Способ добычи полезных ископаемых подземным выщелачиванием Советский патент 1984 года по МПК E21B43/28 

2.Способ ПОП.1, отличающ Ии е я , что в качестве вспомогательной жидкости используют маточный раствор,

3.Способ по П.1, отличающийся тем, что интервал закачки выщелачивающего раствора разделяют на две и более зоны, в которые подают растворы с различ1 ой концентрацией растворителя, а концентрацию растворителя изменяют от начальной до концентрации вспомогательной жидкости.

1. СПОСОБ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПОДЗЕМНЫМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕМ, вкл10чаю1ций вскрытие продуктивного пласта по меньшей мере одной скважиной, разделение области закачки по высоте скважины на интервалы, одновременную и раздельную по интервалам закачку в продуктивный пласт выщелачивающих растворов и вспомогательной жидкости и одновременную откачку , продуктивных растворов и вспомогательной жидкости, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат вьщелачивающего раствора и повышения концентрации полезного компонента в продуктивном растворе, производят разделение области откачки по высоте скважины на интервалы, откачку продуктивных растворов и вспомогательной жидкости производят раздельно по вьщеленным ин -ервалам, при этом по мере продвижения по - е рудному телу зоны выщелачивания изме няют соотношение производительности (Л закачки и откачки продуктивных растворов и вспомогательной жидкости. ,

I . .;. , / , Изобретение относится к горному делу, а именно к способам разработк месторождений полезных ископаемых подземным выщелачиванием (ПВ). Известен способ добычи полезных ископаемых подземным вьацелачиванием базирующийся на использовании систе мы откачных и закачных Скважин, обо рудованньк фильтрами выше и ниже рудного тела. Рабочие растворы подаются в пласт через закачную скважину, продуктивные растворы отбираются из откачкой скважины. Этим срз дя«тся вертикальный фильтрационный поток растворов через рудное тело вкрест напластования пород tl ) Недостатками известного способа являются существенное разубоживание продуктивных растворов подземными водами в фильтре откачной скважины начальной стадии отработки и непроизводительный расход раст)эорителя в заключительной стадии через отработанную околоскважинную зону рудного тела, при водящий к снижению концентра ции Полезного компонента в откачиваемых продуктивных растворах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ добычи полезных ископаемых подземньм выщелачиванием, включающий вскрытие продуктивного пласта, по меньще мер одной скважиной разделение области закачки по высоте скважины на интервалы, одновременную и раздельную по интервалам закачку в продуктивный пласт вьвцелачивающих растворов и вспомогательной жидкости и одновременную откачку продуктивных раст воров и вспомогательной жидкости 2 Недостатками известного способа являются низкая концентрация полезного компонента в продуктивном растворе за счет его разубоживания вспомигательных флюидов в интервале еовместной их откачки, а также неЭЬзможность использования данного способа при отработке комплексной минерализащ1и, требующей одновременН0Й раздельной закачки нескольких различных растворителей и вспомогательной жидкости, из-за их смещения в фильтре откачной скважиныj приводящего к выпадению осадка. Цель изобретения - существенное снижение затрат раствора выщелачивающего и повмоениё концентрации полезного компонента в продуктивных растворах. Лоста влеиная цель достигается тем, что в способе добычи полезных ископаемых подземным выщелачиванием, включающем вскрытие продуктивного пласта, по меньще мере, одной скважиной, разделение области закачки по высоте скважины на интервалы, одновременную и раздельную по интервалам закачку в продуктивньЛ пласт вьнцелачйвающих растворов и вспомогательной жидкости и одновременную откачку продуктивных растворов и вспомогательной жидкости, производят разделение области откачки по высоте скважины на интервалы, откачку продуктивных растворов и вспомогательной жидкости производят раздельно по вьюеленным интервалам, при этом по мере продвижения по рудному телу зоны выщелачивания изменяют производительности закачки и откачки продуктивных растворов и вспомогАтельной жидкости. В качестве вспомогательной жидкости используют маточный раствор. Интервал закачки выщелачивающего аствора разделяют на две и более зоны, в которые подают растворы с различной концентрацией растворителя, а концентрацию растворителя изменяют от начальной до концентрации вспо могательной жидкости. На чертеже схематически показан один из вариантов реализации. Технологическая скважина 1, вскры вающая продуктивный горизонт 2, обсаживается фильтровой колонной 3 с .