Способ реагентной обработки скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B43/27 

on

с

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, к способам ре- агентнсЗй обработки скважин, снизивших продуктивность в результате кольматаци- онных процессов. Цель- повышение эффективности способа за счет более полного и своевременного восстановления проницаемости водозабора. Способ включает периодическое 1 раз в 6 месяцев определение насыщенности а перового пространства кольматантом и реагентную обработку кольматирующих образований фильтра и прифильтровой зоны, когда а 0,125. За счет своевременной обработки продуктивность скважины поддерживается близкой к первоначальной. 3 табл.

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, конкретно к способам реагентной обработки скважин, снизивших свою производительность в результате действия кольматационных процессов,

Целью изобретения является повышение эффективности способа реагентной обработки скважин за счет более полного и своевременного восстановления проницаемости водозабора.

Цель достигается путем периодического определения насыщенности порового пространства кольматантом и реагентной обработкой, когда а 0,125.

В известном способе необходимость регенерации скважин определяется на основе построения графиков зависимости |к f(t) и q f(t), где | - показатель

сопротивления, обусловленный кольмата- ционными лроцессами: q - удельный дебит скважины. Восстановительные мероприятия приурочиваются к началу интенсивного изменения этих параметров до значений, меньших, чем заданная удельная производительность. Показатель сопротивления скважин - комплексный параметр, зависящий как от конструктивных особенностей фильтра, так и от параметров пласта

(КП зАс 5п - тг-- 1

1К,ф

In

Јс Го

0)

О

С

со

N3 СО

где Кп и Кф - коэффициенты фильтрации пласта и прифильтровой части:

АС - разность концентраций железа в пласте и на выходе из прифильтровой зоны;

у- параметр, зависящий от геометриеских размеров;

г0 - радиус кольматации;

гс - радиус фильтра.

К недостаткам известного способа слеует отнести как трудности, возникающие ри реализации этого способа, так и отсуттвие обоснованных критериев в оценке необходимости реагентной обработки скваин. Так, например, для построения зависиости Ј f(t) необходимо каждую скважину борудовать пьезометром. По известной зависимости, учитывающей расход скважины, разность понижения уровней в скважине и пьезометре и коэффициент водопроводимо- сти пласта, возможна оценка показателя Јк. Основное количество водозаборных скважин, как правило, не оборудовано за- трубными пьезометрами, Оценка показателя Јк поданным восстановления уровня в одиночной скважине практически невоз- можна.

Отсутствие качественного критерия в известном способе в оценке сроков проведения реагентных обработок и технические трудности в реализации способа затрудняют его применение на практике.

Досрочная реагентная обработка скважин увеличивает эксплуатационные расходы, а в случае необоснованного увеличения сроков обработки не достигается полного удаления кольматирующих образований в результате уменьшения их растворяющей способности за счет их дегидратации и кристаллизации во времени. В основе Предлагаемого способа лежит факт существования зависимости степени растворения кольматирующих образований от насыщенности перового пространства кольматирующими образованиями, свойства которых всецело определяются структурными связями, изменяющимися во времени. На первом этапе формирования кольматирующих образований образуются рыхлые отложения вязко-пластичной консистенции с водно-коллоидными связями. Рыхлые образо- вания имеют незначительную прочность, легко растворяются в растворителях неорганического происхождения. Через 3-4 года эксплуатации скважин в процессе диагенеза кольматирующих образований фильтра и прифильтровой зоны водно-коллоидные связи замещаются на кристаллизационные, в результате чего образуются плотные образования, цементирующие рыхлые отложения прифильтровой зоны, Полное растворение такого рода кольматирующих образований затруднительно.

В табл.1 приведены данные о степени растворения кольматанта (железистых соединений), отобранного из скважин с различным сроком эксплуатации.

В табл.2 даны результаты реагентной

обработки в зависимости от времени эксплуатации скважин.

В табл.3 показана эффективность способа реагентной обработки.

