NO146642B - PROCEDURE AND METHOD OF INACTIVATING IONIZABLE SULFIDE IN A BROWN DRILL - Google Patents

PROCEDURE AND METHOD OF INACTIVATING IONIZABLE SULFIDE IN A BROWN DRILL Download PDF

Info

Publication number
NO146642B
NO146642B NO781758A NO781758A NO146642B NO 146642 B NO146642 B NO 146642B NO 781758 A NO781758 A NO 781758A NO 781758 A NO781758 A NO 781758A NO 146642 B NO146642 B NO 146642B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
zinc
chelate
fluid
nitrilotriacetic acid
added
Prior art date
Application number
NO781758A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO781758L (en
NO146642C (en
Inventor
Leroy Lloyd Carney
Original Assignee
Halliburton Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/896,221 external-priority patent/US4252655A/en
Application filed by Halliburton Co filed Critical Halliburton Co
Publication of NO781758L publication Critical patent/NO781758L/en
Publication of NO146642B publication Critical patent/NO146642B/en
Publication of NO146642C publication Critical patent/NO146642C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/54Compositions for in situ inhibition of corrosion in boreholes or wells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/528Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning inorganic depositions, e.g. sulfates or carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/528Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning inorganic depositions, e.g. sulfates or carbonates
    • C09K8/532Sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/20Hydrogen sulfide elimination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår inaktivering av hydrogensulfid eller oppløselige sulfidionforurensninger som hyppig fore-kommer i brønner som trenger gjennom underjordiske formasjoner, som oljebrønner, gassbrønner og lignende. Fjerning eller inaktivering av sulfidioner er nødvendig for å forhindre forgift-ning av personell, forurensning av området og utstrakt korroder-ing av stålrør og verktøy som anvendes i brønnen. The present invention relates to the inactivation of hydrogen sulphide or soluble sulphide ion contaminants which frequently occur in wells that penetrate underground formations, such as oil wells, gas wells and the like. Removal or inactivation of sulphide ions is necessary to prevent poisoning of personnel, contamination of the area and extensive corrosion of steel pipes and tools used in the well.

En fremgangsmåte for å inaktivere hydrogensulfid i vandige borevæsker er beskrevet i US patentskrift nr. 3 928 211. Ved denne fremgangsmåte tilsettes borevæsken visse metallforbindelser som danner uoppløselige sulfidforbindelser. Som slike metallforbindelser anvendes fortrinnsvis zinkcarbonat, basisk zinkcarbonat og zinkhydroxyd. Alternativt kan zinkforbindelsene tilsettes borevæsken i form av komplekser med kjente organiske dispergeringsmidler, såsom quebracho, lignosulfonater og lignitter. Disse dispergeringsmidler benyttes for å holde de beskrevne zinkforbindelser kolloidalt dispergert i borevæsken. A method for inactivating hydrogen sulphide in aqueous drilling fluids is described in US patent document no. 3 928 211. In this method certain metal compounds are added to the drilling fluid which form insoluble sulphide compounds. Zinc carbonate, basic zinc carbonate and zinc hydroxide are preferably used as such metal compounds. Alternatively, the zinc compounds can be added to the drilling fluid in the form of complexes with known organic dispersants, such as quebracho, lignosulfonates and lignites. These dispersants are used to keep the described zinc compounds colloidally dispersed in the drilling fluid.

Fra US patentskrift nr. 3 107 739 er det kjent å tilsette visse zink-chelatforbindelser til borevæsker for å forhindre at hydratiser-bare leirmaterialer og leirelignende materialer i en brønn hydra-tiseres og derved sveller ut og sprekker, slik at brønnveggene kan rase ut. Det er imidlertid her ikke tale om å uskadeliggjøre sulfider, og dessuten innebærer en utøvelse av fremgangsmåten ifølge nevnte US patentskrift forandringer av borevæskens rheologiske egenskaper som følge av de tilsetninger som foretas. From US patent no. 3 107 739 it is known to add certain zinc chelate compounds to drilling fluids to prevent hydratable clay materials and clay-like materials in a well from being hydrated and thereby swelling and cracking, so that the well walls can erupt. However, there is no question here of rendering sulphides harmless, and furthermore, carrying out the method according to the aforementioned US patent involves changes in the rheological properties of the drilling fluid as a result of the additions that are made.

Nu er det viktig å kunne bibeholde en borevæskes rheologiske egenskaper, samtidig som der foretas tilsetninger for å oppnå den ene eller annen effekt. I henhold til oppfinnelsen har det nu vist seg mulig å uskadeliggjøre sulfider i en brønnborevæske ved tilsetning til borevæsken av et bestemt, ikke tidligere anvendt, chelat, samtidig som borevæskens ønskede rheologiske egenskaper bibeholdes. Now it is important to be able to maintain the rheological properties of a drilling fluid, while additions are made to achieve one effect or another. According to the invention, it has now been shown to be possible to neutralize sulphides in a well drilling fluid by adding to the drilling fluid a specific, not previously used, chelate, while maintaining the desired rheological properties of the drilling fluid.

Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes der således en fremgangsmåte ved inaktivering av ioniserbart sulfid i en brønn-borevæske med en pH på 5 - 12 uten uheldig påvirkning av væskens rheologi, ved hvilken der til væsken settes et organo-Zn-chelat som tilfører væsken zinkion. Fremgangsmåten er karakteristisk ved at væsken enten tilsettes et Zn-nitrilotrieddiksyrechelat med en stabilitetskonstant på 10-16, eller tilsettes en oppløselig zinkforbindelse og nitrilotrieddiksyre i overskudd over zinkionet for å danne samme Zn-nitrilotrieddiksyre in situ, og ved at det tilsatte eller in situ dannede chelat blandes med væsken for å danne zinksulfider, idet chelatkonsentrasjonen opprettholdes på With the help of the invention, there is thus provided a method for inactivating ionizable sulphide in a well drilling fluid with a pH of 5 - 12 without adversely affecting the fluid's rheology, whereby an organo-Zn chelate is added to the fluid which adds zinc ions to the fluid. The method is characteristic in that the liquid is either added to a Zn-nitrilotriacetic acid chelate with a stability constant of 10-16, or a soluble zinc compound and nitrilotriacetic acid are added in excess over the zinc ion to form the same Zn-nitrilotriacetic acid in situ, and in that the added or in situ formed chelate is mixed with the liquid to form zinc sulphides, the chelate concentration being maintained at

0,71 - 1,43 g/l, hvilket er tilstrekkelig til å holde sulfidionkonsentrasjonen under det ønskede nivå. 0.71 - 1.43 g/l, which is sufficient to keep the sulphide ion concentration below the desired level.

Likeledes tilveiebringes der ved hjelp av oppfinnelsen et tilsetningsmiddel for anvendelse ved den nye fremgangsmåte, hvilket tilsetningsmiddel utmerker seg ved at det inneholder Zn-nitrilotrieddiksyrechelat med en stabilitetskonstant på 10-16 eller en kombinasjon av en oppløselig zinkforbindelse og nitrilotrieddiksyre, med en stabilitetskonstant på 10-16. The invention also provides an additive for use in the new method, which additive is distinguished by the fact that it contains Zn-nitrilotriacetic acid chelate with a stability constant of 10-16 or a combination of a soluble zinc compound and nitrilotriacetic acid, with a stability constant of 10- 16.

Borevæsken er fortrinnsvis en vandig dispergert eller ikke-dispergert væske. Borevæsken kan imidlertid også være en væske på oljebasis eller en emulsjon. Oljen kan være et hvilket som helst vanlig flytende hydrocarbon, som alifatisk hydrocarbon, aromatisk hydrocarbon eller en blanding derav. Væsken blir i typiske tilfeller sirkulert i brønnen under boring og andre operasjoner, slik at konsentrasjonen av zinkchelatet må overvåkes. Væsken bør også overvåkes for å kunne påvise nærvær av hydrogensulfid eller sulfidioner som ville indikere behov for tilsetning av zinkchelat eller et behov for å øke konsentrasjonsnivået av zinkchelat i væsken. The drilling fluid is preferably an aqueous dispersed or non-dispersed fluid. However, the drilling fluid can also be an oil-based fluid or an emulsion. The oil can be any common liquid hydrocarbon, such as aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon or a mixture thereof. The liquid is typically circulated in the well during drilling and other operations, so the concentration of the zinc chelate must be monitored. The liquid should also be monitored to detect the presence of hydrogen sulphide or sulphide ions which would indicate a need for the addition of zinc chelate or a need to increase the concentration level of zinc chelate in the liquid.

