RU2743977C1 - Composition for reducing water permeability of rocks (embodiments) and method of plugging water permeability of rocks - Google Patents
Composition for reducing water permeability of rocks (embodiments) and method of plugging water permeability of rocks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743977C1 RU2743977C1 RU2020106365A RU2020106365A RU2743977C1 RU 2743977 C1 RU2743977 C1 RU 2743977C1 RU 2020106365 A RU2020106365 A RU 2020106365A RU 2020106365 A RU2020106365 A RU 2020106365A RU 2743977 C1 RU2743977 C1 RU 2743977C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rocks
- plugging
- zones
- water
- structurant
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 26
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 23
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 25
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 20
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 5
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical class [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 10
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 abstract 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WKNIDMJWLWUOMZ-UHFFFAOYSA-N [K].[Cr] Chemical compound [K].[Cr] WKNIDMJWLWUOMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229940050271 potassium alum Drugs 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 235000011126 aluminium potassium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/32—Preventing gas- or water-coning phenomena, i.e. the formation of a conical column of gas or water around wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к составам для снижения водопроницаемости участков или зон соляных горных пород.The invention relates to the mining industry, namely to compositions for reducing the permeability of areas or zones of salt rocks.
Известен способ изоляции зоны осложнения в скважине, включающий последовательное закачивание в изолируемый интервал порций водного раствора гипана и хлористого кальция, разделенных оторочками воды (патент RU №2228427, Е21В 33/13, опубл. 10.05.2004 г.). До порций водного раствора гипана и хлористого кальция в изолируемый интервал закачивают жидкость с добавкой гидрофобизатора. Для создания нестационарного режима закачивания, обеспечивающего увеличение глубины тампонирования пласта, закачивание жидкости с добавкой гидрофобизатора осуществляют с периодическими остановками.A known method for isolating a complication zone in a well, including sequential injection into the isolated interval of portions of an aqueous solution of hypane and calcium chloride, separated by water rims (patent RU No. 2228427, E21B 33/13, publ. 10.05.2004). To portions of an aqueous solution of hypane and calcium chloride, a liquid with the addition of a water repellent is pumped into the isolated interval. To create a non-stationary injection mode, providing an increase in the reservoir plugging depth, the injection of fluid with the addition of a hydrophobizator is carried out with periodic stops.
Недостатком известного способа является то, что образование тампонирующей массы происходит только на границе контакта растворов гипана и хлористого кальция. Основная часть объема гипана остается непрореагировавшей, что нецелесообразно, так как полученный объем тампонирующей массы может быть недостаточен для качественного проведения изоляционных работ. Кроме того, создание нестационарного режима закачивания, который мог бы повысить выход тампонирующей массы за счет улучшения перемешивания и увеличения объема контактирующих растворов гипана и хлористого кальция, производится только при закачивании жидкости с добавкой гидрофобизатора.The disadvantage of this method is that the formation of the plugging mass occurs only at the interface between the solutions of hypane and calcium chloride. The bulk of the volume of hypane remains unreacted, which is impractical, since the volume of the plugging mass obtained may be insufficient for high-quality insulation work. In addition, the creation of a non-stationary injection mode, which could increase the yield of the plugging mass by improving mixing and increasing the volume of contacting solutions of hypane and calcium chloride, is performed only when pumping a liquid with the addition of a water repellent.
В известном способе изоляции зоны осложнения в скважине с карбонатными коллекторами, предусматривается последовательное закачивание в скважину порций водного раствора структурообразующего реагента и структурообразователя, разделенных оторочкой пресной воды, и последующее продавливание водного раствора структурообразующего реагента и структурообразователя в изолируемый интервал закачиванием продавочной жидкости (пат. РФ №2494224, МПК Е21В 33/13, опубл. 27.09.13 г.).In the known method for isolating a complication zone in a well with carbonate reservoirs, sequential injection into the well of portions of an aqueous solution of a structure-forming reagent and a structure former, separated by a fresh water rim, and subsequent forcing the aqueous solution of a structure-forming reagent and a structure former into the isolated interval by injecting displacement fluid No. 2494224, IPC E21B 33/13, publ. 09/27/13).
При реализации способа вместо водного раствора хлористого кальция может быть использована пластовая минерализованная вода хлоркальциевого типа или алюмохлорид.When implementing the method, instead of an aqueous solution of calcium chloride, formation mineralized water of the calcium chloride type or aluminum chloride can be used.
