Способ реагентной обработки скважины

 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, к способам реагентнсЗй обработки скважин, снизивших продуктивность в результате кольматационных процессов. Цельповышение 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsi)s Е 21 В 43/27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4п = —" - 1 Irl — . (1)

К„з Лcg

Кф го

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4721684/03 (22) 18.07.89 (46) 23.11,91. Бюл. N 43 (71) Всесоюзный комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения,. канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) В,Т. Гребенников (53) 622.245,544 (088.8) (56) Гаврилко В.M., Алексеев В;С. Фильтры буровых скважин. — М.: Недра, 1976, с.194—

- 206.

Пособие по проектированию сооружений для забора подземных вод. К СНиП

2.04.02 — 84. — М.: Стройиздат, 1989, с.269, п.19.14.

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 кол ьматантом 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

„„5U„„1693234 А1 (54) СПОСОБ РЕАГЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, к способам реагентнбй обработки скважин, снизивших продуктивность в результате кольматационных процессов. Цель — повышениеэффективности способа за счет более полного и . своевременного восстановления проницаемости водозабора. Способ включает периодическое 1 раз в 6 месяцев определение насыщенности Q порового пространства кольматантом и реагентную обработку кольматирующих образований фильтра и прифильтровой зоны, когда а О, t2>.. За счет своевременной обработки продуктивность скважины поддерживается близкой к первоначальной. 3 табл, сопротивления, обусловленный кольматационными процессами: о — удельный дебит скважины. Восстановительные мероприятия приурочиваются к началу интенсивного изменения этих параметров до значений, меньших, чем заданная удельная производител ьность. Показатель сопротивления скважин — комплексный параметр, зависящий как от конструктивных особенностей фильтра, так и от параметров пласта где Кп и Кф — коэффициенты фильтрации пласта и прифильтровой части:

ЛС вЂ” разность концентраций железа в пласте и на выходе из прифильтровой зоны;

1693234

20

К = 0,183Q/Bm, (2) y — -п;,араметр, зависящий от геометрических размеров; г — радиус кольматации;

rc —, радиус фильтра.

К недостаткам известного способа следует отнести как трудности, возникающие при реализации этого способа, так и отсутствие обоснованных критериев в оценке необходимости реагентной обработки скважин. Так, например, для построения зависимости (= f(t) необходимо каждую скважину оборудовать пьезометром, По известной зависимости, учитывающей расход скважины, разность понижения уровней в скважине и пьезометре и коэффициент водопроводимости пласта, возможна оценка показателя „. Основное количество водозаборных скважин, как правило, не оборудовано затрубными пьезометрами, Оценка показателя, по данным восстановления уровня в одиночной скважине практически невозможна.

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 порового пространства кольматирующими образованиями, свойства которых всецело определяются структурными связями, изменяющимися во времени. На первом эта- пе формирования кольматирующих образований образуются рыхлые отложения вязко-пластичной консистенции с водно-коллоидными связями. Рыхлые образования имеют незначительную прочность, легко растворяются в растворителях неорганического происхождения, Через 3 — 4 года эксплуатации скважин в процессе диагенеза кольматирующих образований фйльтра и прифильтровой зоны водно-коллоидные связи замещаются на кристаллизационные, в результате чего образуются плдтные 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 r, 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 (Л Fe<) фотокалориметрическим способом. Для определения остаточной массы железа в навеске закольматированного пес а производят вторичную обработку нагретой 35%-ной соляной кислотой объемом 100 мл при встряхивании на шуттель-аппарате в течение 30 мин, после чего аналогично определяют концентрацию растворенного железа (Л Fez) в фильтрате. Степень растворения железистых соединений оценивают как отношение 1

Л Fe1/(Л Fei + Л Fez).

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 Л S - Int*, где Л S— разность понижения уровня между текущим уровнем при его восстановлении и статичеэ T+t ском уровнем, t —, где Т вЂ” время

t прокачки скважины, t — время остановки скважины, определяют коэффициент фильтрации прифильтровой зоны по уравнению где Q — расход скважины;

m — мощность водоносного горизонта, Далее оценивают зависимость насыщенности порового пространства кольматирующими отложениями а по уравнению

1693234 (3) п0 а— и

Таблица1

0,8

1. где К1 и Кг — коэффициенты фильтрации прифильтровой зоны до и после реагентной обработки;

5 где flo и и — начальная и текущая пористость породы.

Одновременно после обработки оценивают степень восстановления удельного дебита скважин после обработки относительно первоначального, т.е. в момент сда15 чи скважин в эксплуатацию.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов позволяют сделать вывод о целесообразности проведения реагентной обработки скважин при дости- 20 жении а 0,125, Способ осуществляют следующим образом.

В процессе эксплуатации скважин пери- 25 одически, например один раз в шесть месяцев, производят запись восстановления уровня при остановке скважины и поуравнениям (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 ре- 35 жим, то по известной формуле Дюпюи-Форхгеймера удельный дебит скважины зависит от коэффициента фильтрации следующим образом.

40 р =2 lIKm/(In — + j), (41

Р где Q — коэффициент пьезопроводности;

rc — радиус скважины; — 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 о, и измерив его текущее значение q<, можно в первом приближении оценить значения

Своевременная реагентная обработка скважины, определенная по оценке насыщенности парового пространства кольматантом, позволяет восстановить удельный дебит скважины до 96,7 вместо 66,7;4 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 кольматирующих 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 ппоизводят при насыщенности порового прr. странства кольматантом не менее 0,125, 1693234

Продолжение табл,1

Та бл и ца2.

Продолжение табл.2

0,215

10

1693234

Таблица 3

Значения показателей и пользовании способ

Показатели п едаага известного

Количество лет эксплуатации скважины перед обработкой, год

Насыщенность порового пространства перед обработкой

Удельный дебит скважины, м /(ч.м,): первоначальный перед обработкой после обработки

Восстановление удельного дебита скважины относительно пе воначального, 3,5

0,12

6,5

0,3

6,0

4.1

5,8

ДО

2,05

4,0

96,7

66,7

Составитель Л.Бестужева

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор И.Горная

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

Заказ 4060 ТираЖ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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