Det er av største betydning at zinkchelatet ikke bare fjerner hydrogensulfidet, men gjør dette uten skadelig påvirkning av væskens rheologiske egenskaper, såsom fortykning eller gelering av slammet eller en betraktelig økning i væsketapet. Ved boring, fullføring eller overhaling av en brønn er dette av betydning, fordi det er vesentlig for å opprettholde sirkulasjon og kontroll med brønnen når uønskede og skadelige forhold gjør seg gjeldende, såsom ved forekomst av hydrogensulfid. Zn-nitrilotrieddiksyrechelatet som anvendes i henhold til oppfinnelsen, har en ioniser-ings- eller stabilitetskonstant på 10-16. som beskrevet av Stanley Chaber og Arthur E. Martell i Organic Sequestering Agents, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1959. En slik stabilitetskonstant forhindrer dannelse av uoppløselig zinkhydrox<y>d, som ville forhindre reaksjon av zinkionet med sulfid eller gjøre zinkionet utilgjengelig for reaksjonen med hydrogensulfid. Stabili-tetskonstanten er dessuten slik at dannelsen av sterkt oppløselige zinkforbindelser som ville ha skadelig virkning på rheologien av brønnvæsken og således kontrollen med brønnen, forhindres. Nitrilotrieddiksyre, som anvendes som chelant for dannelse av Zn-nitrilotrieddiksyrechelatet, har en stabilitetskonstant som ovenfor nevnt på 11,0. It is of the utmost importance that the zinc chelate not only removes the hydrogen sulphide, but does so without adversely affecting the rheological properties of the liquid, such as thickening or gelling of the sludge or a considerable increase in liquid loss. When drilling, completing or overhauling a well, this is important, because it is essential to maintain circulation and control of the well when undesirable and harmful conditions occur, such as in the presence of hydrogen sulphide. The Zn-nitrilotriacetic acid chelate used according to the invention has an ionization or stability constant of 10-16. as described by Stanley Chaber and Arthur E. Martell in Organic Sequestering Agents, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1959. Such a stability constant prevents the formation of insoluble zinc hydrox<y>d, which would prevent reaction of the zinc ion with sulfide or make the zinc ion unavailable for the reaction with hydrogen sulphide. The stability constant is also such that the formation of highly soluble zinc compounds which would have a harmful effect on the rheology of the well fluid and thus the control of the well is prevented. Nitrilotriacetic acid, which is used as a chelant for the formation of the Zn-nitrilotriacetic acid chelate, has a stability constant as mentioned above of 11.0.

Zink er et meget gunstig metallion for reaksjon med sulfidet på grunn av det spesielle stabilitetskonstantområde og forlikeligheten med borevæskerheologi. Zinkionet er særlig virksomt for å reagere med det oppløselige sulfid eller sulfidionet for å forhindre stress-sprekking av stålrør og redskaper anvendt i brønnen og for å forhindre unnvikelse av hydrogensulfid som ville virke som en gift overfor personell og miljøet som omgir brønnen. Det kompleksbundne zinkion feller effektivt sulfidionet i brønnvæsken. Zink stanser effektivt stress-sprekking av jern-metaller uten å avsettes på metallet og bevirke galvanisk korro-sjon. Videre bevirker ikke zink strekk-sprekking ved sekundære oxygenreaksjoner. Denne zinksulfidfeining har ikke skadelig virkning på brønnvæskens rheologi og kan lett fjernes ved konvensjonelle metoder som sentrifugering, filtrering eller felning i slambeholderne. Zink-nitrilotrieddiksyrechelatet er virksomt over et vidt pH-område og reagerer praktisk talt momentant med dets tilsetning til borevæsken for effektivt å inaktivere hydrogensulfidet for å forhindre stress-sprekking av.metaller og fri-gjørelse av hydrogensulfid ved overflaten. Det bør inneholde minst 10 vekt% zink, fortrinnsvis fra 15 til 25 vekt% zink. Zink-nitrilotrieddiksyrechelatet er effektivt over et vidt pH-område på 5 - 12, men anvendes fortrinnsvis i pH-området 6-11. Chelatet kan anvendes alene eller sammen med konvensjonelle brønn-væsketilsetninger, og endog andre sulfidfjernende materialer. Chelatet kan effektivt fjerne zinksulfidkonsentrasjoner fra bare spormengder som 1 ppm opp til store mengder som tusener av ppm, ved ganske enkelt å tilsette den mengde chelat som er nødvendig for støkiometrisk omsetning med sulfidet. Chelatet skal være til-stede i brønnvæsken som en sikkerhetsfaktor i en konsentrasjon av 0,71 - 1,43 g/l, Zinc is a very favorable metal ion for reaction with the sulfide due to its special stability constant range and compatibility with drilling fluid rheology. The zinc ion is particularly effective in reacting with the soluble sulphide or sulphide ion to prevent stress cracking of steel pipes and tools used in the well and to prevent the escape of hydrogen sulphide which would act as a poison to personnel and the environment surrounding the well. The complexed zinc ion effectively traps the sulphide ion in the well fluid. Zinc effectively stops stress cracking of ferrous metals without being deposited on the metal and causing galvanic corrosion. Furthermore, zinc does not cause tensile cracking in secondary oxygen reactions. This zinc sulphide sweep does not have a harmful effect on the rheology of the well fluid and can be easily removed by conventional methods such as centrifugation, filtration or settling in the mud tanks. The zinc nitrilotriacetic acid chelate is active over a wide pH range and reacts virtually instantaneously upon its addition to the drilling fluid to effectively inactivate the hydrogen sulfide to prevent stress cracking of metals and release of hydrogen sulfide at the surface. It should contain at least 10% by weight zinc, preferably from 15 to 25% by weight zinc. The zinc nitrilotriacetic acid chelate is effective over a wide pH range of 5-12, but is preferably used in the pH range 6-11. The chelate can be used alone or together with conventional well fluid additives, and even other sulphide removing materials. The chelate can effectively remove zinc sulfide concentrations from only trace amounts such as 1 ppm up to large amounts such as thousands of ppm, by simply adding the amount of chelate necessary for stoichiometric reaction with the sulfide. The chelate must be present in the well fluid as a safety factor in a concentration of 0.71 - 1.43 g/l,