Данный способ может быть применен при проведении ремонтно-изоляционных работ с использованием большинства известных водоизоляционных тампонажных композиций, состоящих из структурообразующего реагента и структурообразователя.This method can be applied when carrying out repair and insulation works using most of the known waterproof grouting compositions consisting of a structure-forming reagent and a structure-former.
Например, в качестве структурообразующего реагента применяют гипан, синтетическую смолу, полиакриламид, жидкое стекло.For example, hypane, synthetic resin, polyacrylamide, and water glass are used as a structure-forming reagent.
Например, в качестве структурообразователя применяют хлористый кальций, пластовую минерализованную воду, хромкалиевые квасцы, кислоту.For example, calcium chloride, formation mineralized water, chromium-potassium alum, and acid are used as a structurant.
Например, используют водоизоляционные композиции на основе синтетических смол с кислотой в качестве структурообразователя или используют водоизоляционную композицию на основе жидкого стекла с хлористым кальцием в качестве структурообразователя, при использовании водоизоляционных композиций на основе растворов полиакриламида и хромкалиевых квасцов в качестве структурообразователя.For example, waterproofing compositions based on synthetic resins with an acid as a structurant are used, or a waterproofing composition based on water glass with calcium chloride as a structurant is used, when waterproofing compositions based on solutions of polyacrylamide and chromium potassium alum are used as a structurant.
Многие из водоизоляционных тампонажных композиций, состоящих из структурообразующего реагента и структурообразователя, в том числе и перечисленные выше, применяют для увеличения нефтеотдачи пластов, например, в потокоотклоняющих технологиях. Эти же водоизоляционные композиции применяют для изменения профиля приемистости нагнетательных скважин. При проведении указанных видов работ выше описанный способ также может быть использован. Таким образом, в данном предложении достигается результат - увеличение эффективности изоляции зон водопритока в скважине за счет улучшения перемешивания компонентов водоизоляционной композиции за счет их закачки и продавки в импульсном режиме.Many of the waterproofing plugging compositions, consisting of a structure-forming reagent and a structure-former, including those listed above, are used to enhance oil recovery, for example, in flow diverting technologies. The same waterproofing compositions are used to change the injectivity profile of injection wells. When carrying out these types of work, the above described method can also be used. Thus, in this proposal, the result is achieved - an increase in the efficiency of isolating water inflow zones in the well by improving the mixing of the components of the waterproofing composition due to their injection and displacement in a pulsed mode.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ техногенного эпигенеза тампонирования водопроницаемых участков или зон в соляных горных породах, который включает вскрытие зон повышенной водопроницаемости тампонажными скважинами, подготовку на поверхности соляных растворов, при необходимости - их подогрев и закачку в зону тампонирования. В качестве тампонажного состава используют насыщенные истинные растворы солей или естественные рассолы, которые в условиях снижения температуры выделяют в осадок избыток соли, тампонирующий водопроводящие трещины. Изобретение позволяет обеспечить безопасность подземных горных работ, сохранить благоприятную экологическую обстановку и качество полезного ископаемого на солерудниках.The closest in technical essence to the proposed method is the method of technogenic epigenesis of plugging of permeable areas or zones in salt rocks, which includes the opening of zones of increased permeability by plugging wells, preparation of salt solutions on the surface, if necessary, their heating and injection into the plugging zone. Saturated true solutions of salts or natural brines are used as the grouting composition, which, under conditions of decreasing temperature, precipitate an excess of salt, plugging water-conducting cracks. The invention makes it possible to ensure the safety of underground mining operations, to maintain a favorable ecological situation and the quality of minerals in salt mines.
Однако способ прототип имеет ряд недостатков:However, the prototype method has several disadvantages:
Недостатки по способу:Disadvantages by method:
Способ предполагает кристаллизацию солей в результате охлаждения исходного раствора. Скорость охлаждения в данном случае контролировать невозможно, поэтому кристаллизация солей может произойти в скважине, а не в зоне повышенной водопроницаемости. В нашем случае предусмотрена закачка двух разных по составу растворов, а кристаллизация соли начнется только после их смешения.The method involves the crystallization of salts as a result of cooling the initial solution. The cooling rate in this case cannot be controlled; therefore, salt crystallization can occur in the well, and not in the zone of increased water permeability. In our case, injection of two solutions of different composition is provided, and salt crystallization will begin only after mixing them.
