Способ контроля качества противофильтрационной завесы в трещиноватых породах криолитзоны Советский патент 1992 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам контроля качества изоляции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды.

Известен способ контроля качества приподной изоляции пластов по изменению коэффициента пластового объема жидкости и содержанию водорода в газовой фазе непосредственно после вскрытия пластов и в прессе их эксплуатации.

Недостатком данного способа является малая точность при определении перетока и практически невозможность выделения мест перетока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля качества изоляции Пластов по изменению коэффициента проницаемости водоносных пластов. Коэффициент проницаемости определяют

по кратковременным нагнетаниям (или откачкам) ждкости.

Существенным недостатком этого способа является его низкая точность и оперативность, обусловленная отсутствием прямой зависимости коэффициента проницаемости и качества изоляции пластов.

Цель изобретения - повышение точности и оперативности контроля качества изо- ляции ПФЗ, создаваемой для защиты горных выработок от притока минерализованных вод в трещиноватых породах крио- литозоны за счет изменения физических свойств ПФЗ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля качества ПФЗ, включающем бурение контрольных скважин в теле завесы, нагнетание в них солевого раствора, регистрацию геофизических параметров, по которым судят о проницаемости пород, нагревают солевой раствор перед его нагнетанием, а после нагнетания солевого раствора закачивают пресную воду, в качестве геофизических параметров регистрируют электрическое сопротивление и температуру по стволу скважин. Причем пресную воду нагнетают к подошве завесы.

Для снижения затрат в качестве солевого раствора используют рассолы из тампонируемого водоносного горизонта.

Нагнетание солевого раствора в нагретом виде необходимо для прогревания краевых зон природных блоков на их контакте с трещинами. Наиболее оптимальным (в смысле влияния на скорость фильтрации рассолов в затампонированном пласте и его разогрев) является перепад температур, равным .Дальнейшее повышение температуры закачиваемых рассолов не приводит к существенному увеличению ско- рости фильтрации и разогрева и, наоборот, закачка рассолов с температурой менее 8°С увеличивает ее продолжительность более чем на 40%.

Нагнетание дополнительно после соле- вого раствора пресной воды в контрольную скважину приведет к вытеснению из ствола скважины рассола и его низким электрическим сопротивлением пресной водой с существенно более высоким электрическим сопротивлением. Более высокая проникающая способность воды по сравнению с гли- ноцементным тампонажным раствором позволяет заполнить поры и микротрещины в коллекторах, куда практически невозмож- но обеспечить попадание тампонажного раствора. В криолитозоне, ввиду отрицательных температур, пресная вода замерзает. Опущенные предварительно в скважину датчики зафиксируют этот момент.

В зависимости от состава рабочего вещества, а также добавок в него можно применять для контроля фильтрации дренажных вод различные геофизические методы, входящие в стандартный комплекс ГИС. В предлагаемом варианте рабочим веществом является пресная вода и в условиях криолитозоны наиболее чувствительными геофизическими параметрами являются электрическое сопротивление и температура.

Пример. Завеса радиусом 600 м создается вокруг рудного тела трубочного типа для защиты горных работ от притока высокоминерализованных дренажных вод, поступающих из водоносного комплекса, залегающего в интервале глубин 300-500 м. Водоносные породы представлены терри- генно-карбонатными отложениями с тре- щинно-поровопластовымтипом

пористости, Подземные воды хлоридно-на- триевого типа с минерализацией до 120 г/л Содержат сероводород (до 130 мг/л и углеводородные газы, Кровлей водоносного комплекса служат многолетнемерзлые породы, подошвой-силл долеритов мощностью до 20 м. Пьезометрический уровень подземных вод устанавливается на 200 м выше кровли водоносного комплекса, температура пород в пределах водоносного комплекса - 1,5-2°С,

Вокруг горной выработки бурят нагнетательные скважины первой очереди, через которые в интервале водоносного горизонта насосами под избыточным давлением нагнетаются глиноцементные растворы. Затем бурят скважины второй очереди, располагаемые между скважинами первой очереди, и через них к подошве затампонированного слоя пород нагнетают теплые рассолы. Расчитывают, исходя из эффективной мощности водоносного горизонта, объем раствора на одну скважину, необходимый для прогрева стенок незатам- понированных трещин в завесе. Для условий карьера Мир этот объем составит 400 м3.

Производят в течение 3-6 ч нагнетание солевого раствора с температурой 5°С. Нагнетание производят через колонну заливочных труб, опущенных в конкретную скважину к подошве тампонируемого массива.

После закачки расчетного объема теплого солевого раствора нагнетательная система переводится на водопровод с пресной водой и через ту же колонну производят нагнетание пресной воды. Окончание нагнетания фиксируют по скачку давления на манометре нагнетательной линии, свидетельствующем о начале замерзания пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ.

После демонтажа заливочной колонны в скважину отпускают косу с датчиками температуры и сопротивления. Датчики рас- полагают через 20 м, что примерно соответствует средней можности однородных литологических слоев.

На фиг. 1 и 2 изображены графики зависимости AT f(t) и Д/э f(t), где t - время, построенные по режимным наблюдениям за температурой (Т) и сопротивлением/).

Резкое (аномальное) изменение показателей ( ДТ и Д/э) будет свидетельствовать о прорыве рассолов на том или ином участ- ке. На выявленных участках организуются детальные режимные наблюдения, а затем полученная кривая р(т.) обрабатывается по известной в электрометрии формуле. Полученные скорость и коэффициент фильтра- ции сравниваются с проектными. По результатам проведенных работ ремонтной службе выдаются рекомендации по дополнительному тампонажу выявленного интервала глиноцементными растворами.

Формула изобретения

1.Способ контроля качества противо- фильтрационной завесы в трещиноватых породах криолитзоны, включающий бурение контрольных скважин в теле завесы, нагнетание в них солевого раствора, регистрацию геофизических параметров, по которым судят о проницаемости пород, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности контроля качества изоляции горных выработок, нагревают солевой раствор перед его нагнетанием, а после нагнетания солевого раствора закачивают пресную воду, в качестве геофизических параметров регистрируют электрическое сопротивление и температуру по стволу контрольной скважины.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что пресную воду нагнетают к подошве завесы.

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью снижения затрат, в качестве солевого раствора используют рассолы из тампонируемого водоносного горизонта.

5/0

320 330 №

3501 3601

3 Щ 3901 Ш

№ Щ М0 М7

«# Wl

#0

л|

Л7

1000

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам контроля качества изоляции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды. Цель - повышение точности и оперативности контроля качества изоляции горных выработок и снижение затрат. В теле тампонажной завесы пробуривают контрольные скважины, нагнетают в них солевой раствор с положительной температурой для прогрева стенок скважин и незатампо- нированных трещин в массиве. После этого закачивают пресную воду через колонку заливочных труб, опущенных до подошвы ПФЗ. Окончание закачки фиксируют по скачку давления на нагнетательном манометре, свидетельствующем о начале замерзания пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ. Опускают в контрольную скважину косу сдатчиками температуры и сопротивления. Первоначальные температура и сопротивление (фоновые) массива соответствуют пластовой температуре и сопротивлению льда. При дальнейших наблюдениях фиксируют изменение температуры AT и сопротивления А/ по стволу контрольной скважины. Аномальное изменение контролируемых параметров свидетельствует о наличии гидродинамических окон на этом участке. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.

$/.;

/г