Przegląd metod intensyfikacji wydobycia kopalin i uwarunkowań zwiększenia chłonności odwiertów

Metody intensyfikacji wydobycia są to zabiegi wykonywane w odwiertach, mające na celu zwiększenie dopływu do odwiertu, zmniejszonego lub ograniczonego na skutek przyczyn naturalnych oraz prac wiertniczych i eksploatacyjnych. Stosowane metody i zabiegi intensyfikacji mają na celu oczyszczenie samego odwiertu oraz polepszenie właściwości filtracyjnych utworów w otoczeniu, co daje możliwość znaczącego wzrostu produktywności i ekonomiczności całego złoża. Obecnie w Polsce najpowszechniej stosowane jest kwasowanie matrycy skalnej. Jest to metoda chemiczna, która umożliwia zarówno poprawę warunków eksploatacji złoża, jak i chłonności odwiertu poprzez likwidację skutków kolmatacji w otworze oraz zwiększenie przepuszczalności poziomu złożowego. Najważniejsze, z punktu widzenia hydrogeologii, są efekty kwasowania wyrażone poprzez wzrost wartości parametrów przepuszczalności kp i porowatości efektywnej skał potwierdzone badaniami polowymi oraz laboratoryjnymi. Osobnym problemem jest jednak utrzymanie raz osiągniętej intensyfikacji wydobycia lub poprawionej chłonności odwiertu, co wiąże się z koniecznością rozpoznania cech hydrochemicznych płynów występujących w złożu, składu chemicznego matrycy skalnej i stosowanego płynu w zabiegach intensyfikacji, dlatego ocena i prognoza zjawiska kolmatacji powinna być realizowana przy zastosowaniu modelowania hydrogeochemicznego z wykorzystaniem specjalistycznych programów dedykowanych dla modelowania procesów chemicznych w roztworach o wysokiej sile jonowej. Modelowanie hydrogeochemiczne, zrealizowane w oparciu o znajomość podstawowych czynników fizykochemicznych, w konkretnych warunkach geologicznych (złożowych) mających zasadniczy wpływ na korozyjność roztworu, w sposób ilościowy umożliwia ocenę korozyjności wraz ze zmianą zakresu temperatury i odczynu pH. Symulacje na modelach hydrogeochemicznych charakteru procesów chemicznych powinny poprzedzać bezpośrednie badania testowe zabiegu kwasowania w otworze w warunkach in situ.

The main purpose of intensification performed in boreholes, is an increase the inflow, reduced or limited due to natural or mine work causes. The applied methods of intensification are conducted to clean the well and improving the filtration parameters, which gives the possibility of a significant increase in the productivity of the entire deposit. The acidizing of the rock matrix is most commonly used in Poland at present. It is a chemical method that allows both the improvement of deposit exploitation conditions and effectiveness of well injection by eliminating the effects of clogging and increasing the permeability of deposits. The most important, from the hydrogeological point of view, are the effects of acidizing expressed through the increase in the values of permeability kp and effective porosity confirmed by field and laboratory tests. A separate problem, however, is the maintenance of the achieved intensification or the improved effectiveness of well injection, which requires the recognition of hydrochemical features of deposit fluid, chemical composition of the rock matrix and the fluid used in intensification operations, therefore the assessment and prognosis of the clogging should be carried out using hydrogeochemical models with the use of programs dedicated to the modeling of chemical processes in solutions with high ionic strength. Hydrogeochemical modeling, based on the knowledge of basic physico-chemical factors in specific geological conditions has a fundamental meaning for proper definition of the fluid corrosivity and its quantitative assessment with the temperature and pH changes. Simulations of chemical processes should be preceded by direct in-situ tests before acidizing.