Zink-nitrilotrieddiksyrechelatet kan tilsettes brønnvæsken som et på forhånd fremstilt zinkchelat, enten i væskeform eller i tørr pulverform. Dessuten kan chelatet dannes i brønnvæsken in situ ved tilsetning av en vannoppløselig zinkforbindelse og nitrilotrieddiksyre i det ønskede vektforhold, som er fra 4:1 The zinc nitrilotriacetic acid chelate can be added to the well fluid as a pre-prepared zinc chelate, either in liquid form or in dry powder form. In addition, the chelate can be formed in the well fluid in situ by adding a water-soluble zinc compound and nitrilotriacetic acid in the desired weight ratio, which is from 4:1

til 99:1, fortrinnsvis fra 4:1 til 9:1. Foretrukne oppløselige zinkforbindelser for å danne chelatet er zinksulfat, zinkklorid og andre lett tilgjengelige oppløselige zinkforbindelser. Zink-forbindelsen kan med fordel inneholde et ion som acetat, sulfat, ammonium, bromat, bromid, klorat, klorid, formiat, jodid, nitrat, silicofluorid, sulfoxylat eller hydrosulfit. to 99:1, preferably from 4:1 to 9:1. Preferred soluble zinc compounds for forming the chelate are zinc sulfate, zinc chloride and other readily available soluble zinc compounds. The zinc compound can advantageously contain an ion such as acetate, sulphate, ammonium, bromate, bromide, chlorate, chloride, formate, iodide, nitrate, silicofluoride, sulphoxylate or hydrosulphite.

Mindre oppløselige forbindelser som zinkcarbonat eller basisk zinkcarbonat kan også anvendes for å fremstille chelatet, men lengre reaksjonstider blir da nødvendige. For å kunne an-vende mindre oppløselige zinkforbindelser bør chelatene forblandes og skilles fra anionet. Mengden av anionet av forbind-elsen som anvendes for å tilføre zinkionet for chelanten, må holdes nede for å forhindre uheldige virkninger. Hvis f.eks. zinkcarbonat anvendes, bør chelatet forblandes og renses ved å fjerne carbonatet da carbonationet flokkulerer leirer som fore-kommer i borevæsker. Less soluble compounds such as zinc carbonate or basic zinc carbonate can also be used to prepare the chelate, but longer reaction times are then necessary. In order to be able to use less soluble zinc compounds, the chelates should be premixed and separated from the anion. The amount of the anion of the compound used to supply the zinc ion for the chelant must be kept low to prevent adverse effects. If e.g. zinc carbonate is used, the chelate should be premixed and purified by removing the carbonate, as the carbonate ion flocculates clays that occur in drilling fluids.

Chelatet kan også dannes in situ på feltet, men nitrilotrieddiksyren og den oppløselige zinkforbindelse bør tilsettes sammen og blandes slik at zinkionet ikke feller leirene og chelanten ikke adsorberes på faste partikler. Nitrilotrieddiksyren bør tilsettes i overskudd. For borevæsker med høye fast-stoff konsentrasjoner bør nitrilotrieddiksyren og zinkforbind-elsen tilsettes langsomt og blandes omhyggelig med borevæsken før denne sirkuleres i brønnen. The chelate can also be formed in situ in the field, but the nitrilotriacetic acid and the soluble zinc compound should be added together and mixed so that the zinc ion does not precipitate the clays and the chelant is not adsorbed on solid particles. The nitrilotriacetic acid should be added in excess. For drilling fluids with high solids concentrations, the nitrilotriacetic acid and the zinc compound should be added slowly and mixed carefully with the drilling fluid before it is circulated in the well.

Fremstillingen og anvendelsen av zink-nitrilotrieddiksyrechelatet som anvendes i henhold til oppfinnelsen, bør være åpen-bar for fagfolk i lys av foreliggende beskrivelse. De følgende litteraturhenvisninger skal imidlertid gis som et supplement: US patenter 2 801 994, 3 099 874, 3 107 739, 3 146 199, 3 431 202, 3 441 504, 3 462 239, 3 506 572, 3 578 508, 3 580 934,' 3 669 613, 3 697 498, 3 699 042, 3 810 882, 3 928 211 og 4 000 083, Stanley Chaber og Arthur E. Martell, Organic Sequestering Agents, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1959, The production and use of the zinc nitrilotriacetic acid chelate used according to the invention should be obvious to those skilled in the art in light of the present description. However, the following literature references should be given as a supplement: US patents 2,801,994, 3,099,874, 3,107,739, 3,146,199, 3,431,202, 3,441,504, 3,462,239, 3,506,572, 3,578,508, 3,580 934,' 3,669,613, 3,697,498, 3,699,042, 3,810,882, 3,928,211 and 4,000,083, Stanley Chaber and Arthur E. Martell, Organic Sequestering Agents, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1959,

