Способ реагентной обработки скважины на воду

 

Изобретение относится к водоснабжению и может применяться при реагентной обработке скважин на воду и обезжелезивании подземных вод в пласте. Цель изобретения - предотвращение загрязнения окружающей среды путем нейтрализации и очистки отработанного раствора непосредственно в водоносном пласте. Перед заливкой реагента и после реагентной обработки прискважинной зоны закачивают в водоносный пласт кислородсодержащую воду в количестве, определяемом по зависимости. Нейтрализация реагента непосредственно в пласте позволяет избежать необходимости сброса на поверхность земли отработанного раствора, и подача воды потребителю осуществляется сразу после реагентной обработки скважины.

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к эксплуатации водозаборов поздемных вод, в частности к способам реагентной обработки скважин на воду и обезжелезивания подземных вод в пласте. Цель изобретения предотвращение загрязнения окружающей среды путем нейтрализации и очистки отработанного раствора непосредственно в водоносном пласте. Способ осуществляется следующим образом. На устье скважины устанавливают герметичный оголовок, предназначенный как для закачки кислородсодержащей воды в пласт, так и для обработки скважины. По результатам откачки скважины перед отработкой определяют параметры кольматажа прифильтровальной зоны и по известной методике назначают необходимое количество реагента для обработки скважины. Зная концентрацию применяемого реагента и его количество, определяют необходимый для закачки объем воды по формуле где W_з объем закачиваемой кислородсодержащей воды, м³; M масса подаваемого реагента, кг; C_д допустимая концентрация реагента в откачиваемой воде, г/л; m мощность водоносного горизонта, м; n₀ пористость водовмещающих пород; λ параметр микродисперсии, м. Определив необходимое количество воды, начинают закачку с одновременным насыщением закачиваемой воды кислородом. Насыщение воды кислородом осуществляется путем ее аэрации с помощью компрессора или эжектора. Воду для закачки отбирают из сборного водовода или из соседней скважины. После закачки расчетного количества аэрированной воды в скважину заливают реагент и производят циклическую обработку фильтра и прифильтровальной зоны. По окончании обработки начинают повторную закачку аэрированной воды, количество которой определяется ранее по указанной формуле. Сразу после повторной закачки кислородсодержащей (аэрированной) воды скважину включают в эксплуатацию, подавая воду потребителю. Предлагаемый способ предотвращает сброс отработанного раствора на поверхность и загрязнение им окружающей среды за счет нейтрализации и очистки раствора непосредственно в водоносном пласте, что обуславливается дисперсией радиального потока раствора при его закачке в пласт, растворением и окислением продуктов реакции в зоне закачки, их гидролизом и вторичным осаждением в пласте на периферии этой зоны. Способ основан на следующих физико-химических процессах, протекающих в пласте. Известно, что кольматирующие прифильтровальную зону водозаборных скважин осадки представлены преимущественно полуторными окислами железа, в состав которых входят как Fe²⁺, так и Fe³⁺. Гидроксидная пленка на водовмещающих породах является центром адсорбции ионов закисного железа, мигрирующего с подземными водами. Таким образом, на гидроксиде железа всегда имеется пленка двухвалентного железа, которая при контакте с кислородом окисляется и вновь сорбирует на себе закисное железо. При растворении осадка реагентом двух- и трехвалентное железо переходит в раствор, при нейтрализации которого в пласте трехвалентное железо гидролизуется и выпадает в осадок, а двухвалентное частично сорбируется на образовавшемся гидроксиде железа, но большая его часть остается в ионной форме в воде и откачивается на поверхность при отборе подземной воды. Предусмотренная в способе закачка кислородсодержащей воды в пласт заливкой реагента имеет своей целью окисление поверхностной пленки двухвалентного железа на кольматирующих осадках. За счет этого при дальнейшем растворении осадков реагентом в раствор перейдет только то двухвалентное железо, которое заключено во внутренней структуре осадка. Раствор, образующийся в фильтре и прифильтровальной зоне в результате реагентной обработки скважины, должен иметь избыточную концентрацию для предотвращения вторичного выпадения железа в прифильтровальной зоне. При последующей закачке отработанного раствора в пласт кислородсодержащей водой реагент за счет дальнейшего растворения железа в пласте и разбавления пластовыми водами за счет дисперсии нейтрализуется, Fe³⁺ гидратируется и переосаждается в пласте на расстоянии от скважины, а высвобожденное закисное железо окисляется кислородом, содержащем в закачиваемой воде, и также осаждается на породах пласта. В результате этого вода, очищенная в пласте от избыточного содержания реагента и растворенного кольматанта, может быть сразу подана потребителю.

Формула изобретения

Способ реагентной обработки скважины на воду, включающий заливку реагента, обработку им прискважинной зоны и откачку отработанного раствора, отличающийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения окружающей среды путем нейтрализации и очистки отработанного раствора непосредственно в водоносном пласте, перед заливкой реагента и после обработки им прискважинной зоны осуществляют закачку в пласт аэрированной воды в количестве, определяемом по зависимости
где W_з объем закачиваемой аэрированной воды, м³;
М масса залитого реагента, кг;
С_д допустимая концентрация реагента в откачиваемой воде, кг/м³;
m мощность водоносного пласта, м;
n_о пористость;
λ параметр микродисперсии, м.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.12.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 16-2003

Извещение опубликовано: 10.06.2003        

---