фильтрами 4 и 5, расположенными соответственно выше и ниже рудного тела 6. В фильтровую колонну опускаются коаксиальные колонны труб 7-9 с установленными на них пакерами tO-12. Пакер 10 уплотняется и через верхний фильтр 4 по колонне 7 производится закачка рабочего раствора, который после фильтрации через рудное тело 6 попадает в нижний фильтр 5 и извлекается на поверхность через колонну 8 и/или 9. После появления первых порций полезного компонента (ПК) в откачиваемом растворе уплотняется пакер 11, и нижний фильтр 5 разделяется; на два изолированных интервала. Растворы откачиваются из верхнего и нижнего интервалов данног фильтра, раздельного через колонны 8 и 9 соответственно. Производительность интервала по откачке регулируется так, чтобы продуктивные растворы, т.е. содержащие ПК, попадали,в верхний интервал фильтра, в пластовые воды, вытесняемые, выщелачивающим растворами и фильтрующиеся по перифе рийной области технологической ячейки, в нижний. Граница раздела раство ров и пластовых вод 13 постепенно перемещается по продуктивному горизонту 2 в направлении от скважины 1 к границам ячейки, т.е объем растворов, содержащих ПК, а следовательно и производительность верхнего интервала фильтра 5 увеличивается, а пр оизводительность нижнего интервала уменьшается. Наличие в растворах, откачиваемых через колонну 9, полезного компонента постоянно контролируется опе ративными прямыми методами, и в соответствии с результатами контроля изменяется отношение производительно тей откачки из интервалов фильтра 5. При проработке околоскважинной зоны до проектного уровня извлечения (80%) становится непроизводительным фильтровать через зту зону концентрированные вьпцелачивающие растворы. К этому времени производительность нижнего интервала фильтра 5 составляет около 10-20% от общей производительности фильтра и, расходы растворов в колоннах 8 и 9.устанавливаются равными соответствующими расходам на момент времени уплотнения пакера 11 (т.е. верхний интервал - минимальный расход, - максимальный). Зона, в которой достигнут проектный уровень извлечения, постоянно расширяется, и граница 13 между непродуктивными (внутренняя зона ячейки) и продуктивными (периферийная зона ячейки) -растворами перемещается от скважины к границам ячейки.Поэтому после приведения производительностей интервалов нижнего фильтра к первоначальному соотношению контроль содержания ПК ниже минимального промьшшенного осуществляется по растворам, поступающим из верхнего интервала откачного фильтра и транспортир1уемым на поверхность по колонне 8. После установления первоначальных производительностей их интервалов фильтра 5 производится уплотнение пакера 12 и в нижний интервал закачного фильтра 4 подается маточный раствор, а в верхний интервал - выщелачивающий раствор прежней концентрации с производительностями, равными производительностям соответствующих интервалов (околорудный и отстоящий от руды) откачного фильтра 5. В соответствии с результатами контроля за содержанием ПК в растворах, откачиваемых через колонну В, изменяется производительность интервалов откачного, а следовательно, и закачного фильтров так, чтобы содержание ПК в контролируемых растворах не превьш1ало минимально промьш1ленного. Таким образом, формируется двухслойный фильтрационный поток двух несмешивающихся растворов: рабочего - внешняя зона потока (II) , маточного - внутренняя зона потока (I), граница 13 между которыми перемещается от скважины к границам ячейки. Количество интервалов, на которые разделяются откачной и закачной фильтры, может быть увеличено. Процесс выщелачивания в этом случае протекает таким образом, что каждая зона рудного тела, отстоящая на расстоянии X от скважины, находится на определенном уровне извлечения в за, висимости