Недостатки по составу:Disadvantages in composition:
Существенным недостатком тампонирования пород водорастворимыми солями является то, что при изменении состава или разбавлении раствора, контактирующего с солями, может произойти их растворение аналогично природным минералам. Минимизировать процесс вторичного растворения позволит осаждение солей кальция (сульфат, карбонат, силикат), которые практически не растворяются в воде и малорастворимы в растворах хлорида натрия. Так растворимость гипса в 1н растворе хлорида натрия составляет 7 г/л, карбоната кальция - 0,05 г/л.A significant disadvantage of plugging rocks with water-soluble salts is that when the composition changes or the solution is diluted in contact with the salts, their dissolution can occur similar to natural minerals. The process of secondary dissolution will be minimized by the precipitation of calcium salts (sulfate, carbonate, silicate), which are practically insoluble in water and slightly soluble in sodium chloride solutions. So the solubility of gypsum in a 1N solution of sodium chloride is 7 g / l, calcium carbonate - 0.05 g / l.
Задачей создания изобретения является разработка составов для снижения водопроницаемости горных пород и способа тампонирования водопроницаемости участков горных пород свободного от недостатков изобретения - прототипа.The task of creating the invention is to develop compositions for reducing the water permeability of rocks and a method for plugging the water permeability of rock areas free from the disadvantages of the invention - the prototype.
Поставленная задача по 1-му варианту решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как состав для снижения водопроницаемости горных пород включающий структурообразователь - водный раствор хлоридов натрия и калия, и отличительных существенных признаков, таких как структурообразователь дополнительно содержит хлорид кальция и дополнительно осадитель - водный раствор серной кислоты или насыщенный раствор сульфата натрия или карбоната натрия при следующей концентрации компонентов, мас. %:The problem posed according to the 1st option is solved using the features specified in the 1st paragraph of the claims, in common with the prototype, such as a composition for reducing the water permeability of rocks, including a structurant - an aqueous solution of sodium and potassium chlorides, and distinctive essential features such as the structurant additionally contains calcium chloride and an additional precipitant - an aqueous solution of sulfuric acid or a saturated solution of sodium sulfate or sodium carbonate at the following concentration of components, wt. %:
при соотношении объемов структурообразователя и осадителя от 1:1 до 1:2.4, соответственно.when the ratio of the volumes of the structurant and the precipitant is from 1: 1 to 1: 2.4, respectively.
Согласно п. 2 формулы изобретения в качестве источника хлорида кальция используют отход производства АО «Березниковский содовый завод».According to
Поставленная задача по 2-му варианту решается с помощью признаков указанных в 3-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как состав для снижения водопроницаемости горных пород, включающий структурообразователь - водный раствор хлорида кальция и осадитель - водный раствор сульфата натрия и отличительных существенных признаков, таких как раствор структурообразователя или осадителя дополнительно содержит ингибитор кристаллизации, выбранный из группы соединений: натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации 600 или 800 или 1000, при следующей концентрации компонентов, мас. %:The problem posed by the 2nd option is solved using the features indicated in the 3rd paragraph of the claims, common with the prototype, such as a composition for reducing the water permeability of rocks, including a structurant - an aqueous solution of calcium chloride and a precipitant - an aqueous solution of sodium sulfate and distinctive essential features such as a structure former or precipitant solution additionally contains a crystallization inhibitor selected from the group of compounds: sodium salt of carboxymethyl cellulose with a degree of polymerization of 600 or 800 or 1000, at the following concentration of components, wt. %:
Согласно п. 4 формулы изобретения в качестве источника хлорида кальция используют отход производства АО «Березниковский содовый завод».According to clause 4 of the claims, the production waste of JSC "Bereznikovsky soda plant" is used as a source of calcium chloride.
