Способ кислотной обработки скважины

 

СПОСОБ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты,- о ж л и чающийс я тем, что, с целью увеличения глубины проникновения кислоты за счет понижения температуры раствора кислоты, перед закачкой в пласт раствора кислоты в него вводят вещество с положительной теплотой растворения в водной среде. (Л 4 СО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) 21 В 4 3/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3568917/22-03 (22) 29.03.83 (46) 23 02 ° 84,Бюл. М 7 (72) В.С ° Алексеев, В.Т.Гребенников, A.Ì.Ñòàäíèê, А.С.Стадник и С.Л.Драхлис (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (53) 622.245.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 185304, кл. Е 21 В 43/27, 1964.

2, Авторское свидетельство СССР

9 623956, кл. Е 21 В 43/27, 1978 (прототип)..,ЯУ 1074990 А (54) (57) СПОСОБ КИСЛОТНОИ ОБРАБОТКИ

СКВАЖИНЫ, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты,. о л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения глубины пронйкновения кислоты эа счет понижения температуры раствора кислоты, перед закачкой в пласт раствора кислоты в него вводят вещество с положительной теплотой растворения в водной среде °,1074990

Т а блица 1

Количество порошкообразного карбоната кальция, г

Величина добавок веществ с положительной теплотой растворения в вод ной среде, 5

OI%ilT

Скорость растворе ния карбоната кальция, гjc

Понижение температуры раствора соляной кислоты

Объем раствора соля ной кис лоты

l2 5%ной кон центра-ции, мл

2!5 0!017

4,6 0,014 б,Э 0,01-2

11,5 0,010

NH4С1 5

ИН,,С1 10

NH„С1 15

NH4СХ 20

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, систем вертикального дренажа, а более конкретно к способам обработкискважин, каптирующих карбонатные водосодержащие породы. 5

Известен способ кислотной обработки скважин, каптирующих карбонатные водосодержащие породы, путем циклической закачки кислоты в пласт (11.

Недостатком этого способа явля- 10 ется низкая эффективность обработки, обусловленная неглубоким проникновением кислоты в пласт.

Наиболее близким к изобретению является способ кислотной обработки скважины, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты ° Способ пред полагает что, кроме того, йосле каждого цикла кислотной обработки в пласт закачивают раствор реагента образующего с карбонатными породами слаборастворимые или нерастворимые в кислоте соединения, концентрация реагента и его объем подбираются таким образом, чтобы пленка пассивированных карбонатных пород занимала большую часть зоны, обработанной ,кислотой в предыдущем цикле. В качестве пассивирующих реагентов в зависимости от структуры и литологического состава карбонатных пород ис- 30 пользуют 3 - 5%-ный раствор Н SO или

10%-ный раствор Na>SiO>, При йх:взаимодействии с карбонатными породами образуются слаборастворимые и нерастворимые соедннения в виде CaSO+ и 35

Саа1О !2).

Недостатком известного способа обработки скважин является сравнительно незначительная дальность проникновения раствора соляной кис-, лоты в пласт, обусловленная образованием тонкодисперсного студнеобразного аморфно-кристаллического осадка солей кальция (силиката кальция, сульфата кальция), кольматирующего трещины карбонатных пород, что затрудняет проникновение растворителя в пласт.

Цель изобретения — увеличение глубины проникновения кислоты за счет понижения температуры раствора кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу кислотой обработки скважины, включающему закачку в пласт раствора соляной кислоты, перед закачкой в пласт раствора кислоты в него вводят вещество с поло.жительной теплотой растворения в водной среде.

В качестве веществ с положительнюй теплотой растворения может быть использован ряд веществ, например, (НН4) С О, Н О, КНОР НН4НО, НН4С1

NaNO> и др. Их растворенйе в растворе соляной, кислоты сопровождается понижением температуры раствора соляной кислоты, что обеспечивает уменьшение скорости растворения карбонатных пород и как следствие этого — увеличение дальности проникновения раствора соляной кислоты s карбонатные породы. Данные о зависимости уменьшения скорости растворения карбоната кальция в растворе соляной кислоты от введения веществ с положительной теплотой растворения в водной среде представлены в табл.1. !

