Раствор для разглинизации скважины

 

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 моитмориллонитовых 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

СОЮЗ CQBI: ТСКИХ

COiLÈÀËÈÃÒÈ×ÅÑÊÈÕ

F ÅÑÏÓÁËÈÊ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! у ,C.»

) с)"

Ql Д

iUl

iQl (Д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669343/03 (22) 30.03.89 (46) 07.06,91. Бюл. ¹ 21 (71) Всесоюзный комплексныи научно-исследо вател ьский и кон струк «орско-тех нологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических ооружений и инженерной гидрогеологии (72) B.T. Ãðåáåí íèêî8 (53) 622.276. 7(088.8) (56) Патент США № 4501433, кл. 210/747. опублик. 1986. .Авторское свидетельство СССР № 1027374, кл. Е 21 В 43/27, 1982. (54) РАСТВОР ДЛЯ РАЗГЛИНИЗАЦИИ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к сооружению скважин, а именно к растворам для разглиИзобретение относится к сооружению скважин, конкретнее к растворам для разглинизации скважин.

Целью изобретения является увеличение эффективности раствора за счет растворения алюмосиликатов при сохранении скорости разрушения глинистых кольматирующих образований. причем эффективность увеличивается при раэглинизации различных типов глин в зависимости от рН раствора, Раствор включает перекись водорода. кремнефтористый литий и воду при их следующем соотношении, мас .

Перекись водорода 1.5-3

Кремнефтористый литии 1,5-2,5

Вода Остальное

„„SU „„1654555 А1 низации. Цель изобретения увеличение эффективности раствора эа счет расворения алюмосиликатов, слагаюгцих решетки глинистых минералов при сохр;-нении cvo рости разрушения глинистых образовании путем нарушения их структурнык связей.

Раствор содержит следующие ингредиенты при соотношении,мас %: перекись водорода 1.5-3,0; литий кремнефтористыи 1,5-2.5. вода остальное. Скорость разрушения монтмориллонитовых образцов достигает 9,52»

-?

«10 гlмин. а каолинитовых 6,25 10 г/мин при среднем значении рН -5-7. Избирательность растворения алюмосиликатов и раэр

-? шения образцов повышают до 32 10 гlмин для монтмориллонитовых глин при пН1-? и до

3,810 г/мин для каолинитовык и смешанных глин при рН 8,5 "5 I ил, 3 табл.

Для увеличения растворения алюмо;иликатов рН раствора доводят до 1-2 для монтмориллонитовых глин и до 8,5-9,5 для каолина и глин смешанного состава.

Раствор — îòîâÿò следующим образом.

На расчетный обьем раствора, например

1000л, готовят 25 кг кремнефтористого 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.

1654555

Перекись водорода с водной составляющей раствора смешивается практически мгновенно в любых соотношениях, поэтому введение ее в раствор раньше кремнефтористого лития приведет к необоснованному ее разложению при растворении порошкобразного реагента в емкости, т.е. вне конакта с глинистыми кольматирующими образованиями. Это предопределяет необходимость ввода в раствор перекиси водорода непосредственно перед закачкой раствора е скважину. Один из наиболее вероятных механизмов разрушения глинистых кольматирующих образований под действием раствора представляется следующим образом, После растворения компонентов в водной составляющей раствор приобретает слабокислую реакцию (рН5,2) и перекись водорода может реагировать как окислитель и восстановитель и в общем случае из столь возможных реакций ионной диссоциации перекиси водорода наибольшее значение имеет кислотная диссоциация по схеме

НгОг aq Н++ НОг.

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

При диссоциации кремнефтористого лития происходит образование иона лития

LI и комплексного иона (ящ г . 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 коагуляционных контактов и разрушение глинистых образований.

При этом возможно проявление и комплексообразующего воздействия на иэоморфно-замещенные поливалентные металлы в структуре слоистых силикатов

Са(SIFTS), Mg (SIFTS) и др, Наличие комплексного иона предотвращает также образование различного рода труднорастворимых соединений, например фторидов алюминия, железа и волей, 10

25

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

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

Конечным продуктом веакции 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,3 — данные об эффективности раствора для раэглиниэации

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

Данный раствор обеспечивает высокое растворение алюмосиликатов. слагающих решетки глинистых минералов, по сравнению с известными растворами вне зависимости от минералогического состава глин: суммарное содержание 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.

