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沉淀型堵剂堵水原理

(2016-05-09 11:16:13)
标签:

沉淀型堵剂

堵水原理

水玻璃

分类: 油田化学

沉淀型堵剂堵水原理

向地层注入由隔离液隔开的两种无机化学剂溶液,在注入过程中,使其在地层孔道中形成沉淀,对被封堵地层形成物理堵塞,从而封堵地层孔道。由于这两种反应物均系水溶液,且粘度较低,与水相近,因此,能优先进入高吸水层,有效地封堵高渗透层。
最常用的沉淀型堵水剂为水玻璃—卤水体系。卤水体系包括CaCl2、FeCl2、FeCl3、FeSO4、Al2(SO4)3、甲醛。一般来说,沉淀量越大,堵塞能力就越大。
列举如下:
硅酸钠与盐酸反应生成硅酸凝胶沉淀堵水:
硅酸钠与氯化钙反应生成硅酸钙沉淀堵水:
硅酸钠与硫酸铝反应生成硅酸铝沉淀堵水:
1水玻璃
硅酸钠xNa2O.ySiO2又名水玻璃、泡花碱,无色、青绿色或棕色的固体或粘稠液体,其物理性质随着成品内氧化钠和二氧化硅的比例不同而不同,是日用化工和化工工业的重要原料。
通常将水玻璃中SiO2与Na2O的摩尔比称为水玻璃的模数(M)。即:
因为模数主要由SiO2组成,模数增大,沉淀量也增大。通常为2.7~3.3,模数大小可用NaOH来调整。几种常见的水玻璃的模数及性质见表5-1和表5-2
表5-1水玻璃的主要性质
产地
相对密度
Na2O(质量分数)
SiO2(质量分数)
模数
外观
上海
1.62
0.20
0.218
1.12
白色固体
东营
1.60
0.148
0.339
2.36
墨绿色液体
淄川
1.42
0.093
0.308
3.43
墨绿色液体
表5-2水玻璃浓度与粘度的关系(60℃)
模数
不同浓度(质量分数×102)水玻璃的粘度(10-4mPa.s)
10
20
30
40
1.12
1.73
2.40
4.34
13.4
2.36
1.81
2.22
3.87
15.23
3.43
1.72
2.11
3.79
19.44
硅酸钠的制备可在地面制备亦可在地下生成。方法有碳酸钠法、硫酸钠法、氯化钠法等。
地面法:
将Na2SiO3加入定量水中,在0.4MPa下通热蒸汽即可熬制成所需浓度的水玻璃溶液。
地下反应法:
水玻璃常用浓度为36%(质量分数),CaCl2常用浓度为38%(质量分数)。据此计算出Na2SiO和CaCl2溶液的理论体积比为2.53:1。为确保CaCl2量及封堵半径,现场常用体积比1:1。
2堵水原理
水玻璃与CaCl2有下述两个反应,其堵水作用是混合沉淀造成的:
该堵剂适用井温为40~80℃。
即:在施工工艺中,一般选模数较大的硅酸盐为第一反应液,其浓度为0.4%~0.6%,用HPAM加以稠化。第二反应液的选择顺序为:CA2 ,MG2 ,FE2 ,FE3 这与沉淀量大小有关。见表5-3。
表5-3硅酸盐沉淀与碳酸盐沉淀的堆积体积
               
堆积体
堵剂  
CaCl2
MgCl2·6H2O
FeSO4·7H2O
FeCl3·6H2O
Na2SiO3
Na2CO3
25.0
10.0
20.3
9.5
13.0
11.0
19.0
14.3
隔离液使用水或轻质油,用量取决于产生沉淀物的位置。例如选用水玻璃—CACL2堵水剂,现场注入程序为:清水→水玻璃→清水→氯化钙溶液,一般泵注段塞循环,最后再顶替5~10m3清水,关井24h。
3水玻璃复合堵剂
为了提高沉淀型堵剂的封堵强度,采用一种复合型堵剂,其配方为:
水玻璃:CACI2:PAM:HCL:甲醛=1~1.6:0.6:0.04:(0.5~0.78):0.04
堵剂质量分数为10%,其优点是可泵性好、易解堵并且混合比较均匀,节约原料等。可用于封堵油井单一水层、同层水、窜槽水及炮眼,成功率达73%。
沉淀型堵剂作业成功率高,有效期长,施工简单,价格较低,解堵容易,适用性强,但易污染油层。
 
系列杀菌剂、防腐剂、防霉剂、消毒剂、抗菌剂
联系人:宋先生 电话13305313047

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