Раствор для разглинизацииприфильтровой зоны водянойскважины

 

Q Д И С А Н И Е (п)810941

И3ОБ Р ЕТ ЕНИЯ

Сои)з Советсних

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ)( (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.79 (21) 2769292/22-03 с присоединением заявки № (51) M. Кл.

E 21В 43/25

Го Уа Рлее иы0 комитет: (23) Приоритет

С С С Р ло дела)и изооретеиий и открытий (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (53) УДК 622.245.544 (088.8),. (45) Дата опубликования описания. 07.03.81. (72) Авторы изобретения В. С Алексеев, В. T. Рребенников, В. В. Хлистунов и И . Я*. Ковов (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических еооружаний и инженерной гидрогеологии (54) РАСТВОР ДЛЯ РАЗГЛИНИЗАЦИИ ПРИФИЛЬТРОВОЙ

ЗОНЫ ВОДЯНОЙ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к области освоения скважин на воду, в частности, к растворам для разглинизации скважин на воду с применением химических реагентов.

Известен водныи раствор, применяемый для освоения скважин на воду, включающий 0,2 —;5,0 вес. % хлорида алюминия LlJ

Недостатками известного раствора являются сравнительно низкая эффективность обработки, обусловленная обменным механизмом взаимодействия раствора А1С)з с глинистыми агрегатами и оольшая длительность оораоотки. lак, например, увеличение проницаемости ооразца при продавливании О, l — l,0%-ного раствора Л) .1з составляет не более 10 — 15%, а рекомендуемое время обработки для получения эффективных результатов составляет от одних до семи суток.

Известен раствор для разглинизации прифильтровой зоны водяной скважины, содержащий хлористый алюминий, гидразин и воду (2).

Недостатком известного способа является низкая разглинизирующая спосооность.

) ель изооретения — повышение разглинизирующеи способности. ель достигается тем, что раствор дополнительно содержит бисульфат натрия, а в качестве гидразина содержит гидразинсульфат при следующем соотношении компонентов, вес. о/о:

Хлористый алюминий 0,5 — 1,0 ьисульфат натрия 5,0 — 8,0

Гидр азин-сульфат 1,5 — 3,0

Вода Остальное

Раствор для разглинизации скважин готовят следующим образом.

В определенном количестве воды сначала растворяют расчетные количества хлористого алюминия и бисульфата натрия, а затем небольшими порциями при перемешивании добавляют необходимое количество гидразин-сульфата. Готовить раствор можно как в заливочной емкости, так и непосредственно в стволе скважины.

Г1ри разглинизации скважин на воду с применением предлагаемого раствора происходит химическое взаимодеиствие реагентов с глинистыми частицами. Если хлористый алюминий снижает степень набухания глины за счет обменных реакций, то раствор бисульфата натрия, обладающий кислотными свойствами, частично растворяет глинистые минералы; а также разрушает структурные связи в глинистых агрегатах. ь- результате реакции раствора с глинистыми частицами образуются рыхлые хлопьевидньге глинистые агрегаты, не слипающиеся между собой и легко удаляемые

810947

3 фй прокачке скважины. Сравнительно невысокая растворимость гидразин-сульфата в воде, ограничивающая рабочие концентрации реагента, компенсируется тем, что при взаимодействии его с глинистыми частицами происходит выделение азота, который способствует механическому разрушению глинистых агрегатов.

Эффективность действия предлагаемого раствора и оптимальность рекомендуемых концентраций реагентов иллюстрируется нижеследующими примерами.

Пример 1. Готовят водный раствор, содержащий 0,5""/о А1С1з, 5,0 1ЧаН$04 и

1,5 /о Ь1яН» H2SO4. Приготовленным раствором обрабатывают сферические образцы

Nà-бентонитовой глины (диаметр 18 — 20 мм, вес 9,5 — 10,0 r, весовая влажность 40—

50" ). Фиксируют время полного распада образца. Среднее время полного разрушения (по шести опытам) 12 + 0,5 мин. В процессе распада образца образуются хлопьевидные, не слипающиеся между собой частички глины размером 0,5 — 2,0 мм, Пример 2. Аналогичным образом проводят опыт при содержании в растворе

1,0% А1С1з, I,Î /в NaHSO4 и 2 /о 1ЧяН» °

° H>SO4. Среднее время разрушения образца 11+-0,5 мин. Характер разрушения не меняется.

