Местонахождение глинистых минералов в песчаниках
· Заполнение пор.
· Внутренняя поверхность пор.
· Поверхность песчаных зерен.
· Прожилки или прослойки.
· Внутренняя структура породы.
Основные типы глин
· Иллит
o Чувствителен к условиям, способствующим диспергированию.
o Имеет высокий pH.
o Является химическим диспергатором.
o Легко мигрирует.
o Может иметь волокнистое строение.
o Разрушается и мигрирует.
o Чувствителен к движению жидкости.
· Каолинит
o Подвержен диспергированию и миграции.
· Смектит
o Разбухающий глинистый минерал.
o Поглощает воду и увеличивается в объеме.
o Встречается преимущественно на внутренней поверхности пор.
o Чувствителен к пресной воде.
· Смешанно-слойные минералы
o Разбухают подобно смектиту, но не в такой степени.
· Хлорит
o Легко диспергирует и мигрирует.
o Не разбухает, но связывает воду.
o Может встречаться вместе со смектитом в смешанно-слойных структурах.
o Разрушается под воздействием HCl, с высвобождением Fe- и аморфного кремнезема.
Кальцийсодержащий смектит
Диспергирование и миграция глин и минералов
В большом количестве опытов было показано, что наличие 2-3 % KCl предотвращает разбухание глин. Большая часть данных была получена в опытах с использованием коротких кернов. В экспериментах на кернах длиной 3 фута (0,91 м) специалисты компании Halliburton показали, что в случае использования 3 % раствора KCl имеет место ионный обмен с минералами пласта, что подтверждается следующей выдержкой из работы Гдански (ссылка 1) и таблицей из работы Гдански и Шухарта (ссылка 2).
|
|
|
1. Gdanski, R. D.: "Formation Mineral Content Key to Successful Sandstone Acidizing" (Состав минералов пласта – ключ к успешной кислотной обработке известняков) , Oil and Gas J. (Aug. 30, 1999) 90.
2. Gdanski, R. D. and Shuchart, C.: "Advanced Sandstone Acidizing Designs Using Improved Radial Models"(Перспективные способы кислотной обработки известняков с использованием усовершенствованных радиальных моделей), SPE 38597, (October 1997).
"Между минералами пласта (обычно глинами) и нагнетаемыми в пласт растворами происходит ионный обмен. С этими глинами часто связаны ионы натрия, однако может происходить обмен этих ионов с ионами нагнетаемой жидкости. Когда такой обмен происходит, то в процессе взаимодействия с глинами нагнетаемая жидкость превращается в соленую воду соответствующей концентрации. Так, например, когда 3 % раствор хлорида аммония (NH4Cl) протекает через слой ионообменной глины, происходит образование 3,3 % солевого раствора хлорида натрия. При воздействии такого слабосоленого раствора, гидрофильные глины могут разбухать и закупоривать фильтрационные каналы в пласте. В таблице 1 приведен перечень различных минералов и их свойств, касающихся ионного обмена и изменения свойств солевых растворов. Перечень минералов дается в порядке увеличения их ионообменной способности. Песок, полевые шпаты и каолинит имеют нулевую ионообменную способность.
|
|
|
| Таблица 1. Минералы и их ионообменная способность | |
| Минерал | Ионообменная способность |
| Полевые шпаты, каолинит | 0 |
| Иллит, хлорит | 20 |
| Смешанно-слойные минералы | 20–80 |
| Смектит, слюда | 80–100 |
| Цеолит | 100–250 |
Из числа перечисленных ионообменных глин, смектит и смешанно-слойные глины (иллит и смектит) наиболее чувствительны к действию воды и, соответственно, больше всего предрасположены к разбуханию в результате ионного обмена. В случае если производящий бурение оператор обнаруживает (или подозревает наличие) таких глин в пробуриваемых пластах, он должен использовать солевые растворы, которые превращаются после ионного обмена в соленую воду примерно 6 % концентрации, – такие как 5 % NH4Cl, 7 % KCl, и 5 % хлорид кальция (CaCl2). Такие жидкости имеют достаточную концентрацию для того, чтобы поддерживать проницаемость пласта путем предотвращения разбухания глин. И напротив, при использовании 2 % KCl в результате ионного обмена образуется соленая вода всего лишь 1,5 % концентрации. Такой солевой раствор слишком слаб для того, чтобы предотвратить разбухание глин.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 309; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!