[其他]粘土的硅酸鉀穩定方法

無效

• 申請號: 85104418
• 申請日: 1985-06-11
• 公開（公告）號: CN85104418A
• 公開（公告）日: 1987-02-18
• 發明（設計）人: 羅伯特·D·西丹斯克
• 申請（專利權）人: 馬雷索恩石油公司
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 顧柏棣,辛敏忠

本申請是1984年7月3日提出的待審專利（申請序號為627993）的部分連續申請。

本發明是有關存在于水敏性地不砂巖層中的粘土的一種穩定方法，更詳細地說，本發明是有關粘土的一種長期的穩定方法，這種粘土存在于靠近、貫穿水敏性的含烴地下砂巖層的井孔的周圍。

由于含有與在砂巖形成時被封在里面的水不同離子成分的水溶液浸入帶有粘土的地下含油砂巖層中，常常會導致液體流量的減少，從而減少采油量或注液量。從多種來源（如一種地下含水層，二次或三次采油用的壓注液流或用于靠近井孔四周的處理液）來的離子成分不同的多種液體會浸入地下砂巖層。含有不同離子成分的水溶液的浸入會引起兩種不同類型的粘土損傷。第一種損傷是粘土的膨脹。可膨脹的粘土（如蒙脫土）帶有空隙層。淡水的接觸會影響這些空隙層之間的離子特性，并使附近的粘土膨脹而阻止液流通過。第二種損傷是粘土顆粒的流動。在淡水流穿過砂巖層時，可流動的粘土，如粘性差的高嶺土和伊利石粘土顆粒會與地下砂巖層分開。生成的易流動粘土顆粒截留在附近帶狹孔開口的砂巖層中，從而降低了滲透率并減少通過的液流。含有不同離子成分的水溶液（如淡水）的浸入，常常會出現上述兩種類滲透率降低的情況。

Sydansk在美國專利4280560中介紹了一種采用氫氧化鉀的粘土穩定方法，通過永久地穩定粘土，可防止淡水浸入含這些粘土的地下層而引起的滲透率降低。但是，該方法的效率在一定程度上受氫氧化鉀與砂巖之間相互作用的動力學的限制。通常，該方法的動力學對低溫層是相當不利的。因為需要一種動力學性能更好的粘土穩定方法，特別是適合于在低溫層中使用的方法。

本發明提供一種用于水敏性細顆粒，包括存在于地下砂巖層中的粘土的長期的穩定方法。將其中溶有水溶性硅酸鉀的水溶液注入砂巖層中。硅酸鉀可有效地減少砂巖層滲透率的降低，這種滲透率的降低是由于含有不同離子成分的水溶液浸入砂巖層而引起的。硅酸鉀的濃度和/或硅酸鉀與砂巖層的接觸時間可隨著砂巖層性能（包括溫度）的改變而改變，以確保該方法的效率。

本發明是有關存在于水敏性地下砂巖層中的粘土的長期的穩定方法。本發明所用的“粘土的穩定作用”一詞指的是一種砂巖層的處理方法，實質上是防止由于注入水和開采出來的水中的鹽（離子的）成分的變化而引起的滲透率降低和液流減少。不同離子成分的水溶液（如淡水）和細顆粒（包括粘土）之間的不利作用會導致液流減少。卷入淡水所致滲透率降低的細顆粒包括存在于砂巖多孔體中所有膨脹的和可能產生流動的細顆粒。所謂細顆粒是指粒徑小于37微米的那些顆粒。能使滲透率降低的細顆粒可以是各種粘土、大表面積的硅石、云母、長石和重晶石。本說明所用的“粘土”一詞，既包括膨脹粘土，如蒙脫土、蛭石、膨脹的綠泥石，又包括混合層的膨脹粘土和可流動的粘土，如粘性差的高嶺土和伊利石粘土顆粒。所謂“混合層的膨脹粘土”包括膨脹和未膨脹（當與淡水接觸時可膨脹）粘土的成層混合物。“淡水”這詞的意思是指一種水溶液，該溶液中所溶解的鹽類（包括單價離子）的濃度比較低。

本發明的方法包括將一種硅酸鉀水溶液注入水敏性地下砂巖層中。注入的硅酸鉀溶液可有效地長期穩定粘土，從而基本上防止淡水滲透率降低以及采油量減少。

硅酸鉀水溶液主要含有水、水溶性硅酸鉀和任意量的氫氧化鉀。有時溶液中還含有鉀鹽。順便說一下，在本方法中，這種鉀鹽既無害也并非必不可少。因此，通常不必特意在溶液中加入鉀鹽，但這種鉀鹽可作為一種雜質存在于溶液中。而重要的是，在硅酸鉀溶液中除鉀離子以外，應基本上不含其它金屬陽離子，因為其它金屬陽離子會抵消硅酸鉀離子的粘土穩定作用并降低處理效果。因此，水中除含有鉀鹽外，必須基本上不含其它雜質。

雖然對于產生穩定效果的原因還不完全清楚，但可以認為，粘土的穩定作用是由于在鉀離子存在下硅酸根離子和砂巖之間不可逆反應的結果，硅酸鹽和砂巖反應生成一種細粒的硅酸鉀沉淀物。硅酸鉀沉淀包裹粘土顆粒，使淡水不與粘土接觸。這種沉淀物還可將可流動的粘土顆粒粘于砂巖層的多孔壁上。硅酸鹽與砂巖原來的反應受砂巖層中硅酸鹽離子濃度的限制。因此，必須按本發明方法，將硅酸鉀溶液直接注入砂巖層，使砂巖層內的硅酸鹽達到預定的比較高的濃度。這樣，專業人員可直接控制處理效率。

促成穩定作用的第二位的次要因素是這種處理會導致粘土中某些硅-氧鍵斷裂和重新形成，從而使可流動粘土粒與砂巖層多孔壁和/或膨脹粘土的孔隙層化學粘結在一起。