Поставленная задача решается с помощью признаков указанных в 5-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ тампонирования водопроницаемых участков или зон в соляных горных породах, включающий вскрытие зон повышенной водопроницаемости тампонажными скважинами, подготовку на поверхности соляных растворов, при необходимости их подогрев и закачку в зону тампонирования, отличающийся тем, что в качестве тампонажного состава используют композицию по п. 1 формулы изобретения, при этом закачку в водопроницаемые участки или зоны пород ведут в два этапа, на первом закачивают осадитель, а на втором - структурообразователь, тампонирующие необходимый объем горных пород, или композицию по п. 3 формулы изобретения, причем равные объемы растворов структурообразователя и осадителя смешивают перед закачкой в водопроницаемые участки или зоны пород, при этом закачку ведут в один этап.The problem is solved using the features specified in the 5th paragraph of the claims, in common with the prototype, such as a method of plugging permeable areas or zones in salt rocks, including the opening of zones of increased permeability by plugging wells, preparation of salt solutions on the surface, if necessary, their heating and pumping into the plugging zone, characterized in that the composition according to
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: как по составам, так и по способу, а именно, расширение арсенала средств - составов для тампонирования в зоне повышенной водопроницаемости горных пород, а также повышение надежности и качества тампонирования водопроницаемых участков горных пород.The above set of essential features allows you to obtain the following technical result: both in composition and in method, namely, expanding the arsenal of means - compositions for plugging in the zone of increased permeability of rocks, as well as increasing the reliability and quality of plugging of permeable sections of rocks.
Количественное соотношение компонентов в составах выбрано опытным путем и оптимально соответствует решаемой технической задаче предлагаемого технического решения. Выход за пределы указанных интервалов компонентов при практическом использовании составов не позволит получить желаемый технический результат.The quantitative ratio of the components in the compositions is selected empirically and optimally corresponds to the technical problem of the proposed technical solution. Going beyond the specified intervals of the components in the practical use of the compositions will not allow obtaining the desired technical result.
Изобретения иллюстрируются графическими материалами, где на Фиг. 1 приведен подготовленный полигон для проведения полевых испытаний.The inventions are illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a prepared test site for field testing.
На Фиг. 2 - Результаты замеров коэффициента фильтрации грунтов.FIG. 2 - Results of measurements of the soil filtration coefficient.
В Таблице 1 приведены Физические свойства грунтов. В Таблице 2 приведен Состав используемых растворов 1 и 2 в секции Б 2.Table 1 lists the Physical properties of soils. Table 2 shows the composition of the used
Осуществимость изобретений иллюстрируется нижеследующими примерами, подтверждающими возможность получения технического результата и возможность реализации назначения предлагаемых решений.The feasibility of inventions is illustrated by the following examples, confirming the possibility of obtaining a technical result and the possibility of realizing the purpose of the proposed solutions.
Пример 1.Example 1.
Эффективность тампонирования пород оценивалась по скорости фильтрации воды через породу до и после кристаллизации соли кальция. Определение коэффициента фильтрации проводилось с помощью полевого инфильтрометра производства фирмы «Eijkelkamp Soil & Water» (Нидерланды). При проведении работ использовались кольца диаметра: внутреннее - 28 мм, наружное - 53 см.The effectiveness of plugging rocks was assessed by the rate of water filtration through the rock before and after crystallization of the calcium salt. The filtration coefficient was determined using a field infiltrometer manufactured by Eijkelkamp Soil & Water (Netherlands). During the work, rings of diameter were used: inner - 28 mm, outer - 53 cm.
