201594. lajstromszámú szabadalom • Eljárás agyagásványokat is tartalmazó fluidumtároló rétegek kutkörüli zónáinak stabilizálására és/vagy homokosodás elleni védelmére az agyaghatások vizes elektrolitoldatokkal való inhibitálása útján
3 HU 201594 B 4 erősen csökken, vagyis a tárolókőzet érintett szakaszainak mechanikai és hidrodinamikai stabilitása lecsökken, szemcsemigráció indul meg, ami a tárolókőzet különböző szakaszain, különösen pedig a kútkörüli zónában, lokálisan vagy nagykiterjedésű szakaszokon, permeabilitás csökkenéshez vezet. A hidrogén ion kedvezőtlen hatásának lehet olyan következménye, hogy pl. a kút savazási munkálatok eredménytelennek bizonyulnak, vagy nincsenek arányban a kezelés során alkalmazott sav mennyiségével. Az agyagásványok diszperziója okozza a termelókutak elhomokosodását, a kútkörnyéki zónák összeomlását, ami egyéb költséges műveletek szükséges elvégzéséhez vezet (pl. bonyolult kútmunkálatok, a termelvények homoktartalmának a kútszerkezetekre gyakorolt eróziós hatása a kitermelt, később visszanyomandó rétegvíz magas lebegőanyag tartalma, illetve annak tisztítása, stb.). Felismerve, hogy a fluidumtároló kőzetek kútkörnyéki zónáiban az áramlási tulajdonságok változáséra az agyagásványok viselkedése fontos szereppel bir, célul tűztük ki a kútkörüli zónák irányított stabilizálását. A célkitűzésnek megfelelően a találmány eljárás agyagásványokat is tartalmazó fluidumtároló rétegek kútkörüli zónáinak stabilizálására és/vagy homokosodás elleni védelmére az agyaghatások vizes elektrolitoldatokkal való inhibitálás útján és meghatározója, hogy vizes elektrolitoldatként a kőzet agyagtartalmától függően 0,1-500 g/1, előnyösen 1,0-350 g/1 koncentrációjú kálium és ammóniumsók, - célszerűen káliumklorid és karbonát, - vizes oldatát a kútkörüli zónába sajtoljuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítási módját jelenti, ha a homokosodás elleni védelemre a vizes oldatot egy vagy több dugó formájában Bajtoljuk a kútkörüli zónába. Az ammónium-, kálium-ionok a 2:1 rétegszerkezetű agyagásványokba ioncsere során beépülnek, a szerkezet szabad negativ töltéseit lekötik, magas koordinációs számuk következtében az egységcella C tengelye irányában erős kontrakciót váltanak ki, ennek következtében nő a stabilitás, csökken a szorpcióképesség és csökken a szerkezet hidráttartalma. Másrészt szólva, a duzzadásból eredő diszpergálódás veszélye csökken, vagy megszűnik, Így a kútkörnyéki zóna kőzetének stabilitása nő, a permeabilitás nem-, vagy kedvező irányban változik. Minthogy az agyagásványok diszpergálódásának másik okozója a kedvezőtlenül magas negatív töltésszám, ezeket pedig nem belső szerkezeti lekötéssel kell semlegesíteni, a vizes közeg teljes homoionositására (pl. abszolút K* vagy Na* ionfelesleg) nem kell törekedni, ezért a stabilizáló ioncsere végrehajtása során a koncentrációkat, illetve az inhibitáló sókat úgy kell megválasztani, hogy az agyagásvány ioncsere kapacitásának csak egy részét fixáljuk, megmaradó részét pedig a Ca2* és/vagy Mg2* ionok további felszabadítása révén, a felületi töltések kiegyenlítésére forditjuk. Mindez természetesen az inhibitáló oldat összetételének és koncentrációjának megválasztásával biztosítható. Az elmondottak értelmében, az inhibitálásra felhasználandó vizes oldat kémiai jellemzőinek megválasztásával, szabályozott ioncserét és elektrosztatikus kezelést hajtunk végre, amit a réteg kútkörnyéki zónái ásványos összetevőinek tulajdonságaihoz illesztünk. Vizoldható kezelőoldatokként, előnyösen az alábbi kálium-, ammónium-sók jöhetnek számításba: Káliumsók klorid, nitrát, szulfát, acetát, karbonát, hidrogénkarbonát, hidroxid, fluorid, szilikát Ammóniumsók klorid, nitrát, szulfát, acetát, karbonát, hidrogénkarbonát, hidroxid, vagy ammónia önmagában, cseppfolyós vagy gázállapotú formában. Általánosságban számításba vehető minden olyan szerves- vagy szervetlen bó, amelyekből a fenti kationok szabadon disszociálhatnak, vagyis hidratált kationok formájában . az agyagásványok egység-celláiba, ioncsere útján bekerülhetnek. A fenti felsorolás természetesen nem zárja ki a vegyes alkalmazások lehetőségét, mivel agyagtipustói függően, az ammónium- és kálium ionok beépülése eltérő kinetikai paraméterekkel történik, (kontaktidó, hőmérséklet, nyomás). Az előnyösnek tekintett kationok agyagásványokba történő beépülése minden esetben endoterm folyamat, a szerkezeti elrendeződés azonban már specifikus, vagyis a természetes agyagásvány-ősszlet szerint megy végbe, vagyis a kémiai dugó-öBSzetételeket minden esetben illeszteni kell, ami előzetes laboratóriumi vizsgálatokat igényel. A fentebb előnyösnek jelzett vegyületek nem kizárólagos jellegűek, sem koncentráció, sem kémiai minőség tekintetében, az összetételt mindig az adott geológiai adottságok és a gazdasági kérdések határozzák meg. A továbbiakban példák keretében mutatjuk be a találmányt: 1. példa A kőzetmintán előzetesen végzett laboratóriumi vizsgálatok alapján az Alg-469 sz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
