Способ бесшахтной добычи полезных ископаемых Советский патент 1990 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при выщелачивании полезных ископаемых, при добыче вязких нефтей и битумов, а также иных полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение эффективности добычи полезных ископаемых за счет снижения потерь полезного компонента при одновременной интенсификации процессов добычи.

Способ заключается в следующем. Продуктивный горизонт, представленный породами с различной проницаемостью, вскрывают эксплуатационными нагнетательными и откачными скважинами, которые оборудуются фильтрами, или осуществляют перфорацию колонн, размещенных в этих скважинах.

В породы нижнего водоупора продуктивного горизонта, например аргиллиты, алевролиты и т.д., бурят дополнительные скважины малого диаметра, рторые обсаживают и цементируют зат- убное пространство. Из этих скважин на расстоянии от продуктивного горизонта, исключающем возможность фильтрации жидкости или разрушения пород йодоупора, образуют трещины гидрораэ- рыва, располагаемые параллельно про- Дуктивному горизонту. Трещины формируют известными методами в основном без их заполнения материалом с созданием направляющей трещины, обеспечивающей последующее ее раскрытие и Смыкание в заранее заданных пределах и направлении. В том случае, если Существует опасность раскрытия новых трещин вне заданного направления при раскрытии основной, первичную трещину г идроразрыва можно частично заполнить Каким-либо материалом с повышенной проницаемостью, который в дальнейшем Исключит возникновение новых трещин.

После формирования направляющей трещины гидроразрыва приступают к добыче полезного ископаемого, например, методом выщелачивания. Для этого в Нагнетательные скважины закачивают рабочий флюид, например растворы серНой кислоты, карбонатов и т.д., а из откачных скважин откачивают продуктивный флюид с полезным компонентом.

В процессе закачки и откачки флюида периодически производят циклы расКрытия и смыкания трещины гидрораз- р ыва. Периодичность циклов и время Обработки горизонта размыканием и смыканием трещины устанавливают на основании проведения опытных экспериментов. Размыкание трещины осуществляют путем нагнетания жидкости в трещину, а смыкание - путем сброса давления в стояке скважины. Величину размыкания трещины определяют на основе проведения модельных, а затем и натурных экспериментов в каждом конкретном случае для тех или иных горногеологических условий с обеспечением Передачи сжимающих и растягивающих напряжений на всю мощность продуктивного горизонта, т.е. размыкание трещины гидроразрыва должно вызывать перераспределение напряжений в породах продуктивного горизонта по всей мощности последнего. Это является важным условием эффективности реализации способа, так как в противном

0

5

0

5

случае его эффективность резко падает.

При размыкании трещины на заданную величину и ее смыкании в пределах продуктивного горизонта возникают сжимающие и растягивающие напряжения, направленные по вертикали по всей площади продуктивного горизонта в силу сплошности и большой площади трещины гидроразрыва. Знакопеременные вертикальные напряжения, возникающие в породах продуктивного горизонта при раскрытии и смыкании трещин, способствуют проникновению рабочего флюида в слабопроницаемые породы горизонта и интенсифицируют процесс выщелачивания, при этом существенно уменьшаются непроизводительные расходы рабочего флюида, которым в известном способе обрабатываются только хорошо проницаемые породы с низким содержанием полезного компонента.

Следует отметить, что при раскрытии трещины имеет место временное повышение пластового давления жидкости в продуктивном горизонте с последующим его резким понижением при смыкании трещины, что также интенсифицирует процесс выщелачивания.

Еще больший эффект в определенных гидрогеологических условий от реализации предлагаемого способа имеет место при импульсном раскрытии и смыкании трещины. Для обеспечения импульсного раскрытия и смыкания забойную часть скважины могут герметизировать пакером и в подпакерной зоне импульсно повышать давление жидкости, например, с помощью пневмопушки или взмыванием заряда взрывчатого вещества. Количество импульсов в цикле определяют на основе проведения опытных испытаний на участке выщелачивания.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно интенсифицировать процесс выщелачивания, снизить потери полезного компонента и непроизводительные расходы рабочего флюида.

Формула изобретения

1. Способ бесшахтной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного горизонта скважинами с заглублением их в подстилающие породы, формирование в подстилающих

515501106

породах трещины гидроразрыва и еетрещины гидроразрыва осуществляют периодическое раскрытие и смыкание,Д° Формирования в породах прод/ктив подачу рабочего флюида и откачку про-ного горизонта по всей его мощности дуктивного раствора, отличаю-сжимающих и растягивающих напряжений щ и и с я тем, что, с целью интенси- 52- Способ по п„1,отличаю- фикации процессов добычи путем созда-Щ и и с я тем, что раскрытие и смы- ния дополнительной трещиноватостикание трещины осуществляют в импульс- продуктивного горизонта, раскрытиеном Режиме.

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при выщелачивании полезных ископаемых (ПИ). Цель - повышение эффективности добычи ПИ за счет снижения потерь полезного компонента при одновременной интенсификации процессов добычи. Продуктивный горизонт (ПГ), представленный породами с различной проницаемостью, вскрывают эксплуатационными нагнетательными и откачными скважинами (С). Последние оборудуются фильтрами или осуществляется перфорация колонн, размещенных в С. В породы нижнего водоупора ПГ бурят дополнительные С малого диаметра, которые обсаживают и цементируют затрубное пространство. Из этих С на расстоянии от ПГ, исключающем возможность фильтрации жидкости или разрушения пород водоупора, образуют трещины гидроразрыва. Их располагают параллельно ПГ. После формирования направляющей трещины гидроразрыва приступают к добыче ПГ методом выщелачивания. Для этого в нагнетательные С закачивают рабочий флюид, например растворы серной кислоты. Из откачных С откачивают продуктивный флюид с полезным компонентом. В процессе закачки и откачки флюида периодически производят циклы раскрытия и смыкания трещин гидроразрыва в импульсном режиме. Размыкание трещины осуществляют путем нагнетания жидкости в трещины, а смыкание - путем сброса давления в стояке С. При размыкании трещин на заданную величину и ее смыкании в пределах ПГ возникают сжимающие и растягивающие напряжения, направленные по всей площади ПГ. 1 з.п. ф-лы.