1074990

NH4C1 25 15, 2

ЫН4С1 3О 18,4

20

6,2

НН .ЯОЭ5

6 5

NH NO 10

NH NO 15

НН4НОЭ 20

9,3

10

12,0

ЦН. No 25

Э

НН4ИОЭ 30

15,2

18,0

КАНОЭ 5

КНО 10

5,9

13

14

9,2

KNO3

KNO 20 15, 7

15

16

18,4

КНО 25

18

KNO 30 ггуО

КС10, 5 кс1од 1о

КС1О 15

7,8

20

12,2

15 9

21

КС10 20 18,4 кс)О г5 гг,о

20

20

КС10 30

26,2

20

20

Как видно иэ табл. 1, введение в раствор соляной кислоты веществ с положительной теплотой растворения в пределах концентраций от 20 до ЗОВ обеспечивает уменьшение скорости растворения карбоната кальция в раст воре соляной кислоты от 120 до 440% путем понижения температуры раствора соляной кислоты на 11,5-26,2 С.

На чертеже показана схема осуществ.55 ления предлагаемого способа обработки скважин, каптирующих карбонатные водосодержащие породы.

В скважине 1, каптирующей водосодержащие карбонатные породы 2, уста- 6О навливают реагентопровод 3, оборудованный в нижней части гидравлическим пакером 4. Реагентопровод 3 удерживается в скважине 1 при помощи опоры 5. В гидравлический пакер 4 по

Продолжение табЛ. 1

0,008

Oi007

0,016

0,012

0,011

0,009

0,008

0,007

0,013

О, 011

0,0095

0,008

0,007

Oi006

0,011

0,009

0,008

0,007

0,006

0,004 .0,022 трубопроводу 6 закачивают жидкость ,и перекрывают вентиль 7. К верхней части реагентопровода 3 монтируют . оголовок 8, оборудованный трубопрово.дом 9 для сброса продуктов реакции с вентилем 10, манометроМ 11 и трубо-, проводом 12 с вентилем 13. Трубопровод 12 подключают к насосу 14, соединенному с емкостью 15 с раствором соляной кислоты.

В емкость 15 засылают расчетное количество вещества с пояснительной теплотой растворения, перемешивают .раствор соляной кислоты любым известным способом и при закрытом вентиле

l0 и открытом вентиле 13 закачивают раствор в скважйну 1. Возможно также введение порошкообразного вещества с положительной теплотой. рестворвния в пласт непосредственно ло рвагвнто1074990 проводу 3 любым известным способом, например эжектированием. После закачки раствора вентиль 13 перекрывают °

Время окончания обработки контролируют любым известным способом. После окончания обработки оборудование демонтируют, монтируют водоподъемное оборудование и производят прокачку скважины до полного удаления продуктов реакции из пласта.

Пример 1. Скважина диамет- 10 ром 300 мм каптирует водосодержащие упинские известняки до глубины

250 м. Статический уровень воды в скважине расположен на глубине 72 м.

Длина водоприемной части скважины

12 м. Дебит скважины за 14 лет эксплуатации снизился с 160 до 45 м /ч.

В скважине устанавливают реагентопровод диаметром 100 мм, оборудованный в нижней части пакером, изолирую- 0 щим водоприемную часть скважины.

Реагентопровод через оголовок подключают к насосу, соединенному с емкостями с общим объемом раствора соляной кислоты 25%-ной концентрации, равным 6 м Температура подземных вод 10 С, раствора соляной кислоты

20 С. В емкости с раствором соляной кислоты концентрацией 25% и общим объемом 6 м записывают 1,8 т порошкообраэного нитрата калия и перемешивают при помощи сжатого воздуха. После понижения температуры раствора до 2ОC его эакачинаот в пласт. Температура раствора н водоприемной части скважины и н приза- 35 бойной зоне снизилась до 4,8 С.