Lars Gunnar Sillen og Arthur E. Martell, Stability Constants of Metal-Ion Complexes, Metcalfe & Cooper Limited, London, 1964, K. B. Yatsimirskii og V. P. Vasil'ev, Instability Constants of Complex Compounds, Consultants Bureau, New York, 1960. Lars Gunnar Sillen and Arthur E. Martell, Stability Constants of Metal-Ion Complexes, Metcalfe & Cooper Limited, London, 1964, K. B. Yatsimirskii and V. P. Vasil'ev, Instability Constants of Complex Compounds, Consultants Bureau, New York, 1960.

Denne litteratur viser tidligere anvendte rensere og diverse praksis hva angår fremstilling og anvendelse av boreslam. This literature shows previously used cleaners and various practices regarding the production and use of drilling mud.

Eksempler Examples

Prøver ble undersøkt med hensyn på reaksjon med hydrogensulfid (H2S) i en standard borevæske på vannbasis (pH = 9,0). Behandlingsnivået for tilsetningene var beregnet for å gi den samme molarkonsentrasjon av zinkmetall i alle undersøkte prøver. Hydrogensulfid ble utviklet fra 0,1 M natriumsulfid (Na2S) med svovelsyre og hydrogensulfidet ble boblet inn i borevæskeprøven i en Waring-blender. For hver 100 ml 0,1 M Na2S anvendt, ble 970 ppm H2S utviklet for reaksjon i borevæsken. Hydrogensulfidet ble boblet gjennom prøven inntil H2S-avgivelse ble påvist med blyacetatpapir hvilket viste metning av slammet med H2S. Samples were tested for reaction with hydrogen sulfide (H2S) in a standard water-based drilling fluid (pH = 9.0). The treatment level for the additives was calculated to give the same molar concentration of zinc metal in all examined samples. Hydrogen sulfide was developed from 0.1 M sodium sulfide (Na2S) with sulfuric acid and the hydrogen sulfide was bubbled into the drilling fluid sample in a Waring blender. For every 100 ml of 0.1 M Na2S used, 970 ppm H2S was developed for reaction in the drilling fluid. The hydrogen sulphide was bubbled through the sample until H2S release was detected with lead acetate paper indicating saturation of the sludge with H2S.

Virkningen av tilsetningen på stress-sprekking ble bedømt under anvendelse av forspente stållagere i forskjellige borevæsker ved 66° C med rullinga dvs. aldring eller varmrulling av prøven i en bestemt tid. The effect of the addition on stress cracking was assessed using prestressed steel bearings in different drilling fluids at 66°C with rolling, i.e. aging or hot rolling of the sample for a specific time.

De fleste av chelatene ble syntetisert under anvendelse av de følgende trinn: 1. Ekvimolare mengder av cheleringsmidlet og zink-saltet ble omrørt i en minimal mengde vann i 30 minutter. 2. Oppløsningen ble gjort alkalisk (pH 8-9) med Most of the chelates were synthesized using the following steps: 1. Equimolar amounts of the chelating agent and the zinc salt were stirred in a minimal amount of water for 30 minutes. 2. The solution was made alkaline (pH 8-9) with

KOH. KOH.

3. Absolutt ethanol ble tilsatt for å felle chelatene, som ble frafiltrert og tørret. 3. Absolute ethanol was added to precipitate the chelates, which were filtered off and dried.

Stabiliteten av de organometalliske chelater av bly, zink og kobber varierer i henhold til metallet, cheleringsmid-del, pH, etc. Med zinkmetallion chelert med nitrilotrieddiksyre (NTA) hadde forbindelsene liten skadelig virkning på borevæskens egenskaper. Hydrogensulfid reagerer lett med Cu-, Pb- The stability of the organometallic chelates of lead, zinc and copper varies according to the metal, chelating agent, pH, etc. With zinc metal ion chelated with nitrilotriacetic acid (NTA), the compounds had little detrimental effect on the properties of the drilling fluid. Hydrogen sulphide reacts easily with Cu-, Pb-

og Zn-chelatene av NTA og feller sulfidionet som uoppløselig CuS, PbS eller ZnS. Skjønt disse forbindelser er meget effektive t^S-fjernere, er det bare ZnNTA (Zn-nitrilotrieddiksyrechelat) som også forhindrer sulfidstrekk-sprekking av forspente stållagere og ikke har noen skadelige virkninger på boreslammet. I virkeligheten vil ofte lågere anbragt i slam behandlet med PbNTA og CuNTA sprekke før lågere i ubehandlet slam. and the Zn chelates of NTA and traps the sulfide ion as insoluble CuS, PbS, or ZnS. Although these compounds are very effective t^S scavengers, only ZnNTA (Zn-nitrilotriacetic acid chelate) also prevents sulphide stress cracking of prestressed steel bearings and has no harmful effects on the drilling mud. In reality, bearings placed in sludge treated with PbNTA and CuNTA will often crack before bearings in untreated sludge.

