JPH0718029B2 - 高密度ブライン用腐食防止剤 - Google Patents

高密度ブライン用腐食防止剤

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JPH0718029B2
JPH0718029B2 JP4304591A JP4304591A JPH0718029B2 JP H0718029 B2 JPH0718029 B2 JP H0718029B2 JP 4304591 A JP4304591 A JP 4304591A JP 4304591 A JP4304591 A JP 4304591A JP H0718029 B2 JPH0718029 B2 JP H0718029B2
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brine
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政夫 星野
蒸二 桑原
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石油公団
株式会社テルナイト
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石油、天然ガス等の坑
井の掘削流体、あるいは高温度環境下にある石油、天然
ガス等の坑井を仕上げる際または老朽化した坑井を改修
する際に使用する坑井の仕上げ流体または改修流体とし
て用いる無機塩類溶液(本明細書においては、ブライン
という。)に添加するための腐食防止剤に関する。
【0002】さらに詳しくは、本発明は、高温高圧力の
環境下にある石油、天然ガス等の生産坑井をブラインを
用いて仕上げる際などに、ドリリングパイプ、ケーシン
グパイプあるいはチュービングパイプなどの鋼管類の腐
食による損傷を防止するために、ブラインに添加する腐
食防止剤に関する。
【0003】
【従来の技術】従来、石油、天然ガス等の坑井における
掘削流体や多くの坑井の仕上げ用流体、改修用流体また
はパッター用流体としてブラインが用いられている。
【0004】地層圧力が低く、地層温度が比較的低い条
件下で使用するためのブラインの腐食作用はあまり大き
くないため、これに通常の腐食防止剤を添加することに
よって、ドリリングパイプ、ケーシングパイプあるいは
チュービングパイプなどの鋼管類の腐食を防止すること
ができる。
【0005】従来から用いられている腐食防止剤には、
脂肪酸誘導体、イミダゾール類およびその誘導体、第四
級アンモニウム塩類、硫黄を含むメルカプト類、チオシ
アン酸塩類、チオグリコール及びチオ尿素類など、数多
くのものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの腐食
防止剤を高温高圧力の環境下で用いる高密度ブラインに
添加した場合には、高温高圧力の環境下で使用する鋼管
類の防食性に欠け、腐食防止剤が熱分解を起し、沈殿物
あるいはスケール等を発生し孔食等の局部腐食が発生す
る。
【0007】したがって、高温高圧力の環境下において
は、上記のような従来から用いられている腐食防止剤に
よって、ドリリングパイプ、ケーシングパイプあるいは
チュービングパイプなどの鋼管類の腐食を防止すること
はできない。
【0008】すなわち、近年、石油、天然ガス等の坑井
では生産層保護の目的から、掘削流体、仕上げ流体、改
修流体等として高密度ブラインが用いられるようになっ
てきた。また、パッカー流体としても、チュービングや
パッカーの回収を容易にするというような観点から、高
密度ブラインが用いられるようになってきた。
【0009】さらに、近年の石油、天然ガス等の坑井掘
削の傾向として、深堀井が多くなり、それに応じて坑底
温度が高くなり、高密度ブラインを用いる場合が多くな
った。このため、ドリリングパイプ、ケーシングパイプ
あるいはチュービングパイプなどの鋼管類の腐食が一層
深刻な問題となっている。
【0010】これらの鋼管類の腐食が促進されると、鋼
管類が破裂などの損傷を起し、坑井内の事故の原因とな
る。この事故により、掘削作業、仕上げ作業あるいは生
産作業が困難となり、場合によっては、廃坑となり、多
大な損害を被ることになる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高温高圧
力の環境下で用いる高密度ブラインに対する効果的な腐
食防止剤について鋭意研究し、本発明を完成するに至っ
た。
【0012】すなわち本発明の高密度ブライン用腐食防