Для проведения полевых испытаний на полигоне подготовлены 4 секции размером 1 м (фиг. 1). Физические свойства грунтов приведены в табл. 1. Перед внесением растворов с поверхности каждой секции снимался почвенно-растительный слой и верхний слой четвертичных отложений с целью получения ровной площадки, общая мощность снимаемых отложений составила 0,15-0,2 м. Секции, расположенные в непосредственной близости друг от друга, включали опытные и контрольные площадки (фиг. 1М-1, М-2 - контрольные площадки, Б-1, Б-2 - опытные площадки). Обработка грунта в секции Б-1 проведена согласно п. 1 формулы изобретения. Состав используемых растворов приведен в табл. 2. Растворы осадителя (10 л) и структурообразователя (5 л) готовили путем растворения солей в воде. На первом этапе раствор осадителя с помощью лейки равномерно распределили по поверхности грунта площадки Б-1. Через 15 минут площадку полили раствором структурообразователя. Обработка площадки проведена однократно.For field testing at the test site, 4 sections of 1 m in size were prepared (Fig. 1). The physical properties of soils are given in table. 1. Before applying the solutions, the soil-vegetation layer and the upper layer of Quaternary deposits were removed from the surface of each section in order to obtain a flat area, the total thickness of the removed deposits was 0.15-0.2 m. The sections located in close proximity to each other included test and control sites (Fig. 1M-1, M-2 - control sites, B-1, B-2 - test sites). Soil processing in section B-1 was carried out in accordance with
Обработка грунта в секции Б-2 проведена согласно п. 3 формулы изобретения. Состав используемых растворов 1 и 2 приведен в табл. 2. Растворы по 10 л готовились по отдельности и смешивались непосредственно перед внесением в грунт. Обработка площадки проведена двукратно с интервалом 2 недели.Soil processing in section B-2 was carried out in accordance with claim 3 of the claims. The composition of the used
После внесения растворов все секции накрывались полиэтиленовой пленкой для минимизации взаимодействия обработанных грунтов с атмосферными осадками. Контрольные замеры коэффициентов фильтрации грунтов на обработанных и контрольных площадках произведены через 2 месяца (см. фиг. 2 - Результаты замеров коэффициента фильтрации грунтов).After making the solutions, all sections were covered with plastic wrap to minimize the interaction of the treated soils with atmospheric precipitation. Control measurements of the filtration coefficients of soils on the treated and control sites were made after 2 months (see Fig. 2 - Results of measurements of the filtration coefficient of soils).
Исходя из полученных результатов, коэффициент фильтрации обработанных грунтов снизился по сравнению с контрольными участками. Максимальное снижение Кф отмечено для секции Б-1, где грунты обрабатывались составом по п. 1 формулы изобретения, полученный Кф - 2,11 м/сут обычно характерен для песков мелких с содержанием частиц размером 0,10-0,25 мм более 75% от общей массы. Зафиксированное изменение Кф подтверждает эффективность состава для снижения водопроницаемости горных пород путем осаждения соли кальция.Based on the results obtained, the filtration coefficient of the treated soils decreased compared to the control plots. The maximum decrease in Kf was noted for section B-1, where the soils were treated with the composition according to
Как видно из фиг. 3, на поверхности секции Б-2 сформировались трещины, что, вероятно, повлияло на скорость фильтрации воды во время контрольного замера. Коэффициент фильтрации грунтов секции Б-2 - 7,20 м/сут выше, чем для секции Б-1, однако ниже, чем для контрольных секций М-1 и М-2 - 8,89 м/сут и 10,45 м/сут соответственно.As seen in FIG. 3, cracks formed on the surface of section B-2, which probably influenced the rate of water filtration during the control measurement. The filtration coefficient of soils of section B-2 - 7.20 m / day is higher than for section B-1, but lower than for control sections M-1 and M-2 - 8.89 m / day and 10.45 m / days, respectively.
Пример 2. Использование состава по 1-му варианту.Example 2. Using the composition according to the 1st option.
Способ тампонирования водопроницаемых участков или зон в соляных горных породах, включает вскрытие зон повышенной водопроницаемости тампонажными скважинами, подготовку на поверхности соляных растворов, при необходимости их подогрев и закачку в зону тампонирования. В качестве тампонажного состава используют композицию, мас. %:The method of plugging water-permeable areas or zones in salt rocks, includes opening zones of increased permeability with plugging wells, preparing salt solutions on the surface, if necessary, heating them and pumping them into the plugging zone. As a grouting composition, a composition is used, wt. %:
Структурообразователь: хлорид кальция 49.5; хлорид калия 3.5; хлорид натрия 0.6; Вода 53,6.Structuring agent: calcium chloride 49.5; potassium chloride 3.5; sodium chloride 0.6; Water 53.6.
Осадитель: сульфат натрия 26,9; вода 73,1.Precipitating agent: sodium sulfate 26.9; water 73.1.
Закачку в водопроницаемые участки или зоны пород ведут в два этапа, на первом закачивают осадитель, а на втором - структурообразователь, тампонирующие необходимый объем горных пород. В качестве источника хлорида кальция используют отход производства АО «Березниковский содовый завод». Далее проводят гидрогеологические наблюдения за изменением интенсивности водопроявлений в горных выработках и формировании защитного слоя рассолов в контактной зоне (в верхней части соляной толщи). Затем осуществляют ликвидационный тампонаж инъекционных скважин после завершения тампонажных работ.Injection into permeable areas or zones of rocks is carried out in two stages, at the first stage, a precipitant is injected, and at the second, a structure former, plugging the required volume of rocks. As a source of calcium chloride, production waste of JSC "Bereznikovsky soda plant" is used. Further, hydrogeological observations are carried out over the change in the intensity of water manifestations in mine workings and the formation of a protective layer of brines in the contact zone (in the upper part of the salt layer). Then, liquidation plugging of injection wells is carried out after the completion of plugging work.