40 Скорость разрушения глинистых кольматирующих образований достигает (13,7932,0) 10 г/мин в зависимости от типа глин.

-г

Формула изобр. гения

Раствор для разглинизации скважины, 45 включающий перекись водорода, водорастворимую минеральную соль и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения его эффективности эа счет растворения алюмосиликатов при сохранении скорости

50 разрушения глинистых кольматирующих образований, в качестве водорастворимой минеральной соли используют кремнефтористый литий при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Перекись водорода 1;5-3,0

Кремнефтористый литий 1,5-2,5

Вода Остальное

1654555

1 !

Ф!

1 х!

I х

CO

Ю

О

Cl о

Ю О

Cl

О

Ю (О (\

D ! (О

Cl (О

С 4

Cl

Г4

«о

Cl т (х

f" I

C I

lO I (ll I

О4

iO I

OI

В1

Г;!

uI

OI

О1

Э1

О4 о!

I0 I

I»1 о!

С!

Ю ..1

Cl

О с«( сп

D

О\

1 ((I 1

Н(1

I

I

1 !

I !

1 !

1

1 !

1

1

1 !

I

I

1 о т (4

-т

СО

О с

Ю

Ю

О\ п

С 4

Ю

С 4

D м

Cl

С! с!

i/

Г4

Ю

С!

СО о (/(С \

«3

-1 (4 (и с1 (О4

Ф!

I ч

К!

El

1 ч

ЭI х

Ф!

l(l I

Фа!

Г,! о!

О!

I о и

Ю

О ((С!

\О

Ct

О

-1 (Ю о (О

Ю

l (О

Ю

О ч

О

С 4

1 (О

D

Ю

С!

Cl

Сс

С!

О (О

Ю с/\ (-1 (D

СО

l о

Ю

О

C)

1 с

D о сч

° О

СЧ с/1

D (О п

Г 4

Сс

Ю

СО (и

Г С (и

Г4 (и с

Ст о

ГЧ

O !

Ю

О о(Ю

С 1 м !

О \

I Т

«4

С! сп

Г4

l и

О .

in

О (r

D „ (4

«Л

О (1 (О а о

m I ! 1 (J I

Ф а !

О, I с/\ (ГС

С 4 с

c с (т(п О

Г 1 (и

/\

«Г(с

О\

I

I

I

С! с ( (1

Ю (4 с/\

Ю

Г 4 о(и с с т

in (l о

Ю с/\ (О

О С (О

Cf( t м (1 о

Ес х

° 4 о х

Ф а о

Ф

f и (6 о.

1 х

Ql х о

С

E о

° 4 с ч х

Ю ес

Ес

° с

Ю

° 4 х ч о ес х

:е л

ИС (»4 о

С4 х

Г 4 х

Ф

СО Z с (/т +.44 ИС м

ВС (4 и о

Г о z

M + («

Х С !

4 (n о х х"

Ф

О è ! х л (/4 +

Ес л ГС .Д сЪ

М.л ее

° л

D

О ес

° 4 о

74

С

1

I 1

1 !

I 1 ! 1 ! 1

1 I

I М 1

1 4

О(4 — -l

I I ес I 1

4 I (О I

1:С: ! + 1

1 Х !

- —

1

I I

1 X 1

I !

l I

I l!

1 1 («

1 1

1 — — Ч

° с I о

° 41! I

« I

1 1

1 1

1 1! I ! I I

1 1 х 1 1 х

1- 1 I о

О 1

Ф 1 + 1

a I y о о г — !!

I 1

Ф 1

1 1

1 1 Я 1

1 I

Ф I а 1 о

O ГС

l о о

Г! IO I

I

I

1

1

I

1

1

1

1

I

I

I

1

I

1

I

1

I !

I

I

1 !

I

I

I

I

I

1

I

1

I

I

1

1

I

1

I

I

1

1

1

I

I !

1

I

1

I

I

I

1

I

I

1

1

I

1

1

I

I

1

1 !

1

1

1 ((f х.

Ц

Ф о ( х х

Ц о

I х

«с о о ( о х х

Ф

Н х

2

Z

X х х

Ц ф

Ф о

1 х х о

1 а E

f о х

K х х

r х а х

Таблица2

Таблица3

КОИЦВн тфациЯ Liz $с F<, 4

Составитель Л. Бестужева

Редактор Н. Рогулич Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Заказ 1939 Тираж 368 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101