Способ реагентной разглинизации скважин Советский патент 1988 года по МПК E21B37/00 

(21)4102568/22-03

(22)24,07.86

(46) 15,02,88. Бюл, № 6

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений

и инженерной гидрогеологии Водгео и Передвижная механизированная колоннад 19 Производственного объединения Саратовсельхозводопровод

(72)В,Т, Гребенников и В,А, Джеммер

(53)622,245,53(088,8)

(56)Патент ФРГ № 2149797,

кл. Е 21 В 43/22, опублик, 1974. Авторское свидетельство СССР № 1063952, кл, Е 03 В 3/15, 1981.

(54)СПОСОБ РЕАГЕНТНОЙ РАЗГЛИНИЗАЦИИ СКВАЖИН

(57)Изобретение относится к области горной пром-ти. Цель изобретения - повышение эффективности разглинизации за счет увеличения степени разрушения глинистых кольматирующих образований и сокращение длительности процесса разглинизации. В скважину нагнетают персульфат калия в кол-ве 20-40 г/л раствора и изменяют величину рН до 8-10. Затем вводят перекись водорода и в последующем об{)а- батывают скважину. Время растворения персульфата калия при приготовлении раствора определяется его исходной т-рой. Для растворения персульфата калия используют ручные или электрические лспастные мешалки или буровой насос, работающий в циркуляционном режиме. Насос забирает воду из емкости и вновь подает ее обратно.Степень растворения персульфата калия в воде оценивают визуально. Взаимодействие глинистых кольматирующих образований с раствором сопровождается выделением газообразных продуктов, способствующих разрушению и диспер- гации образований. 2 табл.

С

S

(Л

со

00

vl

;о

4ib

11

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам обработки скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности разглинизации за счет увеличения степени разрушения глинистых кольматирующих образований и сокращения длительности процесса разглинизации.

Способ осуществляется следующим образом.

В герметизированный фильтр скважины закачивают под некоторым избыточ- ным давлением расчетный объем раствора персульфата калия в количестве 20-40 г на 1 л раствора. Далее в фильтр скважины закачивают раствор, изменяющий величину рН раствора персульфата калия до значений в пределах 8-10, например раствор гидрокси- да калия, после чего вводят перекись водорода в количестве 15-30 г на 1 л раствора. Затем в фильтре скважины и в профильтровой зоне создают возвратно-поступательное движение раствора.

Введение персульфата калия перед добавкой перекиси водорода обусловлено необходимостью полного растворения персульфата калия в воде, на что требуется определенное время.Время растворения персульфата калия при приготовлении раствора определяется интенсивностью перемещивания раствора и его исходной температурой.

Для растворения персульфата калия используют ручные или электрические лопастные мешалки или буровой насос, работающий в циркуляционном режиме, а именно; буровой насос забирает воду из емкости и вновь подает ее в емкость. Степень растворения персульфата калия в воде оценивают визуально. В общем случае для растворения персульфата калия необходимо 25- 40 мин.

Перекись водорода с водной составляющей раствора смешивается практичес ки мгновенно в любых соотношениях,поэтому введение ее в раствор раньше персульфата калия приведет к необоснованному ее разложению при растворении персульфата калия в емкости, т.е. вне контакта с глинистыми коль- матирующими отложениями.

Один из наиболее вероятных механиз мов разрушения глинистых кольматирующих образований под действием пер42

сульфата калия представляется следующим образом.

При контакте раствора с глинистыми кольматирующими образованиями в результате окислительного воздействия персульфата-ионов на водородные мостики структурной решетки глин происходит ослабление водородных связей,

что приводит к разрушению указанной решетки на молекулярном уровне. Последняя, в свою очередь, обуславливает нарушение коагуляционных контактов между глинистыми агрегатами и механическое разрушение глинистых кольматирующих образований. Измерение рН раствора в области щелочных значений (рН 8-10) интенсифицирует ионообменный процесс и способствует активному

разложению перекиси водорода с образованием ионов водорода, которые,обладая значительной подвижностью при небольшом ионном радиусе, также разрушают структуру глинистьк кольматирующих образований. Взаимодействие глинистых кольматирующих образований с раствором сопровождается выделением газообразных продуктов, способствующих разрушению и диспергации образований. Время окончания процесса раз- глинизации контролируют любым известным способом, например по стабилизации времени восстановления уровня жидкости в стволе скважины в процессе об- обработки.

После окончания обработки скважины оборудование для обработки демонтируют, монтируют водоподъемное оборудование и .производят прокачку скважины до полного удаления продуктов реакции и остаточного количества раствора.

