 -19,28 -2.7 -19.28 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 2 Sample 2 - - 52,7 52.7 37,3 37.3 10 10 14,6 1,75 14.6 1.75 5 -15 5 -15 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 3 Sample 3 16,1 16.1 44,3 44.3 32,9 32.9 6,7 6.7 14,76 1,76 14.76 1.76 <-50 -45,6 <-50 -45.6 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 4 Sample 4 - - 53,9 53.9 39,1 39.1 7 7 14,8 1,77 14.8 1.77 28 -2,22 28 -2.22 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 5 Sample 5 19 19 38,0 38.0 38,3 38.3 4,7 4.7 15,66 1,88 15.66 1.88 34,2 1,22 34.2 1.22 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 6 Sample 6 6,6 6.6 48,1 48.1 36,1 36.1 9,2 9.2 15,16 1,82 15.16 1.82 34,6 1,44 34.6 1.44 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 7 Sample 7 - - 55,7 55.7 35,3 35.3 9 9 15,2 1,82 15.2 1.82 50 10 50 10 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 8 Sample 8 5,4 5.4 52,2 52.2 33,4 33.4 9 9 15,02 1,82 15.02 1.82 27,8 -2,33 27.8 -2.33 бесцветный colorless бесцветный colorless Образец 9 Sample 9 - - 54,5 54.5 36,5 36.5 9 9 15,0 1,80 15.0 1.80 39,5 4,17 39.5 4.17 бесцветный colorless бесцветный colorless

Данные, представленные в табл. 3, показывают, что стабилизированные двухвалентные соляные растворы йодида двухвалентного металла имеют повышенные значения плотности, пониженную ИТК и стабилизацию ионов йодида двухвалентного металла. Добавление глицерина в соляные растворы йодида двухвалентного металла снижало или предотвращало окисление ионов йодида для выработки I2, что можно увидеть ввиду того, что образцы были бесцветными как в исходное время, так и после испытания стабильности. Сравнение образца 1 с образцом 2, образца 3 с образцом 4, образца 6 с образцом 7 и образца 8 с образцом 9 показывает соляные растворы со схожим значением плотности, однако образцы, содержащие йодид кальция, имеют пониженную ИТК по сравнению с образцами, содержащими только бромид кальция. Образец 5 иллюстрирует способность достигать более высоких значений плотности в отличие от соляных растворов, содержащих только бромид кальция, при этом по-прежнему имея ИТК, которая приемлема для условий процесса.The data presented in table. 3 show that the stabilized divalent metal iodide salt solutions have increased density values, reduced TCI and stabilization of divalent metal iodide ions. The addition of glycerol to divalent metal iodide salt solutions reduced or prevented the oxidation of iodide ions to produce I2, as can be seen from the fact that the samples were colorless both at baseline and after stability testing. Comparison of sample 1 with sample 2, sample 3 with sample 4, sample 6 with sample 7, and sample 8 with sample 9 shows brines with similar density value, however, samples containing calcium iodide have a lower TCI compared to samples containing only bromide calcium. Sample 5 illustrates the ability to achieve higher densities than calcium bromide-only brines while still having a TCI that is acceptable for the process conditions.

Пример 4. В Примере 4 анализировали использование сорбита в качестве первого стабилизатора йодида. Измерения плотности, ИТК и pH проводили перед испытанием стабильности и после него. Испытание стабильности проводили путем выдерживания образцов при комнатной температуре (70 град. F (21°C)) в течение двух месяцев.Example 4 Example 4 analyzed the use of sorbitol as the first iodide stabilizer. Density, TKI, and pH measurements were taken before and after the stability test. The stability test was performed by keeping the samples at room temperature (70 deg. F (21°C)) for two months.