Пример 3. Использование состава по 2-му варианту.Example 3. Using the composition according to the 2nd option.
Способ тампонирования водопроницаемых участков или зон в соляных горных породах, включает вскрытие зон повышенной водопроницаемости тампонажными скважинами, подготовку на поверхности соляных растворов, при необходимости их подогрев и закачку в зону тампонирования. В качестве тампонажного состава используют композицию, мас. %: Структурообразователь: хлорид кальция 20,0; вода 80,0. Осадитель: сульфат натрия 20,0; вода 80,0.The method of plugging water-permeable areas or zones in salt rocks, includes opening zones of increased permeability with plugging wells, preparing salt solutions on the surface, if necessary, heating them and pumping them into the plugging zone. As a grouting composition, a composition is used, wt. %: Structuring agent: calcium chloride 20.0; water 80.0. Precipitating agent: sodium sulfate 20.0; water 80.0.
Ингибитор кристаллизации: Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации 800 (КМЦ) 1.0 г/лCrystallization inhibitor: Sodium salt of carboxymethyl cellulose with a degree of polymerization of 800 (CMC) 1.0 g / l
Равные объемы растворов структурообразователя и осадителя смешивают перед закачкой в водопроницаемые участки или зоны пород, при этом закачку ведут в один этап. В качестве источника хлорида кальция используют отход производства АО «Березниковский содовый завод». Далее проводят гидрогеологические наблюдения за изменением интенсивности водопроявлений в горных выработках и формировании защитного слоя рассолов в контактной зоне (в верхней части соляной толщи). Затем осуществляют ликвидационный тампонаж инъекционных скважин после завершения тампонажных работ.Equal volumes of structurant and precipitant solutions are mixed before injection into permeable areas or zones of rocks, while the injection is carried out in one stage. As a source of calcium chloride, production waste of JSC "Bereznikovsky soda plant" is used. Further, hydrogeological observations are carried out over the change in the intensity of water manifestations in mine workings and the formation of a protective layer of brines in the contact zone (in the upper part of the salt layer). Then, liquidation plugging of injection wells is carried out after the completion of plugging work.
Преимуществами предлагаемой группы изобретений при их использовании являются:The advantages of the proposed group of inventions when using them are:
- возможность использования для тампонажа солей, добываемых на месторождении, то есть кольматантов, не требующих доставки;- the possibility of using for plugging salts extracted at the field, that is, bridging agents that do not require delivery;
- исключение засорения полезного ископаемого и снижения качества продукции соледобывающего предприятия;- elimination of contamination of a mineral and a decrease in the quality of products of a salt-mining enterprise;
- сохранение сложившегося на месторождении экологического равновесия;- preservation of the existing ecological balance at the field;
- отсутствие необходимости проведения последующего тампонажа, поскольку выпадающие в трещинах соли не отличаются по составу и свойствам от тампонируемых пород и не отслаиваются;- no need for subsequent plugging, since the salts that precipitate in the cracks do not differ in composition and properties from the plugged rocks and do not exfoliate;
- применяемые соли (кольматанты) не подвержены агрессивному воздействию тампонируемых пород и рассолов;- applied salts (bridging agents) are not subject to aggressive action of plugged rocks and brines;
- увеличение радиуса тампонажа за счет низкой вязкости применяемых растворов солей;- increasing the radius of plugging due to the low viscosity of the applied salt solutions;
- сокращение числа инъекционных скважин по сравнению с технологиями, использующими малоподвижные суспензии (цементные растворы и др.);- reduction in the number of injection wells in comparison with technologies using inactive suspensions (cement slurries, etc.);
- возможность создания противофильтрационных завес при значительной протяженности участков с повышенной водопроницаемостью;- the possibility of creating anti-seepage curtains with a significant length of sections with increased water permeability;
- простота выполнения тампонажных работ по предлагаемому способу.- ease of performing grouting works according to the proposed method.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106365A RU2743977C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Composition for reducing water permeability of rocks (embodiments) and method of plugging water permeability of rocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106365A RU2743977C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Composition for reducing water permeability of rocks (embodiments) and method of plugging water permeability of rocks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743977C1 true RU2743977C1 (en) | 2021-03-01 |
