Раствор для разглинизации скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к сооружению скважин,конкретнее к растворам для раз- глинизации скважин.

Целью изобретения является увеличение эффективности раствора за счет растворения алюмосиликатов при сохранении скорости разрушения глинистых кольмати- рующих образований, причем эффективность увеличивается при разглинизации различных типов глин в зависимости от рН раствора.

Раствор включает перекись водорода, кремнефтористый литий и воду при их следующем соотношении, мае %

Перекись водорода1 5-3

Кремнефтористый литий 1,5-2.5 ВодаОстальное

Для увеличения растворения алюмосиликатов рН раствора доводят до 1 -2 для мон тмориллонитовых глин и до 8.5-9,5 для каолина и глин смешанного состава.

Ряствор готовят следующим образом.

На расчетный объем раствора, например 1000л,готовят25кгкремнефтористою лития и 100 л перекиси водорода концентрацией 30%. В бак цементировочного агрегата подают 100 л воды и засыпают 25 кг порошкообразного кремнефтористого лития. Агрегат включают в работу на циркуляционном режиме (бак - насос - бак)до полного растворения реагента, что контролируют визуально. Насос выключают после растворения реагента В общем случае для растворения кремнефтористого лития при 18°С достаточно 15 мин.

iO

ел

.ел ел

(Л

Перекись водорода с водной составляющей раствора смешивается практически мгновенно в любых соотношениях, поэтому введение ее в, раствор раньше кремнефто- ристого лития приведет к необоснованному ее разложению при растворении порошке- образного реагента в емкости, т.е. вне контакта с глинистыми кольматирующими образованиями. Это предопределяет необходимость ввода в раствор перекиси водорода непосредственно перед закачкой раствора в скважину, Один из наиболее вероятных механизмов разрушения глинистых кольма- тирующих образований под действием раствора представляется следующим образом.

После растворения компонентов в вод- ной составляющей раствор приобретает слабокислую реакцию (рНК5,2) и перекись водорода может реагировать как окислитель и восстановитель и в общем случае из столь возможных реакций ионной диссоци- ации перекиси водорода наибольшее значение имеет кислотная диссоциация по схеме

Н20 aq Н+ + Н02

При обработке глинистых образований наличие в растворе ионов водорода обеспе- чивает кислотную активацию породы, заключающуюся в замене обменного комплекса на ион водорода. Кислотная активация предполагает и разрушение в мон- тмориллонитовой глине кислородной связи между тетраэдром и октаэдром, имеющими нестехиометрические изоморфные замещения катионов.

При диссоциации кремнефтористого лития происходит образование иона лития и комплексного . Ион лития, обладая малым кристаллографическим радиусом, в гидратированном состоянии приобретает сравнительно большой радиус, так. как он эффективно связывает полярные молекулы воды. Причем величина этого радиуса сопоставима с радиусом поливалентных катионов, что обеспечивает раздвижение пакетов в агрегатах при внедрении гидратированного иона лития и. как следствие этого, нарушение коагуляцион- ных контактов и разрушение глинистых образований.

При этом возможно проявление и комп- лексообразующего воздействия на изо- морфно-замещенные поливалентные металлы в структуре слоистых силикатов Са SIFe , Mg SiFe и др. Наличие комплексного иона предотвращает также образованиеразличногородатруднорастворимых соединений, например фторидов алюминия, железа и золей.

В ходе лабораторных экспериментов по обработке образцов мои гмориллонитовой и каолинитовой глин раствором прослеживают также разрушение алюмосиликатов, слагающих собственно решетки глинистых минералов.

Образцы глин массой 5 г обрабатывают различными растворами объемом 100 мл в статических условиях в течение 48ч, после чего отделяют фильтрат и содержание А120з и .

Конечным продуктом реакции раствора с глинистыми образованиями является тонкодисперсная фаза, состоящая из мельчайших пелиотообразных агрегатов, не слипающихся между собой и легко удаляемых при прокачке.

В табл. 1 представлены данные по содержанию компонентов алюмосиликатов в растворах после обработки образцов глин, в табл.2 - влияние рН раствора на растворение алюмосиликатов различных глин, ь табл.З - данные об эффективности раствора для разглинизации.

На чертеже приведена зависимость скорости разрушения сферических образцов монтмориллонитовой (1) и каолинитовой (2) глин с добавлением 3%-ной перекиси водорода.

Данный раствор обеспечивает высокое растворение алюмосиликатов, слагающих решетки глинистых минералов, по сравнению с известными растворами вне зависимости от минералогического состава глин: суммарное содержлние алюмосиликатов составляет соответственно для монтмориллонитовой, каолинитовой глин и глин смешанного состава соответственно 5140, 7200 и 3020 мг/л, а в известных растворах не превышает в общем случае 160 мг/л.

Скорость разрушения глинистых коль- матирующих образований достигает (13,79- 32,0)-10 2 г/мин в зависимости от типа глин.

Формула изображения

Раствор для разглинизации скважины, включающий перекись водорода, водорастворимую минеральную соль и воду, отличающийся тем, что, с целью увеличения его эффективности за счет растворения алюмосиликатов при сохранении скорости разрушения глинистых кольматирующих образований, в качестве водорастворимой минеральной соли используют кремнефто- ристый литий при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Перекись водорода 1,5-3,0

Кремнефтористый литий 1,5-2,5

ВрдаОстальное

Примечание. М- монтморнллонитовая глина; М+К - глина смешанного состава, К - каолинитовач глина.

Таблица2

Изобретение относится к. сооружению скважин, а именно к растворам для разгли низации. Цель изобретения увеличение эффективности раствора за счет раствор0 ния алюмосиликатов, слагающих решетки глинистых минералов при сохранении ско рости разрушения глинистых образовании путем нарушения их структурных связен Раствор содержит следующие ингредиенты при соотношении,мае %:перекись водоро да 1.5-3,0; литий кремнефтористый 1,5-2 5 вода остальное. Скорость разрушения мои- тмориллонитовых образцов достигает 9,52 10 г/мин а каолинитовых 6,25 10 г/мин при среднем значении рН 5-7 Избирательность растворения алюмосиликатов и разр шения образцов повышают до 32-10 г/мин для монтмориллонитовых глин при пН-1 и до 13 8-10 г/мин для каолинитовых и смешанных глин при рН 8 5 Ъ I ил . 3 тябл сл ;с

Z 3 Ц 5 678 Концентрация Li2 SiFg, %

ТаблицаЗ