水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防護(hù)和堵漏水溶開采井溶腔的方法，具體涉及一種水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井水溶法開采是在地面鉆井通達(dá)礦體，注水溶解礦體，返至地面的一種方法。在開采過程中為了控制上溶速度，在溶腔中通常注入油類(油墊法)或壓縮空氣(氣墊法)等介質(zhì)，使鹵水和溶腔頂板隔開，從而減少上溶，增加側(cè)溶，提高采收率，延長井的服務(wù)年限。
[0003]油墊法是向水溶開采井溶腔中注入柴油，由于柴油的密度小于水的密度，柴油上浮，將水和溶腔頂板隔開，從而減少上溶，增加側(cè)溶，提高采收率。但油墊法存在以下問題:第一，介質(zhì)易漏失。注入水溶開采井溶腔的柴油會隨著巖層孔隙滲漏，造成柴油的漏失。第二，維護(hù)頻繁。由于柴油介質(zhì)的漏失和返出，需要不斷地注入柴油，從而保證水溶開采井溶腔中有足夠多的柴油，以保證鹵水和溶腔頂板的隔開。第三，配套設(shè)施多。采出礦水中含有柴油，需要把柴油分離掉，再從鹵水中提起鹽分，需要配套去除柴油的相關(guān)設(shè)備。
[0004]氣墊法是向水溶開采井溶腔中注入氣體，氣體的比重小，位于溶腔內(nèi)鹵水上方，將鹵水和溶腔頂板隔開，從而減少上溶，增加側(cè)溶，提高采收率。但是氣墊法存在以下缺陷:第一，無法有效計(jì)算和控制氣墊體積。水溶開采井溶腔的位置一般是地下1500米以下，無法準(zhǔn)確計(jì)算和控制氣墊體積。第二，容易出現(xiàn)噴井事故。含有氣體的水溶開采井溶腔彈性大，容易出現(xiàn)井噴事故，且氣井噴事故相對于水井噴事故而言，更加難以控制。
[0005]在礦井開采后期，溶腔增大逐步會出現(xiàn)頂板垮塌和溶腔漏失現(xiàn)象，造成礦井無法生產(chǎn)。目前國內(nèi)外還沒有溶腔堵漏的實(shí)用技術(shù)和方法。因此，需要一種新的防護(hù)和堵漏水溶開采井溶腔的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法，該方法可提高鹵水和溶腔頂板隔阻效果，控制上溶速度，增加采注比，降低生產(chǎn)成本，提高礦產(chǎn)采收率；解決溶腔嚴(yán)重漏失問題，實(shí)現(xiàn)溶腔堵漏，恢復(fù)礦井正常生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法，根據(jù)形狀近似為球體或倒圓錐體溶腔的體積、表面積計(jì)算惰性材料的用量，惰性材料和水按重量比為1:5?1:10的比例，表面活性劑與惰性材料重量比為I: 120，攪拌形成惰性材料混合液，混合液通過注水設(shè)備以10m3/h?50m3/h流量注入水溶開采井溶腔，惰性材料上浮后在水溶開采井溶腔頂部形成防護(hù)層，阻隔溶腔頂板，減少上溶，增加側(cè)溶；在高滲巖石孔隙和裂縫處形成橋塞或封門，實(shí)現(xiàn)溶腔封閉堵漏。
[0008]進(jìn)一步地，所述惰性材料是密度小于水的聚合物。
[0009]進(jìn)一步地，惰性材料為聚丙烯、聚乙烯和/或聚乙烯蠟的共聚物及衍生物。
[0010]進(jìn)一步地，所述惰性材料的粒徑為I μ m?2mm。[0011 ] 進(jìn)一步地，所述注水裝置為泥漿泵或水漿泵或高壓管道泵。
[0012]進(jìn)一步地，所述球體溶腔惰性材料用量D=2 e P惰(3Qg/4 JiprC) 2/3 ；
式中:D—惰性材料用量t ;e—惰性材料層厚度取0.003?0.0lm ； P惰一惰性材料粉末比重t/m3; Q一采鹵量m3;g—鹵液中鹽類組分含量t/m 3; P礦一開采礦種固體比重t/m3;C一礦石品位％。
[0013]進(jìn)一步地，所述圓椎體溶腔惰性材料用量D=3 π e P惰(Qg/jt p礦C) 2/3；