Zink-lignosulfonater inneholdende zink er effektive Zinc lignosulfonates containing zinc are effective

til å forhindre stress-sprekking i lågere. Skumming er imidlertid et alvorlig problem/ og zinkkonsentrasjonen er meget lav i dette chelat. to prevent stress cracking in bearings. However, foaming is a serious problem/ and the zinc concentration is very low in this chelate.

Uorganiske forbindelser av zink (natriumzinkat) og Inorganic compounds of zinc (sodium zincate) and

bly (natriumplumbit) er effektive H2S-fjernere. Allikevel forhindrer ikke disse forbindelser sulfid-stress-sprekking av lågere i behandlet slam. lead (sodium plumbite) are effective H2S scavengers. However, these compounds do not prevent sulphide stress cracking of bearings in treated sludge.

Prøvene ble undersøkt som beskrevet ovenfor. Prøver av slam på vannbasis ble fremstilt med følgende tilsetninger: 2,5 7 g/l NaCl, 4,9 9 g/l CaC03, 4 5,65 g/l Wyoming bentonit, The samples were examined as described above. Water-based sludge samples were prepared with the following additions: 2.5 7 g/l NaCl, 4.9 9 g/l CaC03, 4 5.65 g/l Wyoming bentonite,

79,88 g/l Southern bentonit, 11,41 g/l krom-lignosulfonat-dispergeringsmiddel og en væsketapstilsetning. pH ble innstilt på 9,0 med NaOH. Forskjellige chelater og H2S-fjerningsmidler ble tilsatt i de i tabellen angitte mengder og med de der angitte resultater. 79.88 g/l Southern bentonite, 11.41 g/l chromium lignosulfonate dispersant and a liquid loss additive. The pH was adjusted to 9.0 with NaOH. Various chelates and H2S scavengers were added in the amounts indicated in the table and with the results indicated there.

Rheologi, væsketap og pH for hver prøve ble målt under anvendelse av et viskometer av typen "Fann", for direkte avlesing av viskositeten, en væsketapscelle og et pH-meter i henhold til API metode 13B. The rheology, liquid loss and pH of each sample were measured using a "Fann" direct reading viscometer, a liquid loss cell and a pH meter according to API Method 13B.

Zink-NTA-blandingen ble fremstilt ved å omsette natrium-NTA (NTANa^) med hver av forbindelsene ZnCl2 og ZnSO^. Disse blandinger ble prøvet både som oppslemninger og som ovntørrede faste stoffer. Prøvene viste at disse blandinger ga godtagbare resultater til å forhindre stress-sprekking av stållagere; men forblandet og renset ZnNTA ga de beste resultater. The zinc-NTA mixture was prepared by reacting sodium NTA (NTANa^) with each of the compounds ZnCl2 and ZnSO^. These mixtures were tested both as slurries and as oven-dried solids. The tests showed that these mixtures gave acceptable results in preventing stress cracking of steel bearings; but premixed and purified ZnNTA gave the best results.

Tabell 1 Table 1

Identifikasjon av prøver ( Tabeller 2 - 11) Identification of samples ( Tables 2 - 11)

Hver prøve var en 350 ml porsjon slam på vannbasis med tilsetninger og behandling som angitt. Each sample was a 350 ml portion of water-based sludge with additions and treatment as indicated.

Disse forsøk viser at ZnNTA-chelatet har en høy reaksjonsevne overfor I^S med god rheologi og vassketap. These tests show that the ZnNTA chelate has a high reactivity towards I^S with good rheology and wash loss.

Disse forsøk viser at borevæske med ZnNTA har god rheologi og væsketap etter aldring eller varmrulling. These experiments show that drilling fluid with ZnNTA has good rheology and fluid loss after aging or hot rolling.

Disse prøver viser at boreslam med ZnNTA har god rheologi og væsketap etter omsetning med H2S og aldring. These samples show that drilling mud with ZnNTA has good rheology and fluid loss after reaction with H2S and ageing.

Disse forsøk viser at boreslam med ZnNTA har god rheologi etter lengre tids aldring i varm tilstand med H2S-omsetning. These tests show that drilling mud with ZnNTA has good rheology after prolonged aging in a hot state with H2S turnover.