止剤は、(a)含硫黄化合物の少なくとも1種、(b)
よう素化合物の少なくとも1種、および(c)亜鉛塩の
少なくとも1種からなることを特徴とするものであり、
高温高圧力の環境下において用いる高密度ブラインに添
加することによって、ドリリングパイプ、ケーシングパ
イプ、チュービングパイプなどの鋼管類の腐食を防止す
るものである。
【0013】本発明の腐食防止剤を添加する高密度ブラ
インは、通常、リチューム、カリウム、ナトリウム等の
アルカリ金属、あるいは、マグネシウム、カルシウム等
のアルカリ土類金属の塩化物もしくは臭化物、または亜
鉛の塩化物等から選ばれた1種または2種以上の塩から
なる水溶液であり、比重が1.10〜2.50のものである。
【0014】一般に、高密度ブライン用腐食防止剤に
は、次のような性能が要求される。 (1)高密度ブラインに完全に溶解すること。 (2)少量の添加で防食効果があり、孔食など鋼管の損
傷をまねく局部腐食を発生させないこと。 (3)高温度下で、長期間腐食抑制効果が安定して持続
すること。
【0015】このような性能を有し、かつ高温高圧力の
環境下で高密度ブラインに添加して鋼管類の腐食防止に
効果のある腐食防止剤としては、硫黄含有化合物系の腐
食防止剤が好ましく、局部腐食がなく、より優れた腐食
防止効果を示す。
【0016】したがって、本発明の腐食防止剤は硫黄含
有化合物系の腐食防止剤であり、(a)硫黄含有化合物
として、チオシアン酸およびその水溶性塩、チオグリコ
ール酸およびその水溶性塩、ならびにチオ尿素からなる
群から選ばれた少なくとも1種類の硫黄含有化合物を含
有しているものである。
【0017】また、本発明の腐食防止剤は(b)よう素
化合物を含有しており、(b)よう素化合物としては、
好ましくはよう化水素またはその水溶性塩を用いること
ができる。
【0018】さらに、本発明の腐食防止剤は(c)亜鉛
塩を含有しており、(c)亜鉛塩としては、好ましくは
塩化亜鉛、臭化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛等の無機塩
類、および酢酸亜鉛、クエン酸亜鉛、リンゴ酸亜鉛等の
有機酸塩類の水溶性亜鉛塩が用いられる。
【0019】本発明の腐食防止剤は、(a)硫黄含有化
合物を好ましくは1〜50重量部、より好ましくは5〜30
重量部、(b)よう素化合物を好ましくは1〜50重量
部、より好ましくは5〜40重量部、(c)亜鉛塩を好ま
しくは20〜60重量部、より好ましくは20〜60重量部、そ
れぞれ含有しており、これら3者の合計量が 100重量部
になるように混合した組成からなる。
【0020】本発明の腐食防止剤は、高温高圧力の環境
下において用いる高密度ブラインに添加して、ブライン
による鋼管類の腐食を防止するものであるが、本発明に
おいて「高温高圧力の環境下」とは、60℃以上、10気圧
以上の条件下にあることを意味している。また、本発明
が対象とする鋼管類には、クロム−ニッケルをベースと
した鋼管も含まれ、本発明の腐食防止剤は、 API規格の
鋼管で、経済的、強度的に考えた場合に、最も耐腐食性
の劣るAPI 5CT グループのN−80鋼などに対しても腐食
防止効果がある。
【0021】
【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【0022】1)試験片として、N−80鋼(住友金属工
業(株)製)の鋼管から切り出した寸法12×100 ×3mm
(表面積30.72cm2)の鋼片を用い、高密度ブラインとし
て、塩化カルシウム 2.5重量%および臭化カルシウム5
3.5重量%を水43.7重量%に溶解した比重1.75の水溶液
を用いて、下記の腐食試験を行なった。 記 腐食試験 イ)内容量 100mlのガラス製円筒容器中に、高密度ブラ
イン80ml(試験液対試験片面積比の比液量が 2.6ml/cm
2 )と、所定量の試験液(腐食防止剤)を加えて撹拌し
て完全に溶解させた後、試験片を浸漬する。 ロ)ステンレス制オートクレブ中に、イ)のガラス製円
筒容器を入れ、空気を窒素ガスで置換した後、窒素ガス
で20kg/cm2 に加圧する。 ハ)あらかじめ、 200℃に加温した恒温器中にオートク
レーブを入れ、 200℃で7日間静置して腐食試験を行
う。 ニ)試験後、オートクレーブを放冷した後開放し、試験
片を取り出し、表面の付着物及び錆等を取り除き、洗
浄、乾燥し秤量する。 平均腐食速度(mpy) は、次の式に従って算出する。
【0023】
【数1】 mpy (mil /year):単位当たりの平均浸食度を1年間