- 7 042906- 7 042906

Таблица 4Table 4

Вес. % СаП Weight. % Glanders Вес. % Воды Weight. % Water Вес. % Сорбита Weight. % sorbitol Плотность (фунт/гал) (г/см³)Density (lb/gal) (g/cm ³ ) ИТК (°F) (°C). ITC (°F) (°C). Исходный цвет original color Цвет после испытания стабильности Color after stability test Образец 1 Sample 1 57,1 57.1 42,9 42.9 0 0 16,53 1,98 16.53 1.98 -15,6 -26,4 -15.6 -26.4 Оранжевый Orange Черный с осадком Black with sediment Образец 2 Sample 2 53 53 40 40 7 7 16,32 1,96 16.32 1.96 <-50 <-45,6 <-50 <-45.6 бесцветный colorless Прозрачный бледнооранжевый Transparent pale orange Образец 3 Sample 3 55,1 55.1 41,4 41.4 3,5 3.5 16,33 1.96 16.33 1.96 <-50 <-45,6 <-50 <-45.6 бесцветный colorless Прозрачный бледнооранжевый Transparent pale orange

Данные, представленные в табл. 4, показывают, что сорбит может стабилизировать ионы двухвалентного йодида.The data presented in table. 4 show that sorbitol can stabilize divalent iodide ions.

Пример 5. В Примере 5 испытывали стабильность соляных растворов йодида двухвалентного металла при повышенных температурах. В табл. 5 образец 1 представлял собой стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла, содержащий 37,9 вес.% CaBr₂, 19 вес.% CaI₂, 38,3 вес.% воды, 4,7 вес.% глицерина и 0,30% об./об. MEA. В табл. 6 образец 2 представлял собой стабилизированный соляной раствор йодида двухвалентного металла, содержащий 46,7 вес.% CaI₂, 29,3 вес.% воды, 24 вес.% глицерина и 0,30% об./об. MEA. В табл. 6 образец 3 представлял собой стабилизированный соляной раствор двухвалентного металла, содержащий 46,7 вес.% CaI₂, 29,3 вес.% воды и 24 вес.% глицерина. Для испытания термальной стабильности, каждый образец подвергали старению при 275 град. F (135°C) в течение 7 суток в термальных ячейках для старения под высоким давлением с давлением азота 300 фунт/кв. дюйм (2,07 МПа).Example 5 Example 5 tested the stability of divalent metal iodide salt solutions at elevated temperatures. In table. 5, sample 1 was a stabilized divalent metal iodide salt solution containing 37.9 wt.% CaBr ₂ , 19 wt.% CaI ₂ , 38.3 wt.% water, 4.7 wt.% glycerol and 0.30% v/v ./about. MEA. In table. 6 sample 2 was a stabilized divalent metal iodide salt solution containing 46.7 wt.% CaI ₂ , 29.3 wt.% water, 24 wt.% glycerol and 0.30% v/v. MEA. In table. 6, Sample 3 was a stabilized divalent metal salt solution containing 46.7 wt% CaI ₂ , 29.3 wt% water, and 24 wt% glycerol. For testing thermal stability, each sample was subjected to aging at 275 deg. F (135°C) for 7 days in thermal high pressure aging cells with 300 psi nitrogen pressure. inch (2.07 MPa).

Таблица 5Table 5

Термальная стабильность образца 1 при 275Thermal stability of sample 1 at 275

Результаты, представленные в табл. 5, показывают, что имеет место незначительное влияние на ИТК образца после воздействия повышенными температурами. Это предполагает то, что стабилизированные соляные растворы йодида двухвалентного металла могут быть подвержены воздействию повышенной температуре на забое статистически в течение длительных периодов времени без негативныхThe results presented in table. 5 show that there is little effect on the ITC of the sample after exposure to elevated temperatures. This suggests that stabilized divalent metal iodide brines can be exposed to elevated bottom hole temperatures statistically for extended periods of time without adverse effects.

--

Claims

implications for the performance of a stabilized divalent metal iodide brine solution. The results presented in table. 6 show that fluid components do not decompose when exposed to elevated temperatures. In table. 6 also illustrates that the addition of MEA helps maintain a higher pH and less drop in pH during the aging process. This suggests that the addition of MEA to the stabilized ferrous metal iodide brine improves corrosion protection and stability.

