Способ добычи минерала растворением из продуктивной зоны и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в процессе добычи минерала растворением из продуктивной зоны. Цель - повышение эффективности добычи минерала путем снижения затрат на растворение. Закрывают продуктивную зону скважинами (С) с перебуром в нижележащий водоносный горизонт (НВГ). Размещают в С внешнюю фильтровую и внутреннюю колонны труб (КТ). Верхнюю секцию фильтровой КТ устанавливают в интервале продуктивной зоны. Нижнюю секцию фильтровой КТ - в пределах НВГ. Между нижней и верхней секциями размещают погружной насос с герметизирующим пакером и диафрагмой и разобщают секции. Устье С герметизируют дополнительным пакером. На нижнем и верхнем торцах дополнительного пакера установлены соответственно датчик давления и манометр. Датчик давления, манометр и диафрагма соединены каналом связи с пультом управления. С помощью погружного насоса откачивают пластовую воду из НВГ и перепускают ее в верхнюю секцию фильтровой КТ. По внутренней колонне подают реагент и доукрепляют раствор. Затем нагнетают раствор в продуктивную зону. Собирают насыщенные минералом растворы через дренажную систе му. Количество скважин и режим нагнетания определяется параметрами и свойствами продуктивной зоны и расстоянием до дренажной системы. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Е 21 В 43/28

0ПИСЛНИК ИЭ0БРКткниЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4302048/23-03 (22) 22.06.87 (46) 07.08.89, Бюл. 11 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) М. И. Фазмуллин, P. И. Иовчев, Л. И. Рохлин, А. Д. Башкатов и С. В. Васильченко (53) 622.234.4(088,8) (56) Патент США N - 4239288, кл. 299-5, опублик. 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1301962, кл. Е 21 В 43/28, 1987. (54) СПОСОБ ДОБЫЧИ МИНЕРАЛА РАСТВОРЕНИЕМ ИЗ ПРОДУКТИВНОЙ ЗОНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ .(57) Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано в процессе добычи минерала, растворением из продуктивной зоны. Цель — повышение эффективности добычи минерала путем снижения затрат на растворение. Закрывают продуктивную зону скважинами (С) с перебуром в нижележащий водоносный горизонт (НВГ). Размещают в

С внешнюю фильтровую и внутреннюю

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в про цессе добычи минерала растворением из продуктивной зоны при введении водного раствора.

Цель изобретения — повышение эффективности добычи минерала путем снижения затрат на растворение при

„„80„„1498910 А 1 колонны труб (КТ) . Верхнюю секцию фильтровой КТ устанавливают в интервапе продуктивной зоны. Нижнюю секцию фильтровой КТ вЂ” в пределах НВГ.

Между нижней и верхней секциями размещают погружной насос с герметизирующим пакетом и диафрагмой и разобщают секции. Устье С герметизируютдополнительным пакером. На нижнем и верхнем торцах дополнительного пакера установлены соответственна датчик давления и манометр. Датчик давления, манометр и диафрагма соединены каналом связи с пультом управления.

С помощью погружного насоса откачивают пластовую воду из НВГ и перепускают ее в верхнюю секцию фильтровой

КТ. По внутренней колонне подают реагент .и доукрепляют раствор. Затем нагнетают раствор в продуктивную soну. Собирают насыщенные минералом растворы через дренажную систему.

Количество скважин и режим нагнетания определяется параметрами и свойствами продуктивной зоны и расстоянием до дренажной системы. 2 с.п. ф-лы, 2 кп. наличии дренажных сооружений и нижележащего водоносного горизонта.

На фиг. 1 представлена схема разработки месторождения, разрез; на фиг. 2 — схема разработки месторождения, план.

С учетом коэффициента фильтрации водоносного пласт» 1, диаметра и дли3 149891( ны откачного фильтра 2 определяется (i проектная производительность закачной ! скважины 3. Экспериментальным или расчетным путем определяют скорость фильтрации, обеспечивающую требуемое

1 процентное извлечение минерала из

1 продуктивного пласта 4 в течение запланированного срока отработки участка месторождения. Рассчитывают необ- !р ходимое количество закачных скважин

3, обеспечивающиж заданные скорости фильтрации ч „ воды в продуктивном пласте 4 по формуле

15 н Л 1

n— (Осуществляют бурение скважин 3, вскрытие продуктивного 4 и нижезалегающего водоносного 1 пластов. В скважины 3 устанавливают фильтровые колонны 5 с закачной 6 и откачкой 2 секциями фильтра, выполненными напротив продуктивного 4 и водоносного 25

1 пластов соответственно. В скважине

3 между откачной 2 и закачной 6 секциями фильтров .монтируют погружной насос .7 с диафрагмой 8 в негнетательной 9 магистрали, соединенной посред- 30 ством канала 10 связи с пультом 11 управления ° Кольцевое пространство между фильтровой колонной 5 и корпусом погружного насоса 7 герметизируют пакером 12 ° В скважину 3 устанавливают вспомогательную колонну 13 труб в интервале от устья 14 скважины 3 до нижних отверстий закачного фильтра

6. Устье 14 скважины 3 герметиэируют ,дополнительным пакером 15, на нижнем 40 торце котороro установлен датчик !б давления, соединенный с манометром

17, находящимся на,верхнем торце пакера 15. На расчетном расстоянии от ряда закачных скважин 3 параллельно 45 ему эксплуатируется карьер 18 глубиной до подошвы 19 продуктивного пласта 4. Вспомогательная колонна 13 труб на устье 14 скважины 3 соединяется с нагнетательной магистралью доэирующе50 го насоса 20, установленного на поверхности.

