Водные растворы минеральных солей

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Водные растворы минеральных солей для глушения скважин

водный минеральный соль

В группе жидкостей глушения на водной основе ведущая роль принадлежит водным растворам минеральных солей или чистым рассолам, не содержащим твердой фазы.

Минеральные соли

В таблице приведены состав и максимальные значения плотности чистых рассолов, используемых для глушения.

Наибольшее распространение получили соли хлористого натрия «Галита» (NaCl) так как имеют наименьшую стоимость и доступность по сравнению с другими солями. Хлористый натрий обычно используют для приготовления жидкости глушения до плотности 1,18 г/см³. Для приготовления более плотных жидкостей плотностью от 1,18 до 1,30 г/см³используют хлористый кальций (CaCl₂). Для получения жидкостей глушения плотностью более 1,30 г/см³ используют карбонат калия (поташ), а также другие соли или их смеси.

В таблице зависимость плотности и температуры застывания раствора от массовой концентрации различных солей.

Калий хлористый выпускается по ГОСТ 4568-95, ТУ 2184-072-00209527-2001.

При приготовлении раствора хлористого калия, наблюдается экзотермическая реакция, характеризующаяся понижением температуры.

Кальций хлористый выпускается по ГОСТ 450-77, ТУ 2152-002-00204872-2004.

Хлористый кальций -- гигроскопичен, т.е. проявляет свойства к поглощению влаги. При приготовлении раствора хлористого кальция, наблюдается эндотермическая реакция, характеризующаяся повышением температуры.

Натрий хлористый (соль техническая типа -- галит) выпускается по ТУ 2152-097-00209527-2004, ТУ 2111-081-00209527-98, ГСТУ 14.4-00032744-005-2003.

Хлористый аммоний выпускается по ГОСТ 2210-73.

2. Осложняющие факторы при глушении водными растворами солей

Взаимодействие воды и растворов солей с глинистыми минералами

Глинистые минералы самые распространенные породообразующие минералы. В продуктивных пластах глина, может образовывать различные пространственные структуры. Основные структурные положения глин в продуктивных пластах приведено в рисунке

Свойства глинистых пород во многом определяются кристаллохимическими особенностями глинистых минералов и их высокой дисперсностью, то есть обладанием большой удельной поверхности.

Наиболее типичным примером особого кристаллохимического строения могут служить монтмориллонит и смешанослойные глинистые минералы, которые имеют раздвижную кристаллическую решетку. При гидратации этих минералов (при взаимодействии с водой) молекулы воды могут входить в промежутки между элементарными слоями кристаллической решетки и существенно раздвигать их. Глинистые минералы обладают высокой способностью к ионному обмену, то есть замене некоторых ионов на поверхности и в кристаллической решетке частиц на ионы, поступающие из раствора. Отмеченные особенности глинистых минералов, совместно с их высокой дисперсностью, а потому и чрезвычайно развитой поверхностью, обусловливают очень большую адсорбционную способность -- способность активно поглощать из растворов различные вещества и химические элементы.

При гидратации поверхность частиц заряжается отрицательно. В результате этого процесса формируются так называемые двойные электрические слои. Иными словами, при взаимодействии с водой вокруг глинистых частиц образуются тонкие пленки воды, оказывающие значительное влияние на свойства глинистых пород.

Особое кристаллохимическое строение частиц глинистых минералов и их специфическое поведение при взаимодействии с водой в основном и определяют такие свойства глин, как пластичность, набухание при обводнении и усадка при высушивании.

Снижение прочности глинистых минералов вследствие гидратации глинистых минералов, оказывает влияние на прочность сцементированных осадочных горных пород. В значительной степени на прочность пород содержащих глинистые минералы влияет наличие в микротрещинах, на контактах зерен или кристаллов адсорбционных пленок связанной воды. Они понижают поверхностную энергию минералов горной породы и тем самым облегчают развитие в породе различных механических микронарушений, особенно в том случае, если порода находится под напряжением. Вследствие этого порода начинает «ползти», она деформируется с той или иной скоростью при том же самом постоянном напряжении.

В условиях, когда глинистые минералы являются цементирующим веществом терригенной породы при увеличении обводненности продукции происходит постепенное разрушение и отделение

Образование малорастворимых солей

При смешении вод различного ионного состава возможно выпадение малорастворимых солей. Необходимо знать ионный состав пластовой воды и раствора глушения, что бы предсказывать возможность образование нерастворимых солей в пласте. Более подробно принципы расчета возможного образования солей приводятся в главе. Образование солей может привести к снижению проницаемости призабойной зоны пласта и преждевременному выходу из строя глубинно-насосного оборудования. Для предотвращения образования солеотложений в процессе глушения скважин рекомендуется добавлять ингибитор солеотложений в жидкости глушения.

Образование эмульсий

Образование эмульсий в пористой среде обусловлено наличием в нефти ПАВ. В результате смешивания жидкости глушения с нефтью находящейся в пласте возможно образование стойких к разрушению эмульсий, которые обладают повышенными реологическими свойствами, затрудняющими их дальнейшее извлечение из пласта. Образование стойких эмульсии наиболее характерно для пластов содержащих высоковязкую тяжелую нефть и менее характерно для пластов с легкой нефтью.

Образование водной блокады

Образование водной блокады связано с насыщение водными растворами глушения пористой вследствие капиллярной пропитки. В результате чего происходит увеличение водонасыщенности пористой среды призабойной зоны. Увеличение водонасыщенности ведет к снижению фазовой проницаемости нефти и росту обводненности продукции после глушения. Данное явление характерно для низкопроницаемых пластов, в которых влияние капиллярных сил достаточно велико.

Добавки к водным растворам глушения

Для снижения негативного влияния водных растворов жидкостей глушения на ФЕС пласта используют различные добавки:

o Ингибиторы солеотложений;

o Ингибиторы коррозии;

o Гидрофобизаторы и ингибиторы набухания глин;

o Деэмульгаторы.

Ингибиторы солеотложений

При оценке необходимости применения ингибиторов солеотложений в жидкости глушения необходимо в обязательном порядке провести лабораторные исследования на совместимость применяющихся жидкостей глушения с пластовыми водами, выявить наиболее вероятные соли, которые наиболее вероятно будут образовываться и после чего произвести выбор наиболее эффективного ингибитора солеотложений. Более подробно ингибиторы солеотложений и проблемы образования солей рассмотрены в главе. При выборе количества добавляемого в жидкость глушения ингибитора солеотложения можно руководствоваться исходя из концентрации от 20-100 г/м³.

Ингибиторы коррозии

Более подробно ингибиторы коррозии и проблемы коррозии оборудования рассмотрены в главе. При выборе количества добавляемого в жидкость глушения ингибитора солеотложения можно руководствоваться исходя из концентрации от 10-100 г/м³.

Гидрофобизаторы и ингибиторы набухания глин

Основной целью применения гидрофобизаторов является их способность изменять смачиваемость поверхности порового пространства. Наличие гидрофобизатора в водном растворе приводит к тому, что при проникновении его в пористую среду, поверхность порового пространства гидрофобизируется. Изменение смачиваемости пористой среды приводит к увеличению фазовой проницаемости для воды. Повышение фазовой проницаемости призабойной зоны для воды приводит к более полному удалению ее из пласта.

Размещено на Allbest.ru