式中:D—惰性材料用量t ;e—惰性材料層厚度取0.003?0.0lm ； P惰一惰性材料粉末比重t/m3; Q一采鹵量m3;g—鹵液中鹽類組分含量t/m 3; P礦一開采礦種固體比重t/m3;C一礦石品位％。
[0014]進(jìn)一步地，所述惰性材料的注入頻次為:礦石儲量厚度< 20m時(shí)，溶腔高度每增加Im注入一次；礦石儲量厚度20m?50m，溶腔高度每增加2m注入一次；礦石儲量厚度多50m，溶腔高度每增加3m?5m注入一次。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
第一，與傳統(tǒng)方式相比，在礦井開采中，本發(fā)明可大幅度提升采收率，由13%提高到40%以上；減少地層滲漏，采注比由0.97提升到0.99以上；
第二，在溶腔堵漏過程中，采注比可由O恢復(fù)到0.90以上，實(shí)現(xiàn)礦井正常生產(chǎn)，減少礦井損失200?400萬元/ 口。
[0016]第三，將注入速度限定為10m3/h?50 m3/h流量，水流速度大于惰性材料的上浮速度，保證惰性材料能夠輸送到溶腔中。
[0017]第四，惰性材料和水按重量比為1:5?1:10的比例進(jìn)行混合，一方面保證封堵所需惰性材料的量，另一方面要滿足注水泵順利注入要求。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明礦井溶腔堵漏和腔頂防護(hù)示意圖；
圖2是本發(fā)明滲透層防滲堵漏示意圖示意圖；
圖中:I注水設(shè)備、2礦井、3礦層頂板、4礦層、5惰性防護(hù)層、6溶腔、7砂巖、8孔隙、9橋塞或封門、10惰性材料。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1、2所示，一種水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法水溶法開采井溶腔堵漏和防護(hù)方法，根據(jù)形狀近似為球體或倒圓錐體溶腔計(jì)算惰性材料的用量，惰性材料和水按重量比為1:5?1:10的比例，表面活性劑與惰性材料重量比為1:120，攪拌形成絮狀惰性材料混合液，混合液注入設(shè)備依次穿過礦層頂板3、礦層4并設(shè)置水溶開采礦井2溶腔6底部，混合液通過注水設(shè)備I以10m3/h?50 m3/h流量注入水溶開采礦井2溶腔6，惰性材料10上浮后在水溶開采礦井2溶腔6頂部形成惰性防護(hù)層5，阻隔溶腔頂板，減少上溶，增加側(cè)溶；在高滲巖石孔隙和裂縫處形成橋塞或封門9，實(shí)現(xiàn)溶腔封閉堵漏。
[0020]惰性材料可以是聚丙烯、聚乙烯和聚乙烯蠟等密度小于水的共聚物及衍生物。
[0021]惰性材料的粒徑可以是I μπι?2mm。
[0022]注水裝置可以是泥漿泵，也可以是水漿泵，還可以是高壓管道泵。
[0023]惰性材料的用量可以根據(jù)溶腔形狀近似為球體或倒圓錐體的公式計(jì)算:
根據(jù)球體體積公式:V = 4 π r3/3和球體面積公式:S=4 π r2,溶腔體積:V=Qg/ P礦C。
[0024]球體溶腔惰性材料用量公式①:
D=2 Ji e P 惰(3Qg/4 π P 礦 C) 2/3①
球體溶腔高度公式②:
H球=2 (3Qg/4Ji P 礦 C)1/3②
根據(jù)圓椎體體積公式:V=SH/3和圓形面積:S=3ir2，以溶腔為倒圓椎體，溶蝕底角Θ =30° 計(jì)算，r=H/tan30°=31/2H，S=3 π H2，V= π H3，H= (V/π )1/3，溶腔腔頂面積 S =3 π (V/π ) 2/3，溶腔體積:V=Qg/ P礦C。
[0025]圓椎體溶腔高度公式③:
H椎=(Qg/ P 礦 C) Z③
圓椎體溶腔惰性材料用量公式④:
D=3 jt e P 惰(Qg/ JT P 礦 O 2/3④
D—惰性材料用量t ;e—惰性材料層厚度取0.003?0.0lm ； P惰一惰性材料粉末比重t/m3； Q—米齒量m3;g—齒液中鹽類組分含量t/m 3; P礦—開米礦種固體比重t/m3;