Кольматація

Кольматація, Кольматаж (рос. кольматация (кольматаж), англ. colmatage, mud grouting, нім. Kolmation f, Verschlammung f, Kolmatage f) — від „англ. colmatage“ — „засмічення“ — процес природного проникнення або штучного внесення дрібних (головним чином колоїдних, глинистих і пилуватих) частинок і мікроорганізмів в пори і тріщини гірських порід, у фільтри очисних споруд і дренажних виробок, а також осадження на них хім. речовин, що сприяє зменшенню їх водо- або газопроникності. Носієм кольматажного матеріалу () можуть слугувати рідини і гази.

Розрізняють механічну, хімічну, термічну і біологічну кольматацію.

Прямим наслідком кольматажу є збільшення швидкостей фільтрації, зростання вхідних гідравлічних опорів і зниження припливу води до свердловини.

Кольматаж ґрунту (пласта-колектора)

Кольматаж ґрунту (пласта-колектора), (рос. кольматаж ґрунта (пласта); англ. colmatage of formation (sedimentation), нім. Porenverschlämmung f (des Bodens), Bodenkolmatage f, Schichtenkolmatage f) — явище випадання із суспензій і розчинів, що фільтруються в порах ґрунту (пласта) або знаходяться над ним, змулених частинок ґрунту, дисперсної фази. Ці частинки можуть відкладатися або в товщі ґрунту (пласта) — в його пористому просторі або на його поверхні.

Кольмата́ж — також заповнення пор ґрунтів мулистими чи глинистими частинками, що вносить під час фільтрації через ґрунт вода. Явище кольматажу використовується для боротьби з фільтрацією води з каналів або через греблі.

Надходження частинок у пори пласта залежить, в основному, від співвідношення розмірів (діаметрів) пор d_п і частинок d_ч. Якщо d_п > 10d_ч, то дисперсні частинки вільно переміщуються в порових каналах; при d_п < 3d_ч проникнення відсутнє; при 3 < d_п / d_ч < 10 відбувається кольматація пор (намивання частинок) під час фільтрації рідини, яка особливо сильно проявляється при d_п < 5d_ч. Вважається, що частинки вільно переміщуються в тріщині, якщо розкриття (ширина) тріщини Д_т, не менше за подвоєний діаметр частинок d_ч, тобто Д_т > 2d_ч. Звідси випливає, що до тонкодисперсних матеріалів належать матеріали при 3 < d_п / d_ч < 10 для пор і 1 < Д_т / d_ч < 2 для тріщин, а до гранульованих — при Д_т > 2d_ч для тріщин.

Зона кольматації

Зона кольматації — це ділянка навколо свердловини, у пори якої проникли частинки дисперсної фази промивальної рідини. Її товщина залежить, в основному, від співвідношення гранулометричного складу промивальної рідини і структури порового простору, а також, імовірно, від перепаду тисків у період буріння і від тривалості дії промивальної рідини на породу.

Установлено, що коли діаметр пор d_п породи менший потрійного діаметра d_ч частинок твердої фази промивальної рідини (d_п < 3d_ч), то на поверхні стінок свердловини утвориться фільтраційна кірка, і частинки майже не проникають у пласт.

Якщо 3d_ч < d_п < 10d_ч, то частинки твердої фази проникають у породу неглибоко, закривають пори і створюють фільтраційну кірку у самій породі. Товщина такої зони (1–2) см. Якщо d_п > 10d_ч, то частинки проникають у пласт на декілька десятків сантиметрів і більше. У тріщинний колектор тверда фаза може проникати на велику віддаль, іноді на десятки метрів від свердловини. Внаслідок часткового відфільтровування дисперсійного середовища з промивальної рідини на поверхні тріщин утворюється фільтраційна кірка.

Видалити з пласта промивальну рідину, фільтраційну кірку та частинки твердої фази при освоєнні свердловини можна лише частково. Проникність зони кольматації для флюїду у результаті впровадження в неї дисперсної фази часто знижується у 10 і більше разів.

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.