СПОСОБ ДОБЫЧИ СОЛЕЙ ИЗ СОЛЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ Российский патент 2004 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к технике добычи ископаемых солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, производящих добычу рассолов через буровые скважины.

Известен способ добычи солей из соляных залежей через буровую скважину (А.С. 803543, Е 21 В 43/28, В 65 G 5/00, 15.11.1981, бюл. №42). Соляной пласт вскрывают скважиной для рассолодобычи, которую оборудуют обсадной колонной труб, водоподающей колонной труб, рассолоподъемной колонной труб. Пространство между обсадной и водоподающей колоннами заполняют нефтепродуктами с добавкой кубовых остатков производства высокомолекулярных жирных спиртов и альдегидов, после чего закачивают в скважину воду и извлекают на поверхность рассол, одновременно периодически подкачивая в кольцевое пространство между обсадной и водоподающей колонной воздух, который образует у кровли камеры растворения "подушку", изолированную от контакта с рассолом в камере растворения слоем нефтепродуктов с добавкой высокомолекулярных жирных спиртов и альдегидов. После размыва в нижней части соляной залежи подготовительной камеры воздух, находящийся в "подушке" у кровли камеры, выпускают на поверхность и поднимают технологические колонны на высоту эксплуатационной ступени камер растворения, при отработке которой повторяют описанный выше цикл операций. Предложенный способ предусматривает использование в качестве изолирующего слоя, препятствующего массопереносу воздуха в рассол, нефтепродуктов с добавкой кубовых остатков высокомолекулярных жирных спиртов и альдегидов, которые, создавая сорбционные слои на границах разделов фаз нефтепродукты - воздух и нефтепродукты - растворитель, препятствуют взаимодействию нефтепродуктов и растворителя с воздухом, находящимся у кровли камеры растворения. При этом за счет структурно-механических свойств сорбционных слоев возрастает эффективность изолирующего действия слоя нефтепродуктов, ограничивающего проникновение через него воздуха в рассол.

Недостатком данного способа является низкое извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и высокие потери нерастворителя.

Известен способ добычи солей из соляных залежей, принятый за прототип (А.С.1117397, Е 21 В 43/28, В 65 G 5/00, 02.10.1984, бюл. №37). Бурят скважину, оборудуют ее рабочими колоннами, подают в залежь растворитель, воздух и нефтепродукты с добавками, откачивают образующийся рассол. В качестве добавок в нефтепродукты вводят обработанные сульфит-спиртовой бардой твердые водонерастворимые частицы с удельным весом менее 1 г/см³ в количестве 8-15% отвеса нефтепродуктов. В качестве водонерастворимых частиц в нефтепродукты вводят древесные опилки, хвою или гранулы пластмасс. Наличие в слое нефтепродуктов твердых водонерастворимых частиц с удельным весом менее 1 г/см³, обработанных сульфит-спиртовой бардой, например древесных опилок, гранул пластмасс, усиливают упорные свойства этого слоя, препятствуя проникновению через него воздуха в рассол, находящийся в камере. В течение времени контакта слоя продуктов с воздухом и рассолом при размыве камеры или отработке эксплуатационной ступени происходит ухудшение газоупорных свойств слоя нефтепродуктов вследствие окисления и других физико-химических процессов, происходящих в камере. Твердые нерастворимые частицы с удельным весом менее 1 г/см³ инертны к воздействию на них веществ и факторов, действующих в камере, находясь на границе раздела воздух - рассол в слое нефтепродуктов, увеличивающие степень изоляции от рассола, причем в результате предварительной обработки их сульфит-спиртовой бардой, обуславливающей сорбцию на них олеофобных групп, они разлагаются преимущественно на границах раздела фаз воздух - рассол.

Недостатком данного способа является низкое извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и высокие потери нерастворителя.

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и снижение потерь нерастворителя за счет преобразования нерастворителя, находящегося в камере, в гелевидное вещество, которое обладает вязкостью, достаточной для предотвращения образования эмульсий вода-нерастворитель.

Технический результат достигается тем, что в способе добычи солей из соляных залежей, включающем бурение скважины, обсадку ее, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь растворителя и нерастворителя, откачку рассола, согласно изобретению после закачки нерастворителя в растворитель перед подачей в залежь вводят гелеобразующий реагент в количестве 10-50% от массы нерастворителя, находящегося в камере, причем плотность гелеобразующего реагента меньше плотности растворителя.

Изобретение характеризуется также тем, что в качестве гелеобразующего реагента применяют пенополистирол.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и снизить потери нерастворителя за счет преобразования нерастворителя, находящегося в камере, в гелевидное вещество, которое обладает вязкостью, достаточной для предотвращения образования эмульсий вода-нерастворитель.

При работе индивидуальной скважины послойного выщелачивания в цилиндрической камере с плоской потолочиной могут быть выделены четыре зоны с четко выраженными гидродинамическими отличиями: зона припотолочного (компенсационного) потока, зона вертикального плоскопараллельного потока, промежуточная зона, зона сферического потока (центростремительное движение жидкости к точке забора). Наиболее активен плоскорадиальный припотолочный поток, растекающийся от точки ввода жидкости к боковым стенкам камеры. Скорости этого потока (убывающие от центра к периферии камеры) на несколько порядков выше, чем, например, в радиально-сферическом потоке, где имеет место центростремительное движение жидкости к точке забора. Высокая активность припотолочного потолка, с одной стороны, создает благоприятные условия для растворения соли в потолочине камеры (особенно в приствольной части потолка), то есть интенсифицирует процесс растворения, но с другой, при необходимости изоляции потолка от растворения, затрудняет поддержание у кровли пленки жидкого нерастворителя, то есть усложняет управление параметрами камер.

