USD 100.6798

+0.46

EUR 106.0762

+0.27

Brent 74.58

+0.24

Природный газ 3.431

+0.07

, Обновлено 9 июля 08:00
58674

Кольматация

Носителем кольматанта могут служить жидкости и газы.

Кольматация

Кольматация - процесс естественного проникновения или искусственного внесения мелких (коллоидных, глинистых и пылеватых) частиц и микроорганизмов в поры и трещины горных пород, в фильтры очистных сооружений и дренажных выработок, а также осаждение в них химических веществ, способствующее уменьшению их водо- или газопроницаемости.
Носителем кольматажного материала (кольматанта) могут служить жидкости и газы.
В нефтегазе причиной снижения дебита скважин нередко является кольматация фильтров и прифильтровых зон водоносного пласта, которая вызывает увеличение гидравлического сопротивления и снижение притока воды в скважины.

Виды кольматации: механическая, химическая, био­логическая

Механическая кольматация

Наблюдается из-за несоответствия проходных отверстий фильтров гранулометрическому составу водовмещающих пород.
Дебит скважин снижается до 30%.
Для снижения механической кольматации необходимо:
  • создать фильтр из крупнозернистого песка;
  • правильно выполнить гравийную обсыпку вокруг водоприемной части искусственного фильтра.
Пример механической кольматации - глинизация фильтра и прифильтровой зоны при роторном бурении скважин с промывкой глинистым раствором.
На стенке скважины образуется плотная глинистая корка толщиной до 6 мм, ограничивающая поступление глинистого материала и шлама в продуктивный пласт при бурении скважин.
Проницаемость корки до 104 раз меньше проницаемости пласта, поэтому в водовмещающие породы попадает только глинистый раствор, содержа­щий тонкодисперсные и коллоидные частицы глины.
Глинистые частицы набухают в водной среде, что приводит:
  • к изменению внутренней геометрии порового пространства водонос­ной породы,
  • уменьшению коэффициента фильтрации в 50 раз и более.
Происходит глинизация фильтра в скважине.
Глинистая корка уплотняется за счет усилe­ния адсорбционных и молекулярных связей между глинистыми части­цами.
Рекомендации для снижения глинизации:
  • опускать фильтр с нижним открытым концом или с промывочными окнами;
  • устанавливать выше фильтра цементный мост, разбуриваемый после установки фильтра;
  • покрывать фильтр специальными составами, растворяемыми после спуска его в скважину.

Химическая кольматация

Наблюдается из-за нарушения химического состава подземных вод в результате изменения гидродинамических параметров фильтрационного потока.
При уменьшении давления воды в ней уменьшается растворимость газов (в основном СO2), происходит их выделение и нарушается углекислотное равновесие.
  • наличие катионов кальция и магния и нарушение углекислотного равновесия приводят к образованию труднорастворимых осадков СаСО3 и MgCO3;
  • происходит выделение кар­бонатных осадков в зоне фильтров, при удалении от них интенсив­ность выпадения осадков уменьшается.
Наиболее распространенными кольматиpующими отложениями являются:
  • железистые осадки, которые выделяются при заборе под­земных вод, содержащих закисное железо. Переход железа из закисного в окисное и выпадение в осадок происходит при наличии в воде растворенного кислорода. Этому также способствует выде­лeние СО2 и повышение рН воды из-за нарушения углекислотного равновесия:

Fe(HCO3)3 → Fe(OH)2 + 2СО2;

4Fe(OH)2 + 02 + 2H20 = 4Fe(OH)3.

  • наличие в подземных водах сероводорода H2S. Содержание гидросульфитов HS~ приводит к образованию труднорастворимых и непроницаемых сернистых отложений железа, меди, цинка в результате реакции подземных вод с материалом каркаса фильтра;
  • наличие кремниевой кислоты, что способствует образованию труднорастворимых силикатных отложений с примесью закисного железа, придающий им бурый цвет;
  • редко отлагаются осадки фосфатно-железистого состава. Выпадение фосфатов происходит при увеличении щелоч­ности.
Предотвратить химическую кольматацию скважин при исполь­зовании вод с неустойчивым химическим составом невозможно, поскольку ее причиной является нарушение естественного режима водоносного пласта. Рекомендации по уменьшению интенсивности химкольматации:
  • следует не допускать неравномерного режима эксплуатации скважин, из-за которого происходит аэрация подземных вод;
  • не использовать эрлифтные подъемники;
  • проверять работу обратных кла­панов погруженных насосов, чтобы предотвратить поступление аэрированных вод в зону фильтра;
  • не допускать более 7 м высоты столба воды от верхней секции насоса до динамического уровня воды в скважине, при котo­рой не происходит активного аэрирования воды и интенсивного осадкообразования.
Накопление отложений может проис­хoдить также из-за коррозии самого фильтра вследствие агpeс­сивности подземной воды, обладающей свойством электролита.
Этому способствует наличие различных метал­лов в конструкциях фильтров и отсутствии надежной антикорро­зионной защиты.
Рекомендации:
  • использовать каркасы фильтров из пластмасс или стальных труб с антикоррозионным покрытием;
  • использовать фильтрующую сетку из нержавеющей стали;
  • использовать шнуры из полимерных материалов вместо обмоточной про­волоки.

Биологическая кольматация

Наблюдается вследствие жизнедеятельности микроорганизмов.
В результате жизнедеятельности некоторых бактерий:
  • выделяется гидрат окиси железа, что способствует переводу закиси железа в нерастворимую окись;
  • окись железа осаждается на рабочей поверхности фильтров, внутренних стенках ствола скважин и насосном оборудовании.
Рекомендации: хлорирование скважин не реже одного раза в 3 - 4 месяца.

Новости СМИ2




Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»