While the embodiments shown have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions, and modifications may be made to them without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope is to be determined by the following claims and their appropriate legal equivalents.

Singular grammatical forms include plural references unless the context clearly dictates otherwise.

Optional or optional means that the event or circumstances described below may or may not occur. The description includes cases where the event or circumstance occurs and cases where it does not.

Ranges may be expressed herein as from about one specific value and/or to about another specific value. When such a range is expressed, it is to be understood that, in another embodiment, a range is provided from one particular value and/or to another particular value, together with all combinations within the specified range.

Each of the words contains, has and includes, as well as all their grammatical variations used in this document and in the accompanying claims, is intended to have an open, non-limiting meaning, which does not exclude the presence of additional elements or steps.

It should be understood that the mere use of the terms first and second does not require the presence of any tertiary or third component, although this may be contemplated within the scope of the embodiments.

CLAIM

1. Composition for use in activities in the wellbore during the drilling stage and the opening stage of the formation of an oil and gas production well, containing a stabilized brine, while the stabilized brine contains:

a stabilized brine containing divalent metal iodide selected from the group consisting of calcium iodide, magnesium iodide, strontium iodide, and combinations thereof;

a first iodide stabilizer useful for removing free iodine, preventing formation of free iodine and reducing true crystallization temperature (TTC), wherein the first iodide stabilizer comprises a low molecular weight polyol selected from the group consisting of sorbitol, glycerol, xylitol, mannitol, diglycerol, molecular weight polyethylene glycol weighing less than 1000 Da and their combinations;

the second iodide stabilizer, wherein the second iodide stabilizer is suitable for absorbing free oxygen or carbon dioxide and preventing the oxidation of iodide to iodine and is selected from the group consisting of amines, amino alcohols, hydroxylamines, hydrazines, erythorbic acid and derivatives of salts of erythorbic acid, ascorbic acid and derivatives salts of ascorbate, citric acid and combinations thereof;

an aqueous liquid, where the stabilized ferrous metal iodide salt solution has a density greater than 11 lb/gal (1.32 g/cm ³ ) and where the stabilized ferrous metal iodide salt solution has a TCI less than or equal to 70 deg F (21°C) .

2. The composition according to claim 1, characterized in that the divalent metal iodide is present in the range of 1-70 wt.%, and additionally in that the first iodide stabilizer is present in the range of 0.1-35 wt.% of the stabilized divalent metal iodide salt solution.

3. The composition according to claim 1, characterized in that the stabilized salt solution additionally contains an additional halide.

4. The composition according to claim 3, characterized in that the additional halide is selected from the group consisting of a divalent metal halide selected from the group consisting of calcium bromide, calcium chloride, magnesium bromide, magnesium chloride, strontium bromide, strontium chloride and combinations thereof , a monovalent metal halide selected from the group consisting of sodium bromide, sodium chloride, sodium iodide, potassium bromide, potassium chloride, potassium iodide, lithium bromide, lithium chloride, lithium iodide, cesium bromide, cesium chloride, cesium iodide, rubidium bromide, rubidium chloride, rubidium iodide, and combinations thereof; and combinations of a divalent metal halide and a monovalent metal halide.

- 9 042906

5. The composition of claim 4, wherein the additional halide comprises a divalent metal halide selected from the group consisting of calcium bromide, calcium chloride, magnesium bromide, magnesium chloride, strontium bromide, strontium chloride, and combinations thereof.

6. The composition according to claim 4, characterized in that the additional halide comprises a monovalent metal halide selected from the group consisting of sodium bromide, sodium chloride, sodium iodide, potassium bromide, potassium chloride, potassium iodide, lithium bromide, lithium chloride, iodide lithium, cesium bromide, cesium chloride, cesium iodide, rubidium bromide, rubidium chloride, rubidium iodide, and combinations thereof.

