Способ разработки пластов сильвинита подземным выщелачиванием Советский патент 1990 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к технологии добычи рассолов хлористого калия при разработке месторождений сильвинитов подземным выщелачиванием через буровые скважины

Цель изобретения - повышение коэффициента извлечения полезного ископаемого.

На фиг.1 изображена схема отработки свиты сильвинитовых пластов; на фиг.2 - изотермы растворимости тройных систем NaCl+NaHCO.j+H.jO и КС1+ +КНС03+Н70.

Схема содержит пласты 1 сильвинитов, среди пластов соли 2, скважину 3, оборудованную основной обсадной

колонной 4, водоподающей колонной ,5 и рассолоподъемной колонной 6, добываемый рассол 7 солей.

Способ осуществляют следующим образом.

Месторождение сильвинитов, представленное несколькими продуктивными пластами 1 и 2 (фиг.7), вскрывают скважиной 3, которую оборудуют тремя колоннами труб: основной тампонажной колонной 4, опускаемой до кровли продуктивной толщи и двумя рабочими колоннами: водоподающей 5 и рассолоподъемной 6. Длл управления процессом формообразования камеры используют жидкий нерастворитель (нефть

СП

сд

3155

и ее производные), который подается в межтрубное пространство между там- понажной и водоподающей колоннами. Растворитель подают в скважину по межтрубному пространству между во- доподэющей и рассолозаборной колоннами и по последней извлекают рассол 7.

После создания подготовительной выработки заданных размеров в подстилающем продуктивную толщу пласте га- лита приступают к обработке продуктивных пластов.

При этом процесс выщелачивания ведут в чередующихся режимах полного и избирательного выщелачивания. Режим полного выщелачивания применяют с использованием в качестве растворителя воды при отработке пластов вильви- нита с содержанием в нем КС1 менее 30%, в этом случае отдельные зерна сильвина (КС1) изолированно размещены в галите (NaCl) и это исключает применение избирательного выщелачивания, так как после быстрого растворения отдельных включений зерен сильвина происходит образование в камере сплошной поверхности хлористого нат- рия, что приводит к затуханию процесса выщелачивания.

Избирательно отрабатывают пласты сильвинита с содержанием КС1 более 30%. Процесс ведут с использованием раствора хлористого натрия с добавка ми бикарбоната натрия в количестве 2,0-4,0 г/л. Структурные особенности продуктив- ного пласта характеризуются наличием в нем отдельных зерен хлористого натрия и непрерывного сплошного контакта между зернами хлористого калия. Это обеспечивает при избирательном растворении хлористого калия свободное отделение зерен галита и аккумуляцию их в нижней части камеры, а забой камеры при этом постоянно подвергает ся активному выщелачиванию.

Основные закономерности растворимости солей в системах NaCl-NaHCOj- и КС1 КНС03-Н/ 0 представлены на фиг.2.

Механизм действия добавок бикарбоната натрия на процесс избирательного выщелачивания хлористого калия из сильвинита изучен в лабораторных условиях. Как следует из полученных данных, добавки бикарбоната натрия в количестве 2,0-4,0 г/л оказывают каталитическое воздействие на процесс

г

10

20

525 0

с

30

35

45

50

55

растворения сильвинита, увеличивая скорость перехода в раствор хлористого калия, обеспечивая высокий коэффициент извлечения КС1 из продуктивного пласта.

При добавках бикарбоната натрия (NaHC03) в количестве свыше k г/л наблюдается снижение коэффициента извлечения полезного компонента, что обусловлено большим количеством выделяющегося при циклах избирательного выщелачивания хлористого натрия, который блокирует активные площади растворения в обрабатываемой камере.

При добавках NaHC03 в количестве, меньшем 1 г/л, происходит снижение избирательности процесса по хлористому калию, не происходит повышение коэффициента извлечения полезного компонента.