Поддержание пленки особенно затруднено в тех случаях, когда уровень водоподачи совпадает с уровнем поддержания нерастворителя. При этом за счет интенсивного механического перемешивания нерастворителя с водой в приствольной части образуется водонефтяная эмульсия и может происходить подрастворение потолка. По мере движения к периферии камеры нестойкая эмульсия расслаивается и нерастворитель растекается радиально вдоль потолка. Стойкая эмульсия вместе с растворителем вначале погружается в рассол, затем всплывает и растекается вдоль потолка не на поверхности рассола, а плавая в нем.

Вода в камеру поступает постоянно, а нерастворитель закачивается порциями через определенные промежутки времени. Движением воды имеющийся в камере нерастворитель может быть смещен к периферии. При этом центральная часть поверхности потолка обнажается и происходит его подрастворение.

В качестве нерастворителя при растворении солей используются жидкие углеводородные соединения, газообразные и другие, инертные по отношению к соли, воде и рассолу вещества с удельным весом меньше удельного веса воды и рассола, обладающие хорошей растекаемостью по поверхности воды, соли и рассолов. Сырая нефть, используемая в качестве нерастворителя вследствие ее окисления, коагуляционной способности и обводненности, не всегда обеспечивает надежную изоляцию камеры, так как при длительном нахождении ее в камере растворения происходит изменение качественного состава ее с образованием стойких водонефтяных эмульсий. При этом увеличивается обводненность, вязкость, удельный вес и содержание механических примесей в ней, что в конечном итоге приводит к уменьшению выталкивающей способности и ухудшению растекаемости и нарушению сплошной пленки, изолирующей поверхность соли в кровле камеры. Через 2-3 года нахождения нефти в камере она начинает "стареть" и терять свои первоначальные свойства как нерастворитель.

Жидкий нерастворитель выбирается с учетом следующих основных требований: 1) вязкость при температуре 0°С не более 20-25 сСт; 2) удельный вес не выше 0,85-0,88 т/м³; 3) Сохранять свои физические свойства во времени (то есть не "стареть" в течение не менее 5-10 лет). Этим требованиям удовлетворяют дизельное топливо, соляровое масло, газойль и некоторые высококачественные сорта нефти.

Способ добычи солей из соляных залежей поясняется схемой, где

1 - соляная залежь;

2 - обсадная труба;

3 - рассолоподъемная труба;

4 - водоподающая труба;

5 - гелеобразная масса;

6 - камера растворения.

Способ подземного растворения соляных залежей осуществляется следующим образом: соляную залежь 1 вскрывают скважиной, обсаживают ее, оборудуют рабочими трубами: обсадной трубой 2, водоподающей трубой 4 и рассолоподъемной трубой 3. Подают растворитель (например, воду), а по пространству между обсадной трубой 2 и водоподающей трубой 4 в камеру подают нерастворитель (например, дизельное топливо), который растекаясь, под кровлей камеры 6 образует защитную "пленку". После этого в скважину закачивают растворитель с гелеобразующим реагентом (например, пенополистиролом) в количестве 10-50% от массы находящегося в камере нерастворителя, причем плотность гелеобразующего реагента (например, пенополистирола) меньше, чем плотность растворителя (например, воды). Отрабатывают запасы камеры растворения 6. При попадании гелеобразующего реагента (например, пенополистирола) в камеру растворения 6 он из-за более низкой плотности по сравнению с растворителем (например, водой) поднимается к кровле камеры растворения 6, вступает в реакцию с нерастворителем (например, дизельным топливом), образуя гелеобразную массу 5 в кровле камеры. По мере отработки запасов камеры нерастворитель и гелеобразующий реагент периодически добавляют, поддерживая вязкость гелеобразной массы на необходимом и достаточном уровне.

Массу гелеобразующего реагента принимают по данным таблицы.

Как видно из таблицы, при добавлении гелеобразующего реагента менее 10% вязкость гелеобразной массы практически не изменяется, что не дает желаемого эффекта, при добавлении гелеобразующего реагента более 50% увеличивающаяся величина вязкости гелеобразной массы не позволяет достаточно эффективно управлять процессом размыва камеры.

При использовании в качестве гелеобразующего реагента пенополистирола с плотностью 0,5 кг/м³ и подаче его в количестве 50% от нерастворителя, находящегося в камере, вязкость образующейся гелеобразной массы составит 20 сСт, что позволит поддерживать в камере слой нерастворителя толщиной 1 см и снизить потери нерастворителя в 5 раз.

Применение данного способа подземного растворения соляных залежей обеспечивает следующие преимущества:

- позволяет повысить извлечения соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения;

- позволяет снизить потери нерастворителя.

Изобретение относится к технике добычи ископаемых солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, производящих добычу рассолов через буровые скважины. Технический результат - повышение извлечения соли и снижение потерь нерастворителя. Способ включает бурение скважины, обсадку ее, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь растворителя и нерастворителя, откачку рассола. После закачки нерастворителя в растворитель перед подачей в залежь вводят гелеобразующий реагент в количестве 10-50% от массы нерастворителя, находящегося в камере, причем плотность гелеобразующего реагента меньше плотности растворителя. В качестве гелеобразующего реагента применяют пенополистирол. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Способ добычи солей из соляных залежей, включающий бурение скважины, обсадку ее, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь растворителя и нерастворителя, откачку рассола, отличающийся тем, что после закачки нерастворителя в растворитель перед подачей в залежь вводят гелеобразующий реагент в количестве 10-50% от массы нерастворителя, находящегося в камере, причем плотность гелеобразующего реагента меньше плотности растворителя.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гелеобразующего реагента применяют пенополистирол.