1.7 Реагенты используемые при термокислотной обработке

Создание тепла на забое скважин обычно осуществляется хими­ческим путем, т. е. путем использования некоторых экзотермических реакций.

Наиболее часто для этой цели используют реакции соля­ной кислоты с едким натром (NаОН), металлическим магнием или алюминием, которые (реакции) сопровождаются выделением больших количеств тепла при сохранении значительной активности соляной кислоты для последующей реакции с породой.

NаОН + НСI - NаСI + Н₂О

выделяется 592 ккал тепла на 1 кг твердого каустика как результат двух тепловых эффектов — растворения едкого натра в воде и ней­трализации его соляной кислотой. При применении 13—15-процент­ного раствора НС1 температура при этом может подняться до 70° С.

При реакции соляной кислоты с едкой щелочью по уравнению

Процесс обработки ведется следующим образом: едкий натр круп­ными кусками загружается в перфорированную насосную трубу с глухим низом или в любой другой кожух с отверстиями, который на колонне промывочных труб спускается в скважину на уровень обра­батываемой зоны разреза. Диаметр и длина кожуха зависят от мощ­ности обрабатываемой зоны и от необходимого количества каустика, которое может доходить до 100 кг.

В количестве, необходимом для полной реакции с загруженным каустиком, через насосные трубы прокачивается на малой скорости соляная кислота; после окончания тепловой реакции в скважину вводится дополнительное количество НСI для реакции с породой.

В результате описанного процесса на забое скважины образуется довольно концентрированный водный раствор хлористого натрия, который при контакте с раствором хлористого кальция и магния, образующимся в результате растворения известняков в НСI, может частично выпасть в кристаллический осадок.

Этот недостаток едкого натра — не единственный. При наличии на забое скважины воды каустик может перейти в раствор ранее, чем будет подана кислота для реакции; в результате до 40% возмож­ного теплового эффекта может быть потеряно.

Разбивка твердого каустика на куски и загрузка его в кожух сопряжены с опасностью получения ожогов и порчи одежды, что делает эти операции крайне неприятными для обслуживающего пер­сонала.

С целью устранения указанных недостатков могут быть исполь­зованы реакции соляной кислоты с некоторыми металлами, не рас­творимыми в воде и безопасными в обращении.

Еще большим тепловым эффектом характеризуется реакция рас­творения соляной кислотой металлического магния, идущая по урав­нению

Mg+ 2НСI+H₂O= MgСI₂+H₂O+H₂+4662,5 ккал

На каждый килограмм магния при этом выделяется 4662,5 ккал тепла. Продукт реакции — хлористый магний — хорошо растворил в воде, причем концентрация его обычно далека от состояния насы­щения раствора

С успехом применена смесь стружек алюминия и электрона: 1 кг этой смеси (70% алюминия, 30% электрона) при растворении ее соляной кислотой дает 4560 ккал тепла, т. е. тепловой эффект реакции металла с кислотой примерно в 7,7 раза больше эффекта реакции кислоты с каустиком. При этих условиях загрузка в скважину 30 кг стружки металлов доста­точна, чтобы получить более 135 000 ккал тепла (против 59 000 ккал на 100 кг NаОН). Для растворения этой загрузки нужно ~ 0,7 м³ 15-процентной кислоты, так что подача в скважину вдвое большего количества кислоты, т. е. 1,4 м³, дает возможность получить на забое скважины горячий" раствор (~ 100° С) с содержанием еще около 50% остаточной концентрации кислоты.