Жидкости, совместимые с разбухающими глинами

 

Солевой раствор	Концентрация	Плотность, фунт/галлон
NH4Cl	5 %	8,5
HCl	4 %	8,5
KCl	7 %	8,7
CaCl2	5 %	8,7
NaCl	6 %	8,7

Краткий перечень мер по борьбе с повреждением пластовых глин

· Иллит – Не создавать условий, благоприятствующих его диспергированию. Не использовать лигносульфонатов, поддерживать рН ниже 10. Поддерживать низкую скорость фильтрации для того, чтобы снизить скорость протекания жидкости через поры.

· Каолинит – В основном использовать те же меры, что и для иллита. Однако следует уделять больше внимания снижению скорости протекания жидкости через поры, если это происходит в рыхлой породе.

· Смектит – Не подвергать воздействию пресной воды, во избежание разбухания. Использовать жидкости на основе солей калия или нефтепродуктов.

· Хлорит – По возможности не допускать взаимодействия с кислотами. Если это невозможно, использовать кислородные раскислители и вещества, вызывающие образование хелатных соединений железа.

 

 

Жидкость, плотность в фунтах на галлон (г/см3)	Стоимость	Способность ингибировать глины
Метанол
Метанол, 6,6 (0,79)	Высокая	Хорошая
Метанол /вода, 6,6 - 8,2 (0,79 - 0,98)	Средняя	Достаточная
Вода
Пресная 8,345(1,0)	Низкая	Плохая
Морская (отфильтрованная) 8,50 (1,02)	Низкая	Плохая
Солевые растворы
NaCl, 10,0 (1,20)	Низкая	Хорошая
KBr 11,5
CaCl2 11,6 (1,39)	Средняя	Хорошая
NaBr 12,7
CaBr2 14,2 (1,70)	Высокая	Хорошая
ZnBr2 19,2 (2,30)	Высокая	Хорошая
Нефтепродукты
Дизельное топливо 7,034 (0,84)	Средняя	Превосходная
Сырая нефть 7,03 - 7,9 (0,84 - 0,94)	Средняя	Превосходная
Эмульсии 7,03 - 8,33 (0,84 -1,0)	Средняя	Превосходная

 

 

Химически несовместимые жидкости

Третий тип нарушения эксплуатационных качеств пласта является результатом воздействия несовместимых жидкостей. При этом наиболее часто нарушения этого типа имеют место в результате осаждения солей или нерастворимых ионов. Анализ пластовых вод может выявить потенциальные проблемы и установить реакции, протекающие между пластовыми водами и солевыми растворами.

Примерами таких реакций являются:

 

CaCl₂ + 2HCO₃ → CaCO₃ + 2HCl + CO₃^-2

CaCl₂ + HCO₃^-2→ CaCO₃ + 2HCl^-

ZnBr₂ + → Zn CO₃ + 2Br ^-

CaCl₂ + SO₄^-2 → CaSO₄+ 2Cl^-

CaCl₂ + SO₃^-2 → CaSO₃+ 2Cl^- → CaSO₄+ 2HCl

F^- + CaCl₂→CaF + 2Cl^-

Fe^- +2OH^-→ Fe (OH)₂

Ca⁺² + SO₄^-2 → CaSO₄

 

КИСЛОТЫ

Типы кислот

Все кислоты, независимо от их состава, имеют одно общее свойство: будучи растворенными в воде, они распадаются, с образованием иона водорода и аниона.

Ион водорода реагирует с карбонатными породами с образованием воды и двуокиси углерода.

Ионы водорода обычно обозначаются символом H⁺. Они реагируют с карбонатами, как показано в уравнении (1)

 

2H⁺ + CaCO₃ → Ca⁺⁺ + H₂O + CO_{2................................................... .}(1)

Ион водорода + известняк = ион кальция + вода + двуокись углерода

 

Кислоты имеют pH менее 7 и кислый вкус. Чем более полно происходит ионизация кислоты на ионы водорода и анионы, тем более сильной является данная кислота.

 

Соляная кислота

В состав соляной (хлористоводородной) кислоты входят газообразующие вещества – водород и хлор, поэтому в газообразном состоянии она обычно обозначается как хлористый водород. Такой газ легко растворяется в воде, достигая концентрации HCl до 43 % (по весу) при 60° F (16 °С). Однако раствор такой крепости не может применяться на практике, так как при температуре выше 60 °F хлористый водород выделяет едкие пары.