Family
ID=74857606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020106365A RU2743977C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Composition for reducing water permeability of rocks (embodiments) and method of plugging water permeability of rocks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743977C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2111351C1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-05-20 | Владимир Владимирович Мазаев | Method of shutoff of formation water inflow |
| RU2315171C1 (en) * | 2006-06-08 | 2008-01-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for water influx zone isolation inside well |
| WO2011041540A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealant compositions comprising diutan and associated methods |
| RU2494224C1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Isolation method of well troublesome zone with carbonate basins |
| RU2616893C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-04-18 | Дмитрий Григорьевич Ашигян | Method for limiting water influx in producing oil wells |
-
2020
- 2020-02-10 RU RU2020106365A patent/RU2743977C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2111351C1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-05-20 | Владимир Владимирович Мазаев | Method of shutoff of formation water inflow |
| RU2315171C1 (en) * | 2006-06-08 | 2008-01-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for water influx zone isolation inside well |
| WO2011041540A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealant compositions comprising diutan and associated methods |
| RU2494224C1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Isolation method of well troublesome zone with carbonate basins |
| RU2616893C1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-04-18 | Дмитрий Григорьевич Ашигян | Method for limiting water influx in producing oil wells |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| I. V. KREPYSHEVA and other Physicochemical and toxicological properties of soda production sludge. Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). N1. 2015.S. 335-342. https://cyberleninka.ru/article/n/fiziko-himicheskie-i-toksikologicheskie-svoystva-shlama-sodovogo-proizvodstva/viewer. Found on the INTERNET 11/25/2020 .. * |
| КРЕПЫШЕВА И.В. и др. Физико-химические и токсикологические свойства шлама содового производства. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). N1. 2015. С.335-342. https://cyberleninka.ru/article/n/fiziko-himicheskie-i-toksikologicheskie-svoystva-shlama-sodovogo-proizvodstva/viewer. Найдено в сети ИНТЕРНЕТ 25.11.2020.. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4838352A (en) | Process for plugging subterranean formations | |
| RU2456439C1 (en) | Method for balancing injection well water-intake capacity profile and restriction of water influx to production wells | |
| RU2460875C1 (en) | Carbonate formation hydraulic fracturing method | |
| RU2286446C1 (en) | Acid well bottom zone treatment method | |
| US8733441B2 (en) | Sealing of thief zones | |
| CN103742172B (en) | A kind of method of floor grouting shutoff hydrogen sulfide projective water point | |
| US4007789A (en) | Acidizing wells | |
| RU2116432C1 (en) | Method for restoring tightness of production strings | |
| CN105370260B (en) | A kind of spontaneous hydrochloric acid acidization tool suitable for carbonate reservoir | |
| WO2008054669A1 (en) | Method of cementing well bores | |
| RU2743977C1 (en) | Composition for reducing water permeability of rocks (embodiments) and method of plugging water permeability of rocks | |
| RU2368769C2 (en) | Bottom-hole formation zone treatment method | |
| RU2597593C1 (en) | Method for balancing injection well water-intake capacity profile and restriction of water influx to production wells | |
| CN104529339B (en) | A kind of polypropylene cross-linked copolymer fiber concrete leak stopping slurry | |
| RU2616893C1 (en) | Method for limiting water influx in producing oil wells | |
| RU2348793C1 (en) | Method of salt water filled subsurface tank well sealing | |
| RU2366682C1 (en) | Backfilling material | |
| RU2536070C1 (en) | Development and oil recovery improvement method for inhomogeneous oil pools | |
| US2672935A (en) | Method of treating wells | |
| US3623554A (en) | Method of plugging saline formations | |
| RU2301884C1 (en) | Method to isolate highly-permeable well bottom zone areas | |
| RU2168618C2 (en) | Method of developing oil deposit | |
| RU2784709C1 (en) | Method for hydraulic fracturing of a formation on a carbonate deposit of high-viscosity oil | |
| RU2792491C1 (en) | Method for developing carbonate reservoir of vereiskian-bashkir targets | |
| RU2813288C1 (en) | Method for aligning injection profile of steam injection well |