Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых из слабопроницаемых маломощных пластов

 

Изобретение относится к геотехнологии . Цель изобретения - повышение эффективности выщелачивания за счет увеличения проницаемости пласта (П) и коэффициента охвата выщелачиванием по мощности и площади П при одновременном обеспечении вьщелачивания полезного ископаемого из части П. Слабопроницаемый маломощньй П вскрывают скважинами (С) 2. Затем у почвы продуктивного П производят круговой раз- .мыв из С 2 жидкостной струей (ЖС) в две стадии. Сначала размывают прискважинную зону с присечкой породы кровли и почвы П с образованием полости уширения. Затем формируют щели. При этом слой продуктивного П мощностью , равной 0,05-0,3 мощности П, вынимают и совместно с ЖС подают гаi (Л ф(/г. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

IPua. 2 (21) 4016292/22-03 (22) 03. 12.85 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (71) Московский геологоразведочный институт им.Серго Орджоникидзе (72) Е.Г.Фонберштейн, М.M.Смирнов, А.П.Мазуркевич, Т.Атакулов и О.В.Подмарков (53) 622.234.4(088.8) (56) Лунев Л,И. Бесшахтные системы вьпцелачивания металлов. N. 1974, . с. 52.

Авторское свидетельство СССР . № 1059145, кл. Е 21 В 43/28, 1982. (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЗ СЛАБОПРОНИЦАЕМЫХ МАЛОМОЩНЫХ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к геотехнологии. Цель изобретения — повышение эффективности вьпцелачивания за счет увеличения проницаемости пласта (П) и коэффициента охвата вьпцелачиванием по мощности и площади П при одновременном обеспечении вьпцелачивания полезного ископаемого из части П. Слабопроницаемый маломощный П вскрывают скважинами (С) 2. Затем у почвы продуктивного П производят круговой размыв из С 2 жидкостной струей (ЖС) в две стадии. Сначала размывают прискважинную зону с присечкой породы кровли и почвы П с образованием полости уширения. Затем формируют щели.

При этом слой продуктивного П мощностью, равной 0,05-0,3 мощности П, вынимают и совместно с ЖС подают ra131 зообраэный окислитель. В процессе размыва сохраняют свободное пространство 5 между радиальным забоем 6

ЖС и оседающими породами 7. Дпя этого давление ЖС подцдерживают в пространстве 5 выше забойного давления в

С 2. При размыве щелей из смежных

С 2 осуществляют наложение в плане эон пластовых деформаций от влияния щелей на породу П. При П, мощность

4029 которых более 0,8 И, щели смежных С 2 целесообразно проводить на разных уровнях. ЛЛя увеличения проницаемости разупрочняемых пород П в ЖС вводят фильтрующий материал. Вслед за проходом ЖС производят обрушение надщелевого слоя П. Затем в П через С 2 нагнетают выщелачивающий раствор и откачивают продуктивный раствор.

4 з.п. ф-лы, 4 ил. скважин.

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при вьпцелачивании полезных ископаемых из слабопроницаемых маломощных пластов через скважины.

Цель изобретения — повышение эффективности выщелачивания за счет увеличения проницаемости пласта и коэффициента охвата выщелачиванием по мощности и площади пласта при одновременном обеспечивании выщелачивания полезного ископаемого из части пласта.

На фиг.1 изображена схема, иллюстрирующая размыв компенсационной щели в вертикальной плоскости; на фиг.2 — схема размыва, вид в плане; на фиг.3 — схема, иллюстрирующая принцип разупрочения пласта; на фиг.4 — схемы зон деформации пласта при размыве щелей из нескольких

Предлагаемый способ поясняется на примере выщелачивания полезного ископаемого иэ слабопроницаемого ма— ломощного пласта 1. Указанный пласт вскрывают скважинами 2. В скважине размещают скважинный гидромонитор 3, с помощью которого у почвы пласта 1 струей жидкости с газообразным окислителем, например смесью воды с кислородом, прорезают сплошную компенсационную щель круговым размывом пластового слоя мощностью 0,05-0,3 мощности пласта, т.е. высота щели h принимается в пределах 0,05-0,3 мощности пласта 1. Вслед за проходом струи производят посадку надщелевой пачки пласта 1, за счет чего происходит рыхление пород пласта 1 по всей

40 его мощности. Пределы высоты щели

0,05-0,3 мощности пласта выбираются исходя иэ того, что при высоте щели менее 0,05 мощности пласта не происходит эффективного разупрочнения надщелевой пачки пласта 1, что необходимо для реализации предлагаемого способа. При высоте щели более 0,3 мощности пласта затрудняется сохранение свободного пространства 5 между ра,диальным забоем 6 струи и оседающими породами 7 пласта 1 и существенно возрастает энергоемкость раэупрочнения пород пласта 1 в целом.

За счет указанного выбора мощности размываемого пластового слоя, т.е. компенсационной. щели 4, в процессе размыва постоянно сохраняют свобод" ное пространство 5. Сохранение этого пространства достигается также определяемой эмпирически окружной скоростью размыва, а также поддержанием противодавления в пространстве 5, превышающего забойное давление в скважине 2. Поддержание этого противодавления достигается на основании эмпирических экспериментов с учетом объема пространства 5, расхода воды в струе, расхода газообразного окислителя, а также площади поперечного сечения зоны выхода обратных транспортирующих потоков из щели 4 непос— редственно у скважины.

