Способ обработки продуктивных горизонтов газообразным продуктом при геотехнологической добыче полезных ископаемых Советский патент 1990 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при выщелачивании полезных ископаемых.

Целью изобретения является обеспечение улучшения условий обработки продуктивного горизонта газообразным продуктом путем обеспечения возможности ввода этого продукта в труднодоступные . зоны продуктивного горизонта.

На чертеже представлена схема работ по выщелачиванию полезного ископаемого .

Продуктивный горизонт 1 вскрывают закачными 2 и откзчными вертикальными 3 скважинами. Указанный горизонт представлен породами с относительно низкой проницаемостью, поэтому от от- качных скважин 3 под кровлей горизонта в последнем формируют трещины гидроразрыва 4 с заполнением их хорошо фильтрующим материалом, например гравием или крупнозернистым песком.

От закачной скважины 2 у почвы горизонта 1 также формируют горизонтальную трещину гидроразрыва 5, при этом после образования указанной трещины в нее под давлением закачивают суспензию в виде жидкости с измельченным цеолитом, в котором капсулирован газообразный продукт, например кислород или углекислый газ, выступающий в процессе выщелачивания в качестве окислителя.

Капсулирование газа в цеолите осуществляют на поверхности по известным методикам. В частности, после активации цеолита через него прокачивают смесь газов, адсорбируя в цеолите при

СП

сд оэ

заданных условиях нужный газ, в частности кислород или углекислый газ. Благодаря молекулярно-ситовым свойствам цеолитов последние поглощают лишь такие вещества, молекулы которых при заданных условиях могут проникать в микропористую структуру каркаса цеолитов .

Затем цеолит с капсулированным в fg нем газом с помощью эжекторной установки закачивают в трещину гидроразрыва 5, сформированную от скважины 2 с плотным заполнением цеолитом этой трещины.1

Вслед за заполнением трещины и прекращением процесса нагнетания суспензии трещина гидроразрыва 5 частично смыкается, уплотняя массив цеолита в 2 этой трещине, а затем в закачную скважину подают раствор, например, карбонатов или серной кислоты с одновременной откачкой продуктивного раствора из откачных скважин 3. В зависимости 2 от размеров частиц цеолита,, которыми заранее задаются исходя из технологии процесса выщелачивания, десорбция газа осуществляется путем вытеснения газа из каркаса цеолитов жидкостью, при 3 этом газ диффундирует в породы продуктивного горизонта в течение времени всего технологического процесса за- кисления с равномерной отдачей газа в течение этого времени, что позволяет - осуществить ввод газа в породы равномерно по времени и по площади в процессе подачи растворителя, при этом газ может растворяться в подаваемом растворе, что предотвращает кольма- д тацию.

Газ, в частности кислород, мигрирует по породам продуктивного горизонта от трещины гидроразрыва 5 к трещинам гидроразрыва 4, откачным скважинным 4 3. Производят эффективное закисление пород продуктивного горизонта с последующим выщелачиванием полезного ископаемого с помощью раствора.

Цеолит с капсулированным газом мо- C жет быть использован также и в качестве гравийной засыпки закачных скважин при выщелачивании полезных ископаемых. В отличие от обычного ввода диспергированного в растворе газа, как , это имеет место в известных способах, при применении предлагаемого способа газовая кольматация прискважинной зоны практически исключена, так как

при выходе из цеолита дисперсность пузырьков газа в десятки раз меньше, чем дисперсность тех же пузырьков при закачке аэрированного раствора.

С помощью цеолита с капсулированным газом, можно закислять и локальные объемы продуктивного горизонта. Для этого в заданную зону от вертикальной скважины бурят горизонтальную скважину, в которую и вводят цеолит с капсулированным газом, обеспечивая постепенную десорбцию газа из цеолита в процессе закисления локального участка.

Особенно эффективен предлагаемый способ при выщелачивании полезных ископаемых из слабопроницаемых прослоев, залегающих в хорошо проницаемых обводненных породах. Для выщелачивания в этих прослоях формируют трещины гидроразрыва, в которые и вводят цеолит с капсулированным кислородом или углекислым газом. При выходе из цеолита газа происходит закисление пород слабопроницаемых прослоев, при этом одновременно цеолит выполняет и функции хорошо проницаемых пород, которыми заполняют трещины. Таким образом, цеолит одновременно выполняет сразу две функции - хорошо проницаемого материала для заполнения полостей, а также носителя большого количества газа, выделяющегося при десорбции в процессе проведения выщелачивания для интенсификации этого процесса.

Таким образом, в силу указанных преимуществ предлагаемый способ позволяет существенно улучшить условия ввода газа в продуктивный горизонт в процессе проведения технологических процессов по добыче полезного ископаемого .

Способ может быть применен при добыче полезных ископаемых не только выщелачиванием, но и другими геотехнологическими методами в тех случаях, когда для реализации этих методов требуется присутствие газообразного продукта, например кислорода, водорода,

азота и т.д.

i

П р и м е р„ Продуктивный гориэонт представленный хорошо проницаемыми вмещающими песками и пластом суглинков мощностью 1,8м, вскрывали закач ными и откачными скважинами,Затем от закачных скважин в пласте суглинков образовывали локальные трещины гидроразрыва без пересечения трещинами откачных скважин. В указанные трещины гидроразрыва при давлении нагнетания 9 МПа вводили суспензию воды и измельченного цеолита - морденита при среднем размере части морденита 2 мм. Перед вводом морденита последний насыщали кислородом методом адсорбции по известным методикам в адсорбционных колоннах при вакуумировании указанных колонн для исключения выхода кислорода из каркаса цеолита при атмосферном давлении и при давлении выше атмосферного. Цеолит с капсулированным кислородом вводили в закачиваемую жидкость на поверхности с помощью эжектора известной конструкции. После ввода цеолита приостанавливают работы при незначительно уменьшенном относительно за- качного гидростатического давления гидростатическом давлении в откачных скважинах для обеспечения начала десорбции кислорода пластовой жидкости и выхода десорбируемого газа в слабопроницаемые породы, а затем приступают к нагнетанию выщелачивающего раствора через откачные скважины с отводом продуктивного из откачных.

Формула изобретения

Способ обработки продуктивных горизонтов газообразным продуктом при геотехнологической добыче полезных ископаемых, включающий формирование в продуктивном горизонте по меньшей мере одной полости и ввод через указанную полость в породы газообразного продукта, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий обработки продуктивного горизонта газообразным продуктом путем обеспечения возможности ввода этого продукта в труднодоступные зоны продуктивного горизонта, газообразный продукт капсулируют в измельченном цеолите, который смешивают с жидкостью, и полученную суспензию закачивают в полость.

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при выщелачивании подземных ископаемых. Цель - улучшение условий обработки продуктивного горизонта (ПГ) газообразным продуктом (ГП) путем обеспечения возможности ввода этого продукта в труднодоступные зоны ПГ. Формируют в ПГ по меньшей мере одну полость. Производят капсулирование в природном измельченном цеолите ГП, приготовляют и закачивают в полость суспензию в виде жидкости и цеолита. В процессе выщелачивания ГП десорбируется из цеолита и равномерно вводятся в ПГ. 1 ил.