Выпадение осадков при смешивании вод
В призабойной зоне и вблизи нее возможно выпадение солей в нерастворимый осадок вследствие химических реакций при смешивании пластовой воды с водой, поступающей в пласт из ствола скважины. В таких случаях под действием сил диффузии жидкости перемешиваются в пласте. При этом нагнетаемая и пластовая воды вступают в контакт и вследствие химического взаимодействия из них может выпадать нерастворимый осадок. При прекращении нагнетания кольматация вследствие выпадения осадка будет наблюдаться в кольцеобразной зоне на границе пластовой и нагнетаемой вод [3]. Выпадение в нерастворимый осадок солей происходит при смешивании вод с различными минерализацией, химическим составом и физическими свойствами.
Особенно большое влияние на выпадение в нерастворимый осадок химических соединений оказывает изменение щелочнокислотных условий, характеризующихся величиной pH, и окислительно-восстановительного потенциала еН. Образование многих вторичных минералов связано с вполне определенной величиной pH. Так, гидроокиси трехвалентного железа, алюминия, бериллия, цинка выпадают в осадок в щелочной среде, а гидроокиси двухвалентного железа, марганца, магния — в кислой.
Слабокислые и кислые воды (рН<6) особенно благоприятны для миграции кальция, стронция, бария, радия, меди, цинка, двухвалентного марганца, железа [57]. В щелочных водах многие из этих элементов малоподвижны и могут выпадать в осадок.
Величины еЯ и pH — важнейшие геохимические параметры природных вод, определяющие условия миграции химических элементов [57]. Изменение этих величин при смешивании вод приводит к выпадению в осадок одних соединений и растворению других. Обнаружить и устранить химическую кольматацию очень трудно. Поэтому в случаях применения при бурении в качестве промывочных жидкостей воды и растворов на водной основе важно, чтобы химический состав и физические свойства применяемой и пластовой вод были одинаковыми.
Выпадение в нерастворимый осадок химических соединениГг происходит также при длительной эксплуатации скважин, что связано с нарушением физико-химического равновесия в пластовой воде, обусловленного изменением давления, температуры и окислительно-восстановительного потенциала. При работе скважины вследствие падения давления в пределах радиуса влияния уменьшается растворимость газов и происходит выделение их из воды. Вследствие удаления из воды С02 нарушается углекислотное равновесие, которое приводит к образованию СаС03 и МдС03. Появившиеся в результате химических реакций гидраты окисей железа, кремния, карбонат кальция и другие продукты образуют природную агрегатно-устойчивую взвесь, которая, проходя через поровое пространство прифильтровой зоны, забивает его [П]. Наиболее активно процесс кольматации протекает в неглубоких скважинах на аллювиальные водоносные горизонты с переменным режимом эксплуатации.