に換算した値。 係数16387 : cm3/in3 の換算係数、鉄の比重:7.86
【0024】実施例1〜4,比較例1〜7: 試験液として、表1に示す組成を有する腐食防止剤(試
料1〜11) を用いて、上記の腐食試験を行い、平均腐食
速度を算出した。平均腐食速度を表2に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】実施例5〜12, 比較例8〜13: 試験液として、表3に示す組成を有する腐食防止剤(試
料12〜25) を用いて、上記の腐食試験を行い、平均腐食
速度を算出した。平均腐食速度を表4に示す。
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】実施例13〜19, 比較例14: 試験液として、表5に示す組成を有する腐食防止剤(試
料26〜33) を用いて、上記の腐食試験を行い、平均腐食
速度を算出した。平均腐食速度を表6に示す。
【0031】
【表5】
【0032】表5中、記号A〜Jは、次の意味である。 A:チオシアン酸カリウム、B:チオグリコール酸、
C:チオ尿素、D:チオシアン酸アンモニウム、E:よ
う化ナトリウム F:よう化カルシウム、G:よう化カ
リウム、H:塩化亜鉛、I:臭化亜鉛、J:硝酸亜鉛
【0033】
【表6】
【0034】実施例20〜23, 比較例15〜18: チオシアン酸カリウム0.10重量部、よう化カリウム0.17
重量部および塩化亜鉛0.27重量部からなる腐食防止剤
(試料34) を、表7に示す各高密度ブラインA〜D100
重量部に対して、0.54重量部添加する以外は上記腐食試
験と同様の腐食試験を行った。また比較試験として腐食
防止剤を添加しない場合の腐触試験を行い、その結果を
表8に示す。
【0035】
【表7】
【0036】
【表8】
【0037】実施例24〜27, 比較例19〜22: チオシアン酸カリウム0.10重量部、よう化カリウム0.17
重量部および塩化亜鉛0.27重量部からなる腐食防止剤
(試料35) を、表9に示す組成を有するブラインE〜H
100 重量部に対して、0.5 重量部添加し、温度を変化さ
せて、30日間の腐食試験を行った。なお、他の条件は上
記腐食試験と同様として、平均腐食速度を求めた。
【0038】
【表9】
【0039】腐食試験の結果を図1〜4に示す。
【0040】
【発明の効果】本発明の腐食防止剤は、石油、天然ガス
井などにおける、高密度ブラインを用いる掘削、仕上げ
または改修作業に使用されるドリリングパイプ、ケーシ
ングパイプあるいはチュービングパイプなどの鋼管類の
腐食防止に優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブラインEを用いた腐食試験の結果を示すグラ
フである。
【図2】ブラインFを用いた腐食試験の結果を示すグラ
フである。
【図3】ブラインGを用いた腐食試験の結果を示すグラ
フである。
【図4】ブラインHを用いた腐食試験の結果を示すグラ
フである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)含硫黄化合物の少なくとも1種、
    (b)よう素化合物の少なくとも1種、および(c)亜
    鉛塩の少なくとも1種からなることを特徴とする高密度
    ブライン用腐食防止剤。
  2. 【請求項2】 含硫黄化合物が、チオシアン酸およびそ
    の水溶性塩、チオグリコール酸およびその水溶性塩、な
    らびにチオ尿素からなる群から選ばれた少なくとも1種
    であることを特徴とする請求項1記載の腐食防止剤。
  3. 【請求項3】 よう素化合物が、よう化水素およびその
    水溶性塩からなる群から選ばれた少なくとも1種である
    ことを特徴とする請求項1記載の腐食防止剤。
  4. 【請求項4】 亜鉛塩が、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硝酸亜
    鉛、硫酸亜鉛等の無機塩類、および酢酸亜鉛、クエン酸
    亜鉛、リンゴ酸亜鉛等の有機酸塩類の水溶性亜鉛塩から
    なる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴と
    する請求項1記載の腐食防止剤。
JP4304591A 1991-02-15 1991-02-15 高密度ブライン用腐食防止剤 Expired - Lifetime JPH0718029B2 (ja)

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