Пример. В первой серии экспериментов производят оценку степени растворения закольматированного песка, отобранного с фильтров скважин при различных сроках эксплуатации. Масса навески составляет 2 г, объем 15%-ной соляной кислоты 100 мл. В составе кольматирующих образований преобладают железистые соединения. Колбы с навесками закольматированного песка и раствором соляной кислоты

помещают на шуттель-аппарат и производят обработку в течение 60 мин. После обработки полученную суспензию фильтруют и определяют в фильтрате содержание железа (A Fei) фотокалориметрическим способом. Для определения остаточной массы железа в навеске закольматированного песка производят вторичную обработкуна- гретой 35%-ной соляной кислотой объемом 100 мл при встряхивании на

шуттель-аппарате в течение 30 мин, после чего аналогично определяют концентрацию растворенного железа (Д Fea) в фильтрате. Степень . растворения железистых соединений оценивают как отношение

AFei/(A Fei + A Fea).

Во второй серии экспериментов проводят массовые реагентные обработки скважин, каптирующих водонасыщенные пески четвертичного, неогенового и мелового возрастов. Перед обработкой и после обработки производят запись восстановления уровня после остановки скважины и по уклону В графика A S - Int, где A S - разность понижения уровня между текущим

уровнем при его восстановлении и статиче Т +1 ском уровнем, t , где Т - время

прокачки скважины, t - время остановки скважины, определяют коэффициент фильт- рации прифильтровой зоны по уравнению

K 0,183Q/Bm,

(2)

где Q - расход скважины; m - мощность водоносного горизонта.

Далее оценивают зависимость насыщенности норового пространства кольматирующими отложениями а по уравнению

О)

где Ki и К2 - коэффициенты фильтрации прифильтровой зоны до и после реагентной обработки;

а

п0 - п

где п0 и п - начальная и текущая пористость породы.

Одновременно после обработки оценивают степень восстановления удельного дебита скважин после обработки относительно первоначального, т.е. в момент еда чи скважин в эксплуатацию.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов позволяют сделать вывод о целесообразности проведения реагентной обработки скважин при достижении а 0,125.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе эксплуатации скважин периодически, например один раз в шесть месяцев, производят запись восстановления уровня при остановке скважины и по уравнениям (2) и (3) производят оценку насы- щенности порового пространства кольматантом а, При достижении а 0,125 производят реагентную обработку скважин.

Учитывая, что в небольшой промежуток времени при откачке в прифильтровой зоне устанавливается квазистационарный режим, то по известной формуле Дюпюи-Фор- хгеймера удельный дебит скважины зависит от коэффициента фильтрации следующим образом.

.

д 2ПКт/() , (4)

г2

10

15

где Q -- коэффициент пьезопроводности;

гс - радиус скважины;

t,- показатель сопротивления.

В практических расчетах по оценке насыщенности порового пространства кольматантом можно пренебречь изменениями показателя сопротивления в формуле (4), и тогда, зная первоначальный удельный дебит q0 и измерив его текущее значение qt, можно в первом приближении оценить значения

0

5

0

5

0

а

V3T Qo

Своевременная реагентная обработка скважины, определенная по оценке насыщенности порового пространства кольматантом, позволяет восстановить удельный дебит скважины до 96,7% вместо 66,7% по известному способу.

Формула изобретения Способ реагентной обработки скважины, оборудованной фильтром и каптирующей водонасыщенные песчаные породы, включающий периодические определение насыщенности порового пространства кольматантом и реагентную обработку коль- матирующих образований фильтра и прифильтровой зоны, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности способа реагентной обработки за счет более полного и своевременного восстановления проницаемости водозабора, реагентную обработку ПРОИЗВОДЯТ при насыщенности порового ирс сгранства кольматантом не менее 0.125

Т а б л и ц а 1

Продолжение табл.1

Таблица2

Продолжение табл.2

1693234

10 Таблица 3