В процессе выщелачивания следят за соотношением КаС1/КС1 в получаемом рассоле/ который характеризует наличие полезного компонента (КС1) в обрабатываемом пласте. Так, величина отношения NaCl/KCl, изменяющаяся в пределах от 9,0 до 2,3, свидетельствует о том, что выщелачиваются пласты с содержанием КС1 10-30%.

При уменьшении этого отношения с 2,3 до 1,0 содержание КС1 в пласте составляет 30-50% Следовательно, данное отношение является оценочным критерием для изменения режима выщелачивания (полное - избирательное).

Содержание хлористого натрия в растворителе в зависимости от минерального состава продуктивного пласта и производительности скважины рассчи- тызают по следующей зависимости CN0, Q (15,96+0,783t+0,1tg)(1-q), (1)

где С Wo|Ce - концентрация хлористого натрия в растворителе, г/л;

Q цз - производительность скважины, работающей в избирательном режиме, м3/ч; t - температура растворения,

°Сu t

q - содержание хлористого калия в сильвините в долях единицыо

Процесс отработки продуктивной толщи начинают с нижних пластов сильвинита, В зависимости от содержания хлористого калия в пласте, которое может быть определено по анализу

кернового материала, устанавливают режим выщелачивания. В дальнейшем режим выщелачивания поддерживается в зависимости от величины соотношения NaCl/KCl в рассоле.

Пример. Продуктивная толща представленасвитой из четырех пластов сильвинита,, разделенных пластами галита. Состав пластов сильвинита снизу вверх: 1-й пласт - КС1 12%, NaCl 881; 2-й пласт - КС1 20%; NaCl 80%; 3-й пласт - КС1 32%, NaCl 68%; |-й пласт - КС 43%, NaCl 57%. Температура процесса 30 С -. Производитель- ноетьч скважины 30 см3/ч« Работа нается с создания подготовительной выработки в подстилающем нижнем продуктивном пласте - пласте галита. После достижения подготовительной выработкой проектного диаметра (80 м) и перестановки эксплуатационных ко™ лонн начинают обработку нижнего 1-го пласта сальвинита. При содержании : хлористого калия в пласте 12% процесс ведется в режиме полного растворения. С использованием в качестве растворителя пресной воды коэффициент извлечения полезного компонента при этом составляет 20-25%.

Аналогично в режиме полного раство рения производилась -отработка 2-го продуктивного пласта.

Способ разработки пластов сильвинита подземным выщелачиванием, вклю™ чакиций измерение содержания полезного

При переходе к выщелачиванию 3-го пласта с содержанием хлористого 3g компонента, бурение скважины, подачу 30% соотношение NaCl/KCl в получаемом в нее ненасыщенного раствора хлорис- рассоле было равно 2,33.

В связи с этим 3-й пласт отрабатывали в режиме избирательного выщелачивания.40

Для этого пресный растворитель заменяли на раствор хлористого натрия с добавками бикарбоната натрия в количестве 4 г/л. Рассчитаем содержание хлористого натрия з растворителе по 45 более 30%, в пласты с содержанием формуле (1) полезного компонента менее 30% предCN«a ° 2PM3 (15,96+0,783t+0,1tg)x xO-q)0,2,3Q 05,96+0,783.30 + +0,1.30.0,3) (1-0,32)167 г/л.

Таким образом состав растворителя, gg применяемого для избирательного выщелачивания 3-го пласта сильвинита,бутого натрия в качестве растворителя и выдачу рассола, отличаю- ш, и и с я тем, что, с целью повышения извлечения полезного компонента из свиты пластов,, за счет чередования режимов полного и избирательного выщелачиваний, выделяют пласты с содержанием полезного компонента до 30 и

дет: NaCl 1б7 г/л 14,2%; NaHC03 4 г/л 054%„

Коэффициент извлечения-полезного компонента (КС1) составил 31,6%.