Пример 3. Аналогичным образом проводят опыт при содержании в растворе

1,0% А1С1з, 8,0% N aHSO4 и 3,0% ИяН» °

H>SO4. Среднее время разрушения образца 11+ 0,5 мин. Характер разрушения аналогичен описанному в примерах 1 и 2.

Уменьшение концентрации NaHSO4 и

ХяН» HgSO4 в растворе приводит к увеличению времени разрушения образцов (см. табл. 1). Увеличение концентрации NaHSO» свыше 8,0% нецелесообразно, так как не приводит к существенному увеличению эффективности раствора.

Табли ца 1

Эффективность процесса разрушения глинистых образований (разглинизации) реагентным раствором

Среднее время полного разрушения образца,мин

Концентрация реагента, 04

Номер опыта

Характер разрушения

Реагент

Тип глин

Б ы строе разрушение образца с выделением пузырьков газа (N ) Na-бентонит

12 0,5

Образуются мелкие хлопьевидные агрегаты (0,5-)-1,0 мм), не слипающиеся между собой

То же

11 0,5

I I+0,5

11.„Н». Н4$О., То же

Моделирование процесса разглинизацни в фильтрационной колонне подтвердило высокую эффективность предлагаемого рас- 25 твора (см. табл. 2). Модель фильтра кольматировалась 5%-ным раствором бентонитового глинопорошка и естественных глин (Тамбовская область; образцы глин получены при бурении скважин сельхозводоснабжения), обрабатывалась предлагаемым раствором и для сравнения раствором хлорида алюминия (10% веса). До и после кольматации, а также после обработки реагентными растворами определялся коэффициент фильтрации модели.

6

8

11

12

13

14

NaHS04

AICIз

N Í4 Н2$04

NaHSO4

AICIз

Na,Í4 Н2$04

NaHSO4

AIC13

И,Н» HPG»

NaHSO, То же

5,0

0,5

1,5

7,0

1,0

2,0

8,0

1,0

3,0

1,0

3,0

5,0

7,0

8,0

10,0

15,0

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

30 — 35

26 — 28

16 — 18

12 — 14

12 — 14

11 — 12

11 — 12

45 — 50

30- -40

28 30

22 — 25

20 — 22

830947

Таблица 2

Эффективность обработки модели фильтра, закольматированного 5%-ным глинистым раСтвором, различными реагентами (v o

cd а

И

Д Ь

Л

И с= о

cd а о о аю

I о о

И

Л

1 ц„">

- о ,,аЯ, .Е„ со ,„. о о о

М6 (О) Р о v

Я ,д „И

5 о &

X .й

Q) са

cd Х щ хе а

I c

o o а о о Г:. о аЖ

О о о в

=ooo о Л э

cd О <

= (- з

i v

v о » и я K

"1 =1 еО д>

o z

,Я

Э

1» о о а со о

Х

«

С0 сб (Л «»

-" v

3 о

Ю

Содержание реагентов в композиции, % Й о а

Тип фильтра

1ч2Н Х

Х Н,8О, Na HS0.

52,3

12,6

Латунная сетка галунного плетения-1-песок мелко- и среднезернистый

13,2

24,3

3,0

48,7

16,4

1О

43,2

8d,9

3,0

То же

3,0

7,0

Редактор Л. Волкова

Составитель А. Звездииа

Корректоры: В. Нам и А. Степанова

Заказ 362/4 Изд. № 206 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Предлагаемый раствор по сравнению с известным обеспечивает резкое сокращение времени обработки — 10 ч вместо 7 сут— и значительное увеличение проницаемости закольматированной фильтрующей поверхности — до 88% от первоначальной проницаемости вместо 10 — 15%, получаемых при длительной обработке известным раствором.

Экономический эффект от массового применения предложенного раствора (300 скважин), рассчитанный по снижению себестоимости отбираемой воды, составит ориентировочно 1,0 млн. руб.

Формула изобретения

Раствор для разглинизации прифильтровой зоны водяной скважины, содержащий хлористый алюминий, гидразин и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения разглинизирующей способности, он дополнительно содержит бисульфат натрия, а в качестве гидразина содержит гидразин-сульфат при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Хлористый алюминий 0,5 — 1,0

Бисульфат натрия 5,0 — 8,0

10 Гидразин-сульфат 1,5 — 3,0

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2127505, кл. Е 21В

15 43/00, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2749704/22-03, кл. С 09К 7/02, 20.02.79 (прототип) .