Так, например, при проведении опытных работ при ныщелачивании полезного ископаемого из глинистого пласта мощностью 0,9 м проводили сплошную подрезку пласта щелью мощностью 0,15 м радиусом щели 8 м. При подрезке пласта на глубине 165 м с

13140

Для обеспечения более эффективного выщелачивания полезного ископаемого при размыве щелей 4, а также уменьшения объема выносимой породы пласта предварительно производят размыв струей прискважинной зоны с присечкой породы кровли и почвы пласта

55 помощью гаэожидкостной струи измеряли давление в забое скважины и в забое струи. Подрезку производили по описанной технологии, и сохранение пространства в забое струи и противо- 5 давления в этом пространстве регулировали окружной скоростью перемещения забоя и расходами воды и газа.

В результате опытов установлено, что при противодавлении в забое струи 10

1,4 MIIa и давлении в забое скважины

0,9 MIIa (давление в скважине меньше

1,65 MIIa вследствие размыва пород газожидкостной струей) между радиальным забоем струи и оседающими глинис- 15 тыми породами надщелевой пачки постоянно поддерживается свободное пространство, что обеспечивает вынос из забоя мелкодисперсных фракций для обеспечения стабильного размыва кон- 20 пенсационной щели.

В связи с тем, что размыв компенсационной щели 4 ведут струей с газообразным окислителем, например кислородом, в процессе размыва происходит частичное выщелачивание пород пласта 1, а также закисление разупрочненного массива пласта 1, так как значительная часть жидкости, насыщенной кислородом, проникает в трещины З0 разупрочненного пласта.

При проведении горизонтальных компенсационных щелей из смежных скважин необходимо принимать радиус размыва этих щелей таким, чтобы зоны деформа-35 ций, возникающие в пласте от размыва щелей, вокруг скважин перекрывали друг друга. Этим достигается наиболее полное разупрочнение пласта по площади для последующего эффективно- 40 го выщелачивания.

В ряде случаев, например при пластах, мощность которых более 0,8 м, горизонтальные щели смежных скважин целесообразно проводить на различных уровнях в пределах пласта с взаимным наложением контуров щелей по площади, а также вводить в струю фильтрующий материал, например мелкозернистый песок, который увеличивает проницае- 50 мость разупрочненных пород пласта.

29 4

1 с выносом размываемых пустых пород по методу прямой промывки. Затем в гаэовоздушную струю вводят реагент, например серную кислоту или карбонатный раствор, и производят прореэку щели 4 с рыхлением пласта 1, при этом одновременно с прорезкой щели 4 магаэинируют выносимые из щели 4 породы пласта 1 в образованном уширении и производят рыхление магазинирующих пород направленной вниз струей смеси воды, газообразного окислителя и реагента. После окончания указанной обработки пласта производят откачку жидкости из зоны прорезки щели 4. Описанный вьппе способ позволяет производить вьпцелачивание без последующего нагнетания вышелачивающего раствора в скважины и после прорезки щелей 4.

При реализации предлагаемого способа после прорезки щелей 4 и закисления разрыхленных пород пласта в последний через скважины нагнетают выщелачивающий раствор, а затем откачивают продуктивный раствор.

Формула изобретения

1. Способ подземного вьпцелачивания полезных ископаемых из слабопроницаемых маломощных пластов, включающий вскрытие пласта скважинами, формирование у почвы продуктивного пласта щелей путем сплошного кругового размыва иэ скважин жидкостной струей, обрушение надщелевого слоя пласта, нагнетание выщелачивающего раствора и выдача на поверхность продуктивно":о раствора, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффективности вьпцелачивания за счет увеличения проницаемости пласта и коэффициента охвата выщелачиванием по мощности и площади пласта, при формировании щелей вынимают слой продуктивного пласта мощностью равный 0,05 — 0,3 мощности указанного пласта, при размыве совместно с жидкостной струей подают газообразный окислитель, обрушение надщелевого слоя производят вслед sa проходом жидкостной струи, а в процессе размыва сохраняют свободное пространство между радиальным забоем струи и оседающими породами путем поддержания давления, струи в указан1 ном пространстве выше забойного давления в скважине.

1314029

I

1

©08. ф

Составитель Н.Руденко

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор Е.Копча

Заказ 2190/34 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что при размыве щелей иэ смежных скважин осуществляют наложение в плане зон пластовых деформаций от влияния указанных щелей на породу пласта.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что при размыве смежных скважин их щели формируют на разных по высоте пласта уровнях.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при размыве щели в Нее вместе со струей вводят фильтрующий материал.

5. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что размыв щели осуществляют в две стадии, при этом на первой стадии производят размыв прискважинной эоны с присечкой породы кровли и почвы пласта с образованием

5 полости уширения, на второй стадии в образованную полость совместо с газожидкостной струей вводят выщелачивающий реагент и производят формирование щели до проектируемых размеров, причем на второй стадии магазинируют выносимые из щелей породы в образованной на первой стадии полости уширения, перемешивают указанные породы струей смеси воды, газообразного окислителя и реагента, после чего производят откачку продуктивных растворов из зоны щели.