Пример 1. Сферический образец монтмориллонитовой глины массой

45 1 г влажностью 40% погружают в 50 мл раствора персульфата калия концентрацией 20 г/л и величиной рН, равной 3,2, после чего изменяют рН раствора до 10 путем введения добавки концентgQ рированного раствора гидроксида калия и далее вводят перекись водорода до концентрации в растворе, равной 30 г/л. В статических условиях при 20,5 С фиксируют время полного разCj5 рушения образца с точностью +0,5 мин. Время разрушения образца составляет 12,5 мин.

Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации

персульфата калия, равной 25 г/л,величине рН раствора, равной 9,5 и добавке перекиси водорода в раствор до концентрации 15 г/л. Время разрушения образца составляет 14 мин.

Пример 3. Процессведут ана- логич}ю примеру 1 при концентрации персульфата калия, рарной 30 г/л, величине рН раствора, равной 10,0 и ДОбавке перекиси водорода в раствор до концентрации 30 г/л. Время разрушения образца составляет 13,5 мин.

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации персульфата калия, равной 35 г/л, величине рН раствора, ранной 8,7, и добавке перекиси водорода в раствор до концентрации 20 г/л. Время разрушения образца составляет 12,0 мин.

Пример 5. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации персульфата калия, равной 40 г/л,величине рН раствора, равной 9,8, и добавке перекиси водорода в раствор до концентрации 25 г/л. Время разрушения образца составляет 11,5 мин.

Пример 6. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации персульфата калия, равной 45 г/л, величина рН раствора, равной 11,7 и добавке перекиси водорода до концентрации 30 г/л. Время разрушения образца составляет 12,5 мин.

Пример 7. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации персульфата калия, равной 50 г/л величине рН раствора, равной 10,5, и добавке перекиси водорода до концентрации 15 г/л. Время разрушения об

разца составляет 12 мин.

Пример 8. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации персульфата калия, равной 35 г/л, величине рН раствора, равной 7,32, и добавке перекиси водорода до концентрации 15 г/л. Время разрушения образца составляет 18,5 мин.

Пример 9. Процесс ведут аналогично примеру 1 при концентрации персульфата калия, равной 12 г/л величине рН раствора, равной 8,05, и добавке перекиси водорода до кон

г „

5

5

0

0

0

центрации 20 г/л. Время разрушения образца составляет 24,5 мин.

В табл. 1 приведены данные,свидетельствующие об оптимальности выбранных параметров предлагаемого способа .

Как видно из полученных данных, при концентрации персульфата калия в пределах 5-15 г/л, величине рН раствора 7,2-7,3 и добавке перекиси водорода до концентрации 15-30 г/л время разрушения образца изменяется от 28,5 до 42 мин (№№ 1-3), а при концентрации персульфата калия в пределах 20-40 г/л, величине рН раствора 8-10 и аналогичной добавке перекиси водорода время разрушения образца составляет 11,5-14 мин (№№ 12-16). Введение персульфата калия в нейтральный раствор до концентрации 20-40 г/л при аналогичных добавках перекиси водорода обеспечивает разрушение образцов в течение лишь 18-20 мин (№№ 4-11). Увеличение концентрации персульфата калия свыше 40 г/л и величины рН раствора более 10 практически не способствует дальнейшему сокращению времени разрушения образцов (№№ 17-20).

Результаты реагентной разглиниза- ции, проведенные на скважине, вскрывшей водоносный горизонт, представлены в табл. 2.

Формула изобретения

Способ реагентной разглинизации скважин, включающий введение в скважину перекиси водорода и последующую обработку скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разглинизации за счет уменьшения степени разрушения глинистых кольматирующих образований и сокращения длительности процесса разглинизации, перед введением перекиси водорода в скважину нагнетают персульфат калия в количестве 20- 40 г/л раствора и изменяют величину рН до 8-10.

Объем раствора, л Компоненты раствора, г/л при рН 7,1

Н,0,

Kj SjOj при рН 9,0

Таблица 1

Таблица 2

700

10 30

620

30 25

1 13737948

Проло.чжечше та6л. 2

...

Показателиi Способ

Удельньй дебит скважины, м /Ч М, при понижении 3,5 м

после строительной прокачки

после реагентной разглиниза1Д{и

Время обработки, ч

Дополнительное количество воды,

подаваемой потребителю за счет

реагентной разглинизапии, м /ч

и-звестныи предлагаемый