аспирант с 01.01.2015 по настоящее время
Описан способ предотвращения образования каверн при бурении скважин в интервалах залегания водорастворимых минералов посредством использования минерализованных буровых растворов. Приведен состав природного рассола Знаменского месторождения и полученного из него методом распылительной сушки солевого концентрата, пригодного для минерализации буровых растворов
бурение скважин, минерализованные буровые растворы, рапа
Для нефтяных и газовых месторождений Иркутской области характерно наличие мощных пластов каменной соли, аргиллитовых и алевролитовых пропластков. Для исключения образования каверн при промывке строящихся глубоких скважин в интервалах залегания этих водорастворимых минералов необходимо использовать минерализованные буровые растворы.
Многие годы для решения проблемы буровые растворы до предела насыщают хлоридом натрия, При строительстве одной скважины глубиной около 3500 м требуется до 600 т этого реагента-минерализатора.
Альтернативой хлориду натрия могут служить солевые концентраты, выделяемые из рапы (крепких природных рассолов). Анализ пробы рассола Знаменского месторождения, отобранной с глубины 1820 м, показал (таблица 1), что он содержит катионы, необходимые для профилактики растворения и набухания породообразующих минералов, таких как галит, бишофит, ангидрит, биотит, хлориты, аргиллиты и алевролиты [1].
Разработан и апробирован способ получения солевых концентратов из рассолов посредством распылительной сушки [2], при реализации которого из минеральной воды извлекаются все имеющиеся в ней неорганические компоненты. Поэтому не возникает необходимости утилизации маточного раствора, существующей, например, при получении кристаллических солей выпариванием. В таблице 2 приведены сведения [1] об образце солевого концентрата, полученного способом распылительной сушки, представляющего собой мелкодисперсный порошок с насыпной плотностью 405 кг/м3 и влажностью 21 %.
Таблица 1
Состав природного рассола Знаменского месторождения
|
Название химического элемента |
Содержание химического элемента в рассоле, г/л |
|
|
в расчете на ион |
в расчете на хлорид металла |
|
|
натрий |
4,64 |
11,80 |
|
калий |
5,58 |
10,66 |
|
магний |
34,50 |
136,56 |
|
кальций |
164,30 |
455,90 |
|
стронций |
0,72 |
1,31 |
|
хлор |
400,20 |
– |
|
бром |
10,50 |
– |
Таблица 2
Макрокомпонентный состав солевого концентрата из Знаменского рассола
|
Название химического элемента |
Содержание химического элемента в концентрате, масс. % |
|
кальций |
22,3 |
|
магний |
4,3 |
|
калий |
1,0 |
|
натрий |
0,6 |
|
хлор |
44,0 |
|
бром |
2,0 |
Результаты исследования ингибирующих свойств Знаменской рапы и солевого концентрата из нее на керновых образцах природного галита (каменной соли) показали [1], что растворимость галита в природном рассоле и в водном растворе концентрата ниже, чем в насыщенном растворе хлорида натрия.
Таким образом, предлагаемый подход позволяет получать многокомпонентные солевые концентраты, которые можно использовать как минерализаторы, способные регулировать плотность буровых растворов и придавать им ингибирующие свойства.
1. Щербин, С.А. Многокомпонентный минерализатор буровых растворов и способы его получения / С.А. Щербин, В.С. Богданов, О.А. Брагина, А.Г. Вахромеев, Б.А. Ульянов. – Текст : непосредственный // Сборник научных трудов Ангарского государственного технического университета. – 2006. – Т. 1, № 1. – С. 231-236.
2. Патент № 2227122 Российская Федерация. МПК СО1F5/00. Способ получения солевого концентрата : № 2002119943 : заявл. 22.07.2002 : опубл. 20.04.2004 / Вахромеев А. Г., Богданов В.С., Брагина О.А., Ульянов Б.А., Щербин С.А. ; – 5 с. : ил. – Текст : непосредственный.