от времени. Известно, что для любого типа руд существует кон(Центрация реагента в рабочем растворе, которая является оптимальной для данного уровня извлечения, приводящая к минимальному расходу растворителя для максимально полного извлечения ПК. Следствие того, что в процессе эксплуатации ячейки на каждый момент времени зоны рудного тела находятся на различных уровнях извлечения ПК, появляется необходимость дифференцированной подачи растворов с различной концентрацией растворителя в эти зоны. Целесообразным для технической реализации является выделение конечного числа зон по степени извлечения и соответственно раз деления фильтров на изолированные интервалы. Минимальное количество таких интервалов - два, определяет двухслойное строение фильтрационного потока. При увеличении количества интервалов возрастает количество областей в области фильтрации, различающихся концентрацией реагента. Возможно осуществлять подачу и отбор всех растворов и вспомогательных жидкостей под постоянным давление в пределах каждого фильтра. При этом положении границы раздела между зонами фильтрационного потока осуществляется изменением длин интер валов фильтра, в пределах которых подают или отбирают определенный раствор. В этом случае возможно использование скользящих пакерующих устройств, которые перемещаютс) во времени по длине фильтровой колонны вверх и вниз от рудного тела соответственно в верхнем и нижнем фильтре. Пакеры перемещаются в соответствии с перемещением границы зоЕы вьпцелачивания ПК по рудному телу Эффективно использовать предлагаемый способ можно применяя автоматическое дозирующее устройство, уста навливаемое в закачной скважине и осуществляющее дифференцированную во времени и по длине фильтра подачу ре агента в закачиваемый в скважину маточный раствор. Применение подобного устройства позволяет оптимизировать режим подачи и отбора растворов Для дифференцированной поинтервальной подачи выщелачивающего раствора и вспомогательной жидкости, а также их раздельного отбора могут быть применены серийно выпускаемые установки для раздельной заначки и откачки жидкости в два, три и более пласта (интервала фильтра) например: УВК-ЗР, АКБ Р2, А-54-00-00 ТАГНИИ и др.; устройства, позволяющие осуществлять многократную посадку пакеров, изменять производительность закачки по каждому интервалу без извлечения оборудования из скважины с регулированием расхода закачиваемых жидкостей. Могут быть применены и более простые конструкции, состоящие из коаксиальных или параллельных колонн для транспортировки растворов с установленными на них пакерующими эгементами. Для определес ия начального момента времени дифференцированной подачи реагента в различные зоны рудного тела, прогноза перемещения границы зоны выщелачивания с определенньм уровнем извлечения ПК используются результаты лабораторных работ, а также результаты моделирования применительно к конкретным условиям месторождения . Лабораторные исследования образцов пород позволяют определить следующее: зависимость степени извлечения ПК от времени выщелачивания f(t), что позволяет осуществить расчет продолжительности отработки каждой зоны рудного тела до определенного уровня извлечения и служит для определения времени установки пакера и времени его перемещения в интервале фильтра; зависимость оптимальной концентрации растворителя () для зоны рудного тела, характеризующейся определенной степенью извлечения ПК на даннь1й момент времени. Использование этой информации позволяет определять режим изменения концентрации растворителя во времени и по длине фильтра. Результаты математического, моделирования позволяют получить: зависимость распределения расхода фильтрационного потока растворов через рудное тело в пределах технологической ячейки (х) для каждой зоны рудного тела (где х - радиус этой зоны); зависимость продолжительности отработки зоны рудного теЛа (х) радиусом X до проектного уровня извлечения . ., 710892438 Применение предлагаемого способа.экономию за счет уменьшения объема подземного вьацелачивания позволяет. растворов, транспортируемых на сорбзначительно повысить концентрациюционный предел и перерабатывапродуктивных растворов за счет от-емых на сорбционных установсутствия их разубоживания, получить5 ках.