Tabell 10, prøver 2 4 - 26, viser at ZnNTA effektivt fjerner K^S fra boreslam hurtig og over en lengre tidsperiode med god rheologi i slammet. ZnNTA reduserer sulfidionkonsentrasjonen praktisk talt øyeblikkelig sammenlignet med ZnC03. Table 10, samples 2 4 - 26, shows that ZnNTA effectively removes K^S from drilling mud quickly and over a longer period of time with good rheology in the mud. ZnNTA reduces the sulfide ion concentration practically instantaneously compared to ZnCO 3 .

Prøver 27 og 28 i tabell 10 viser at ZnNTA-chelatet kan dannes in situ og reagerer praktisk talt øyeblikkelig for å fjerne sulfidion. ZnNTA reduserer sulfidionkonsentrasjonen til bare spormengder. Samples 27 and 28 in Table 10 show that the ZnNTA chelate can be formed in situ and reacts virtually instantaneously to remove sulfide ion. ZnNTA reduces the sulfide ion concentration to only trace amounts.

Tabell 11, prøver 29 - 33, viser at høye forhold av zinkion til NTA gir høyere gelstyrke eller høyere viskositet og flytegrense ved den høye tilsetningskonsentrasjon på 14,3 g/l. Vektforholdet av zinkion til NTA bør være i et moleky-lært overskudd .i forhold til zinkionet. Table 11, samples 29 - 33, shows that high ratios of zinc ion to NTA give higher gel strength or higher viscosity and flow limit at the high addition concentration of 14.3 g/l. The weight ratio of zinc ion to NTA should be in a molecular excess in relation to the zinc ion.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved inaktivering av ioniserbart sulfid i en brønnborevæske med en pH på 5 - 12 uten uheldig påvirkning av væskens rheologi, ved hvilken der til væsken settes et organo-Zn-chelat som tilfører væsken zinkion, karakterisert ved at væsken enten tilsettes et Zn-nitrilotrieddiksyrechelat med en stabilitetskonstant på 10-16 eller tilsettes en oppløselig zinkforbindelse og nitrilotrieddiksyre i overskudd over zinkionet for å danne samme Zn-nitrilotrieddiksyrechelat in situ, og ved at det tilsatte eller in situ dannede chelat blandes med væsken for å danne zinksulfider, idet chelatkonsentrasjonen opprettholdes på 0,71 - 1,43 g/l, hvilket er tilstrekkelig til å holde sulfidionkonsentrasjonen under det ønskede nivå.1. Method for inactivating ionizable sulphide in a well drilling fluid with a pH of 5 - 12 without adversely affecting the fluid's rheology, whereby an organo-Zn chelate is added to the fluid which supplies the fluid with zinc ions, characterized in that the fluid is either added to a Zn -nitrilotriacetic acid chelate with a stability constant of 10-16 or a soluble zinc compound and nitrilotriacetic acid are added in excess over the zinc ion to form the same Zn-nitrilotriacetic acid chelate in situ, and by the added or in situ formed chelate mixing with the liquid to form zinc sulphides, the chelate concentration is maintained at 0.71 - 1.43 g/l, which is sufficient to keep the sulphide ion concentration below the desired level. 2. Tilsetningsmiddel for anvendelse ved fremgangsmåten ifølge, krav 1, karakterisert ved at det inneholder Zn-nitrilotrieddiksyrechelat med en stabilitetskonstant på 10-16 eller en kombinasjon av en oppløselig zinkforbindelse og nitrilotrieddiksyre, med en stabilitetskonstant på 10-16.2. Additive for use in the method according to claim 1, characterized in that it contains Zn-nitrilotriacetic acid chelate with a stability constant of 10-16 or a combination of a soluble zinc compound and nitrilotriacetic acid, with a stability constant of 10-16. 3. Tilsetningsmiddel ifølge krav 2, karakterisert ved at den oppløselige zinkforbindelse er en for-bindelse som har et anion som er acetat, sulfat, bromat, bromid, klorat, klorid, formiat, jodid, nitrat, silicofluorid, sulfoxylat eller hydrosulfit.3. Additive according to claim 2, characterized in that the soluble zinc compound is a compound which has an anion which is acetate, sulphate, bromate, bromide, chlorate, chloride, formate, iodide, nitrate, silicofluoride, sulphoxylate or hydrosulphite.
NO781758A 1977-05-23 1978-05-22 PROCEDURE AND METHOD OF INACTIVATING IONIZABLE SULFIDE IN A BROWN DRILL NO146642C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79985777A 1977-05-23 1977-05-23
US05/896,221 US4252655A (en) 1978-04-17 1978-04-17 Scavenging hydrogen sulfide in an oil well

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO781758L NO781758L (en) 1978-11-24
NO146642B true NO146642B (en) 1982-08-02
NO146642C NO146642C (en) 1982-11-10

Family

ID=27122162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO781758A NO146642C (en) 1977-05-23 1978-05-22 PROCEDURE AND METHOD OF INACTIVATING IONIZABLE SULFIDE IN A BROWN DRILL

Country Status (8)