Верхний 4-й продуктивный пласт сильвинита с содержанием КС1 43% отрабатывается также в режиме избираварительно подают воду, измеряют величину отношения NaCl/KCl, а подачу в скважину ненасыщенного раствора хлористого натрия производят после достижения отношением NaCl/KCl вели™ чины 1,8-2,0, причем в раствор хлористого натрия вводят бикарбонат натрия в количестве г/л, при этом ,.,. в пласты с содержанием полезного компонента более .30% производят подачу ненасыщенного раствора хлористого натрия с добавлением бикарбоната натрия в количестве 2-4 г/л.

тельного выщелачивания В качестве указателя того, то процесс выщелачивания перешел в 5-й пласт является

снижение величины отношения NaCl/KCl в получаемом рассоле до 1,5.

Определим состав растворителя при меняемого для отработки пласта сильвинита

, С 0,2x3 О О 5,96+0,783x3 0+0,1x3 Ох хО,4хО-0,4) 144,4 г/л „

Состав растворителя, применяемого для избирательного выщелачивания 5-го пласта, будет ,4 ,2%;

NaHCOi 4 г/л 0,4%.

Коэффициент извлечения полезного компонента при этом 49,4%„

Применение способа пр. отработке свить пластов сильвинита позволило

повысить коэффициент извлечения полезного компонента КС1 по отдельным пластам и в соеднем по свите пластов за счет применения чередующихся режи- мои полного и избирательного растворения, использования в качестве растворителя раствора хлористого натрия с добавками бикарбоната натрия и постоянного контроля за соотношением NaCl/KCl в получаемом рассоле.

ф о р i-i у л а изобретения

Способ разработки пластов сильвинита подземным выщелачиванием, вклю™ чакиций измерение содержания полезного

компонента, бурение скважины, подачу в нее ненасыщенного раствора хлорис-

компонента, бурение скважины, подачу в нее ненасыщенного раствора хлорис-

более 30%, в пласты с содержанием полезного компонента менее 30% предтого натрия в качестве растворителя и выдачу рассола, отличаю- ш, и и с я тем, что, с целью повышения извлечения полезного компонента из свиты пластов,, за счет чередования режимов полного и избирательного выщелачиваний, выделяют пласты с содержанием полезного компонента до 30 и

варительно подают воду, измеряют величину отношения NaCl/KCl, а подачу в скважину ненасыщенного раствора хлористого натрия производят после достижения отношением NaCl/KCl вели™ чины 1,8-2,0, причем в раствор хлористого натрия вводят бикарбонат натрия в количестве г/л, при этом в пласты с содержанием полезного компонента более .30% производят подачу ненасыщенного раствора хлористого натрия с добавлением бикарбоната натрия в количестве 2-4 г/л.

Ifc

Pacco/i

, 0actniopvi f/n b-ftepacmSopis/ne/rb

Изобретение относится к технологии добычи рассолов хлористого калия при разработке месторождений сильвинита подземным выщелачиванием. Цель изобретения - повышение коэффициента извлечения полезного компонента. Для реализации способа бурят скважину, вскрывающую пласты полезных ископаемых. Оборудуют ее обсадной, водоподающей и рассолоподъемной колоннами. Добычу ведут в чередующихся режимах полного и избирательного выщелачивания. При ведении процесса в режиме полного выщелачивания используют пресную воду, а избирательного - ненасыщенный раствор хлористого натрия с дополнительным введением в него бикарбоната натрия в количестве 2,0 - 4,0 г/л. В режиме полного выщелачивания отрабатывают пласты с содержанием полезного ископаемого до 30%, а в режиме избирательного - с содержанием более 30%. Применение способа позволяет повысить коэффициент извлечения полезного компонента по отдельным пластам и в среднем по месторождению. 2 ил.

5

«i«j. «V- iJcIUc-V liZiy -f

,HuCl

.m

#

Ч Ю

ч

J

20W

С , Ctsrtcoj, Mat Л У Фив. 2

t-Z5 C