На основании коэффициента фильтрации пород продуктивного пласта и требуемой скорости фильтрации в отрабатываемом блоке месторождения рас считывают необходимую репрессию на продуктивный пласт в процессе закачки по формуле

P = — "- -Н+ P

К а

Необходимую репрессии на продуктивный пласт 4 устанавливают путем регулирования сопротивления движению потока в нагнетательной магистрали 9. при изменении площади поперечного сечения отверстия диафрагмы 8. Изменение площади поперечного сечения отверстия диафрагмы 8 осуществляется пультом 11 управления, передающим сигнал через канал 10 связи к рабочему органу диафрагмы 8. При уменьшении площади поперечного сечения отверстия диафрагмы 8 репрессия напласт увеличивается и наоборот. Величина репрессии на пласт контролируется показаниями манометра 17 на устье 14 скважины 3, фиксирующим давление под дополнительным пакером 15 °

Давление под пакером 15 связано с репрессией на продуктивный пласт 4 следующей зависимостью:

1 где Р„ — давление под пакером 14; плотность воды

g — ускорение свободного падения;

Ь вЂ” глубина от устья 14 скважины 3 до кровли продуктивного пласта 4.

При включении насоса создается депрессия на водоносный пласт 1, стимулируется водоприток в откачную сек-. цию 2 фильтра. Из откачной секции 2 фильтра вода подается насосом в за- " качную секцию 6 фильтра под расчетным давлением нагнетания, величина которого контролируется показаниями манометра 17. Одновременно от дозирующего насоса 20 через поверхностную обвязку и вспомогательную колонну 13 к нижним отверстиям закачного фильтра 6 подаег ся серная кислота в расчетном объеме, обеспечивающем закисление воды до значений рН = 2-3. ЗаАсленный раствор, обеспечивающий наиболее интенсивную отработку месторождения, закачивается в продуктивный пласт. В продуктивном пласте 4 вода фильтруется с одинаковыми по площади отработки блока расчетными скоростями в направ- " лении дренирующего карьера 18, что обеспечивает равномерную отработку

1498910 месторождения в течение запланированного срока, и допустимым процентным извлечением минерала из продуктивного пласта 4. Обогащенный минералом раствор скапливается в сточных емкостях, оборудованных в подошве 19 карьера 18.

Формула изобретения 10

1. Способ добычи минерала растворением из продуктивной зоны, включающий вскрытие продуктивной зоны скважиной, размещение в ней внешней филь- 15 . травой и внутренней колонн труб, пакерное разъединение фильтровой колонны на верхнюю и нижнюю секции, перепуск жидкости иэ нижней секции в верхнюю, доукрепление ее кислотой во 20 внешней колонне в интервале верхней секции, подачу доукрепленного раствора через верхнюю секцию фильтровой колонны труб в продуктивную зону и откачку насыщенного металлом раство.ра, отличающийся . тем, что, с целью повышения эффективности добычи минерала путем снижения затрат на растворение при наличии дренажных сооружений и нижележащего во- 30 доносного горизонта, скважину перебуривают в нижележащий водоносный горизонт, верхнюю секцию фильтровой колонны размещают в интервале продуктивной зоны на всю ее мощность, нижнюю секцию устанавливают в интервале

"нижележащего водоносного горизонта, в качестве жидкости, перепускаемой из нижней секции в верхнюю, перекачивают пластовую воду иэ ниже- 40 лежащего водоносного горизонта, при этом воду подают под давлением, равным р = й2

К 4 где P — давление нагнетания, м вод.ст;;

v — скорость фипьтрационного помр тока, обеспечивающая необходимый уровенЬ извлечения минерала, м/сут;

Н вЂ” расстояние от скважины до дренажной системы, м;

P — атмосферное давление, м вод. ст.;

К вЂ” коэффициент фильтрации пород продуктивной зоны, м/сут; при этом собирают насыщенные минералом растворы из дренажной системы.

2. Устройство для добычи минерала растворением из продуктивной зоны, включающее внешнюю с разобщенными пакером верхней и нижней секциями фильтровую и внутреннюю колонны труб, размещенные в скважине, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено погружным насосом, дополнительным пакером, датчиком давления, каналами связи, манометром и пультом управления, причем погружной насос размещен во внешней колонне в интервале установки пакера, насос снабжен диафрагмой, выполненной с возможностью изменения размера ее проходного сечения и соединенной каналом связи с пультом управления положения

1 диафрагмы, дополнительный паКер размещен на устье скважины, на нижнем торце дополнительного пакера установлен датчик давления, соединенный каналом связи с манометром, расположенным на его верхнем торце.

1498910

Зак аз 4530/26 Тираж 514 Подписное.м

ВН Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор О. Головач

Составитель M. Подоляко

Техред А.Кравчук Корректор Э. Лоичакова