Country Link
DE (1) DE2822306A1 (en)
EG (1) EG13372A (en)
ES (1) ES470128A1 (en)
FR (2) FR2419968A1 (en)
GB (1) GB1588566A (en)
IT (1) IT1096312B (en)
NL (1) NL7805430A (en)
NO (1) NO146642C (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004004A1 (en) * 1991-08-12 1993-03-04 Technolizenz Establishment Computerized chemical injection system for hydrogen sulfide control in a waste water stream
GB9619055D0 (en) * 1996-09-12 1996-10-23 T R Oil Services Limited Corrosion inhibitor
CA2379897A1 (en) 1999-07-29 2001-02-08 Halliburton Energy Services, Inc. Method and composition for scavenging sulphide in drilling fluids
US9254453B2 (en) 2013-03-06 2016-02-09 Halliburton Energy Services, Inc. Economical method for scavenging hydrogen sulfide in fluids
CN113372894A (en) * 2021-06-11 2021-09-10 四川正蓉上之登科技有限公司 Efficient and rapid soluble sulfur removal corrosion inhibitor and preparation method thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3107739A (en) * 1960-10-31 1963-10-22 Magnet Cove Barium Corp Well fluids and additive therefor
US3301323A (en) * 1963-12-19 1967-01-31 Phillips Petroleum Co Control of drilling fluid properties
GB1079512A (en) * 1964-01-24 1967-08-16 Milchem Inc Drilling mud additives
US3431202A (en) * 1967-12-04 1969-03-04 Itt Rayonier Inc Complex polymeric product and process
US3580934A (en) * 1969-11-26 1971-05-25 Philadelphia Quartz Co Corrosion prevention with sodium silicate and soluble zinc salts
US3928211A (en) * 1970-10-21 1975-12-23 Milchem Inc Process for scavenging hydrogen sulfide in aqueous drilling fluids and method of preventing metallic corrosion of subterranean well drilling apparatuses
US3838047A (en) * 1972-05-05 1974-09-24 Monsanto Co Process for improving the yield of clay and drilling muds prepared therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
FR2419968B1 (en) 1985-02-22
DE2822306A1 (en) 1978-12-07
GB1588566A (en) 1981-04-23
IT7823708A0 (en) 1978-05-23
FR2473539A1 (en) 1981-07-17
NO781758L (en) 1978-11-24
NO146642C (en) 1982-11-10
IT1096312B (en) 1985-08-26
FR2419968A1 (en) 1979-10-12
FR2473539B1 (en) 1985-05-10
NL7805430A (en) 1978-11-27
ES470128A1 (en) 1980-04-01
EG13372A (en) 1982-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4252655A (en) Scavenging hydrogen sulfide in an oil well
EP1204603B1 (en) Method and composition for scavenging sulphide in drilling fluids
CA2720382C (en) Organic corrosion inhibitor package for organic acids
EA025544B1 (en) Oxygen scavenger compositions for completion brines
CA2360961A1 (en) Composition and method for acidizing wells and equipment without damaging precipitation
US7172703B2 (en) Method of reclaiming a well completion brine solutions using an organic chelant
US4147212A (en) Control of hydrogen sulfide gas to reduce toxicity and corrosion due to exposures thereto
US4618433A (en) Drilling fluids and thinners therefor
CA1244236A (en) Liquid polymer containing compositions for thickening aqueous mediums
US20170152431A1 (en) Compositions and method for treating out hydrogen sulfide and preventing settling of precipitate in an environmentally responsible drilling and packer fluid
US3899293A (en) Method for inhibiting the corrosion of iron and alloys thereof in an aqueous environment with sulfite compositions
NO146642B (en) PROCEDURE AND METHOD OF INACTIVATING IONIZABLE SULFIDE IN A BROWN DRILL
US6365053B1 (en) Removal of H2S in drilling mud
Amosa et al. Comparative analysis of the efficacies of ferrous gluconate and synthetic magnetite as sulphide scavengers in oil and gas drilling operations
US20070138101A1 (en) Method of reclaiming brine solutions using an organic chelant
NO130024B (en)
RU2744224C1 (en) Weighted liquid without a solid phase for killing oil and gas wells
RU2291181C1 (en) COMPOSITION FOR PREPARING SOLID PHASE-FREE PROCESS FLUIDS (DENSITY UP TO 1600 kg/m3) DESIGNED FOR COMPLETING AND REPAIRING OIL AND GAS WELLS
CA1096598A (en) Scavenging hydrogen sulfide in an oil well
US2556222A (en) Drilling fluids and methods of using same
EP0275304B1 (en) Calcium-free clear high density fluids
CA1166434A (en) Process and composition for scavenging hydrogen sulfide in aqueous drilling fluids
US3996135A (en) Catalyst for sulfite scavengers
NO159943B (en) PROCEDURE AND MEASUREMENT FOR AA HOME CORROSION OF METALS.
US2551356A (en) Drilling fluid