7. The composition according to claim 4, characterized in that the divalent metal iodide is present in the range of 1-70 wt.% of the stabilized salt solution of divalent metal iodide, and additionally in that the additional halide is present in the range from 1 to 45 wt.%, and additionally, the first iodide stabilizer is present in the range of 0.1 to 35% by weight of the stabilized divalent metal iodide salt solution.

8. Composition according to claim 1, characterized in that the second iodide stabilizer is present in the range of 0.001-5% v/v.

9. A method of carrying out activities in a wellbore during a drilling step and a step of penetrating an oil and gas production well using the composition of claim 1, comprising introducing a stabilized divalent metal iodide brine into the wellbore that contains a divalent metal iodide selected from the group consisting of calcium iodide, magnesium iodide, strontium iodide, and combinations thereof;

the first iodide stabilizer, wherein the first iodide stabilizer is suitable for removing free iodine, preventing the formation of free iodine and reducing the true crystallization temperature (TTC) and contains a low molecular weight polyol selected from the group consisting of sorbitol, glycerin, xylitol, mannitol, diglycerin, polyethylene glycol with molecular weight less than 1000 Da and combinations thereof;

an aqueous fluid;

completion of activities in the wellbore during the drilling phase and the drilling phase of the oil and gas production well.

10. The method according to claim 9, characterized in that the activity in the wellbore during the drilling stage and the opening stage of the formation of the oil and gas well is selected from the group consisting of drilling, drilling of the formation, works on opening the formation, work on the reconstruction of wells, repair work in wells, and are carried out using packer fluid.

11. The method according to claim 9 or 10, wherein the stabilized divalent metal iodide salt solution further comprises an additional halide which is selected from the group consisting of a divalent metal halide selected from the group consisting of calcium bromide, calcium chloride, magnesium bromide , magnesium chloride, strontium bromide, strontium chloride and combinations thereof, a monovalent metal halide selected from the group consisting of sodium bromide, sodium chloride, sodium iodide, potassium bromide, potassium chloride, potassium iodide, lithium bromide, lithium chloride, lithium iodide, cesium bromide, cesium chloride, cesium iodide, rubidium bromide, rubidium chloride, rubidium iodide and combinations thereof, and combinations of a divalent metal halide and a monovalent metal halide.

12. A method of preparing a composition according to claim 1 containing a stabilized saline solution of divalent iodide, comprising adding 1-70 wt.% divalent metal iodide, and divalent metal iodide is selected from the group consisting of calcium iodide, magnesium iodide, strontium iodide and combinations thereof ;

adding 0.1-35 wt.% of the first iodide stabilizer, wherein the first iodide stabilizer is suitable for removing free iodine, preventing the formation of free iodine and reducing the true crystallization temperature (TTC), and the first iodide stabilizer contains a low molecular weight polyol selected from the group consisting of sorbitol , glycerin, xylitol, mannitol, diglycerin, polyethylene glycol with a molecular weight of less than 1000 Da and combinations thereof;

adding 0.001-5% v/v a second iodide stabilizer, wherein the second iodide stabilizer is suitable for absorbing free oxygen or carbon dioxide and preventing the oxidation of iodide to iodine and is selected from the group consisting of amines, amino alcohols, hydroxylamines, hydrazines, erythorbic acid and derivatives of erythorbic acid salts, ascorbic acid and derivatives salts of ascorbate, citric acid and combinations thereof.

13. The method according to claim 12, further comprising the step of adding 1-45 wt.% additional halide, and additional halide is selected from the group consisting of a divalent metal halide selected from the group consisting of calcium bromide, calcium chloride, magnesium bromide, chloride mage-

- 10 042906 nium, strontium bromide, strontium chloride and combinations thereof, monovalent metal halide selected from the group consisting of sodium bromide, sodium chloride, sodium iodide, potassium bromide, potassium chloride, potassium iodide, lithium bromide, lithium chloride, lithium iodide , cesium bromide, cesium chloride, cesium iodide, rubidium bromide, rubidium chloride, rubidium iodide, and combinations thereof, and combinations of a divalent metal halide and a monovalent metal halide.

Eurasian Patent Organization, EAPO

Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2

-