Промышленная соляная кислота имеет стандартную крепость 20° Be, что соответствует 31,45 % -ной концентрации (по весу), и плотность 1,160 г/см³ (9.67 фунт/галлон). Иногда употребляется и более крепкая кислота (22° Be), которая имеет концентрацию 35,2 % и плотность 1,179 г/см³ (9,83 фунт/галлон). Химическая формула соляной кислоты – HCl. Хотя в ее состав входит главным образом вода, в формуле это не отражено. Соляная кислота полностью ионизируется и относится к сильным кислотам.

 

HCl и известняк

Основная реакция между соляной кислотой и известняком протекает, как показано в уравнении (2)

 

2HCl + CaCO₃ → CaCl₂ + H₂O + CO_{2............................................} (2)

Соляная кислота (15 %, 1000 галлонов) + карбонат кальция, известняк (10,9 куб. футов, 1843 фунта) = хлорид кальция (40 галлонов, 2050 фунтов) + вода (66620 куб. футов, 331 фунт) + углекислый газ (811 фунтов)

 

Общий объем, занимаемый 1000 галлонами 15 %-ной соляной кислоты, после реакции дает следующее:

· 912 галлонов воды, закачанной в пласт

· 40 галлонов воды, образовавшейся в результате химической реакции

· 68 галлонов – объем, который занимают 2050 фунтов хлорида кальция

· Итого – 1,020 галлонов газа, при допущении, что CO₂ вообще не занимает объема или растворен в пластовом рассоле.

В результате получается, что 15 % соляная кислота после воздействия на известняк превращается в 20 % раствор хлорида кальция с удельной плотностью 1,175 г/см³ (9.79 фунт/галлон).

 

HCl и доломит

Реакция соляной кислоты с доломитом проходит подобно вышеописанной, но химический состав компонентов несколько отличается.

 

4HCl + CaMg (CO₃)₂ → CaCl₂ + MgCl₂ + 2H₂O + 2CO₂            (3)

Соляная кислота (1000 галлонов) + карбонаты кальция и магния (9,5 куб футов) = хлорид кальция (1040 фунтов) + хлорид магния (875 фунтов) + вода (40 галлонов) + двуокись углерода (6620 куб. футов)

 

Общий объем, занимаемый 1000 галлонами 15 %-ной соляной кислоты, после реакции составил 1020 галлонов. Продуктами реакции является смесь 10,5 %-ного раствора хлорида кальция и 9 %-ного раствора хлорида магния с плотностью 1,185 г/см³ (8,70 фунт/галлон).

Органические кислоты

К другим кислотам, которые используются самостоятельно или в сочетании с HCl, относятся уксусная и муравьиная кислота. Это органические кислоты, и они считаются гораздо более слабыми по сравнению с соляной кислотой. Это означает, что их водородные ионы медленнее высвобождаются и медленнее реагируют с большинством материалов, встречающихся в скважинах.

Эти кислоты могут использоваться самостоятельно в качестве медленно действующих реагентов, причем уксусная кислота реагирует медленнее, чем муравьиная. Органические кислоты используются также в тех случаях, когда важно иметь низкую скорость коррозии. Уксусная кислота – единственная из всех имеющихся кислот, которая не повреждает покрытия, полученные хромированием. Эти кислоты могут использоваться в сочетании с HCl для того, чтобы обеспечить более глубокое проникание и придать уникальные свойства после травления отдельным пластам.

Реакция этих кислот с известняком показана в приведенных ниже уравнениях.

 

Уксусная кислота

2HCH₃CO₂ + CaCO₃ → Ca (CH₃CO₂)₂ + H₂O + CO_2..... (4)

Уксусная кислота + известняк → ацетат кальция + вода + двуокись углерода

 

10 % раствор уксусной кислоты растворяет столько же известняка, что и 6 % раствор соляной кислоты.

 

Муравьиная кислота

2HCO₂H + CaCO₃ → Ca (HCO₂)₂ + H₂O + CO₂........ (5)

Муравьиная кислота + известняк = формиат кальция + вода + двуокись углерода

 

10 % раствор муравьиной кислоты растворяет столько же известняка, что и 8 % раствор соляной кислоты.

 

Плавиковая кислота

Плавиковая (фтористоводородная) кислота в смеси с HCl или органическими кислотами используется для растворения глинистых минералов, полевых шпатов и песков. Поскольку эти глинистые минералы и полевые шпаты имеют большую площадь поверхности, то основное количество плавиковой кислоты будет в первую очередь расходоваться на растворение этих материалов, а не кварца песчаных зерен.

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 367; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!