Общее время обработки скважины, контролируемое по процессу газовыделения, составляет 4 ч. Дальность проникновения раствора соляной кис- 40 лоты н пласт определилась равной не менее 2,9 м, что подтверждается выделением газон иэ наблюдательной скважины, расположенной н кусте наблюдательных скважин на этом рас- 45 стоянии.

После обработки скважины оборудование демонтируют, монтируют водоподъемное оборудование и прокачивают скважину до полного удаления продуктов реакции. Дебит скважины 50 после обработки увеличился до

200 м /ч.

Пример 2. Процесс ведут ана логично примеру 1. Обработку скважи ны производят с использованием н 55 качестве вещества с положительной теплотой растворения хлористого аммония. Объем растнора соляной кислоты 6 м количество вводимого хлористого аммония 1,2 т. Температура О0 раствора после внедрения хлористого аммония снизилась 4 С, и после эао качки раствора в пласт она составляет н нодоприемной части скважины и в призабойной зоне около 6 С. Даль- 65

Способ

Показатели изнест ный едлаемый дебит скважины, M 3/% при сдаче н экс плуатацию

160

160 перед обработкой 45 после обработки

Дальность проникновения раствора со,ляной кислоты в пласт, м

110

220

1,0

2,9 ность проникновения раствора соляной кислоты н пласт составляет 2,2 м.

Время обработки скважины равно 3,5 ч.

Дебит скважины н результате обработки увеличился с 45 до 200 м /ч.

Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 1. Обработку скважины производят с использованием и качестве вещества с положительной теплотой растворения хлората калия.

Объем раствора соляной кислоты б м количество вводимого хлората калия

0,9 т. Температура раствора после введения хлората калия снизилась до

3,8 С и после закачки . раствора в пласт она составляет н нодоприемной части скважины и н призабойной зоне

5,8 С. Дальность проникновения раствора соляной кислоты н пласт составляет 2,15 м. Время обработки скважины равно 4 ч. Дебит скважины в результате обработки увеличился с 45 до 205 м /ч.

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 1.Обработку скважины произнодят с использованием н качестве вещества с положительной теплотой растворения хлората калия.

Объем раствора соляной кислоты 6 мз количество вводимого хлората калия

1,5 т. Температура раствора после ннедения хлората калия снизилась до

-2ОС и после закачки раствора н пласт она составляет н нодоприемной части скважины и н призабойной зоне

4 С. Дальность проникновения раствоо ра соляной кислоты н пласт составляет не менее 3,2 м. Бремя обработки скважины равно 4,5 ч. Дебит скважины в результате обработки увеличился с 45 до 235 м З/ч.

Сравнительные данные, свидетельствующие о преимуществе предлагаемого способа по сравнению с известным, приведены н табл. 2.

Т а б л и ц а 2

1074990

Предлагаемый способ по сравнению с известным при условии совпадения известного с базовым объектом обеспечивает увеличение дальности проникновения раствора соляной кислоты в

5 пласт с 1,0 до 2,9 м за счет уменьшения скорости растворения карбонатных пород путем понижения температуры раствора соляной кислоты. Это позволяет увеличить дополнительное количество воды, отбираемой за счет обработки, с 65 до 175 мз/ч при сокращении времени обработки более чем в 2 раза.

Продолжение табл, 2!

Способ

Показатели извест- предланый гаемяй

Время обработки, ч 4,0

9,0

Дополнительное количество воды, отбираемое за счет обработки, м 3/ч

175

Составитель T.Âîéòóõ

Редактор Н .Бобкова ТехредЖ.Кастелевич Корректор Э. ирняк

Ямам

-б

Заказ 473/29 Тираж 564 П одписное

ВНИИПИ государственного коьмтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная, 4