Способ добычи минерала растворением из продуктивной зоны и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК E21B43/28 

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

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 пласта I, диаметра и дли314989

ны откачиого фильтра 2 определяется

iпроектная производительность закачной скважины 3. Экспериментальным или f

I расчетным путем определяют скорость г фильтрации, обеспечивающую требуемое

процентное извлечение минерала из продуктивного пласта А в течение запланированного срока отработки участка месторождения. Рассчитывают необ- ю ходимое количество закачных скважин 3, обеспечивающиж заданные скорости фильтрации воды в продуктивном пласте 4 по формуле

- V 1ср h L Q -

Осуществляют бурение скважин 3, вскрытие продуктивного 4 и нижезалегающего водоносного 1 пластов, В скважины 3 устанавливают фильтррвые колонны 5 с закачной 6 и откачной 2 секциями фильтра, вьтолненными напротив продуктивного 4 и водоносного 1 пластов соответственно. В скважине 3 между откачной 2 и закачной 6 секциями фильтров -монтируют погружной насос .7 с диафрагмой 8 в нагнетательной 9 магистрали, соединенной посред- 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 устанавли- вают вспомогательную колонну 13 труб в интервале от устья 14 скважины 3 до нижних отверстий закачного фильтра 6. Устье 14 скважины 3 герметизируют дополнительным пакером 15, на нижнем I торце которого установлен датчик I б : давления, соединенньй с манометром

17, находящимся на/верхнем торце па- :кера 15. На расчетном расстоянии от I ряда закачных скважин 3 параллельно I ему эксплуатируется-карьер 18 глуби- jной до подошвы 19 продуктивного пласта 4. Вспомогательная колонна 13 тру iна устье 14 скважины 3 соединяется с нагнетательной магистралью дозирующего насоса 20, установленного на по- 1верхности.

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

Р

VKP К

Н + Р

г

0

5

5

30

Необходимую репрессию на продуктивньй 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 уменьще- нии площади поперечного сечения отверстия диафрагмы 8 репрессия на - пласт 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 связ ано с- репрессией на продуктивный пласт 4 следующей зависимостью:

+ р- g

Р g

h 14;

де Р„ - давление под пакером плотность воды; ускорение свободного падения;

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

При включении насоса создается депрессия на водоносньй пласт 1, стимулируется водоприток в откачную сек-, цию 2 фильтра. Из откачной секции 2 i 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 подает ся серная кислота в расчетном объеме,

обеспечивающем закисление воды до значений рН 2-3. ЗаЛюленньй раствор, обеспечивающий наиболее интенсивную отработку месторождения, закачи-: вается в продуктивный пласт. В продуктивном пласте 4 вода фильтруется с одинаковыми по площади отработки блока расчетными скоростями в направлении дренирующего карьера 18, что обеспечивает равномерную отработку

5149

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

1. Способ добычи минерала растворением из продуктивной зоны, включаю щий вскрытие продуктивной зоны скважиной, размещение в ней внешней филь трввой и внутренней колонн труб, па- керное разъединение фильтровой колонны на верхнюю и нижнюю секции, перепуск жидкости из нижней секции в верхнюю, доукрепление ее кислотой во внапней колонне в интервале верхней секции, подачу доукрепленного раствора через верхнюю секцию фильтровой колонны труб в продуктивную зону и откачку насыщенного металлом раствора, отличающийся тем, что, с целью повьпнения эффективности добычи минерала путем снижения затрат на растворение при наличии дренажных сооружений и нижележащего водоносного горизонта, скважину перебурив ают в нижележащий водоносный горизонт, верхнюю секцию фильтровой колонны размещают в интервале продуктивной зоны на всю ее мощность, ниж- нюю секцию устанавливают в интервале ижележащего водоносного горизонта, в качестве жидкости, перепускаемой из нижней секции в верхнюю, ерекачивают пластовую воду из ниже- ежащего водоносного горизонта, при том воду подают под давлением, равым

К

Н + Р

4

с

ю

15

Р

где Р - давление нагнетания, м

вод. ст.-;

- скорость фильтрационного потока, обеспечивающая необходимый уровень извлечения минерала, м/сут; Н - расстояние от скважины до

дренажной системы, м; Р - атмосферное давление, м

вод.ст.;

К - коэффициент фипьтрации пород продуктивной зоны, м/сут;

при этом собирают насьш5енные минералом растворы из дренажной системы. 20

2. Устройство для добычи минерала растворением из продуктивной зоны, включающее внешнюю с разобщенными пакером верхней и нижней секциями

25 фильтровую и внутренннж) колонны труб, размещенные в скважине, отличающееся тем, что оно сна-б- жено погружным насосом, дополнительным пакером, датчиком давления, ка30 налами связи, манометром и пультом j управления, причем погружной насос размещен во внешней колонне в интервале установки пакера, насос снабжен диафрагмой, выполненной с возможноэг стью изменения размера ее проходного сечения и соединенной каналом связи с пультом управления положения диафрагмы, дополнительный пакер размещен на устье скважины, на нижнем

40 торце дополнительного пакера установлен датчик давления, соединенный каналом связи с манометром, расположенным на его верхнем торце.

а

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.