способ разработки залежей растворимых пород, залегающих под пластами менее растворимых пород

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ РАСТВОРИМЫХ ПОРОД, ЗАЛЕГАЮЩИХ ПОД ПЛАСТАМИ МЕНЕЕ РАСТВОРИМЫХ ПОРОД, включающий вскрытие залежей скважинами, оборудуемыми обсадной и подвесной колоннами труб, подачу растворителя, преимущественно воды, к подошве залежи и отбор продуктивного рассола на поверхность по межтрубью с уровня башмака обсадной колонны с формированием выемочных камер, отличающийся тем, что обсадную колонну скважины заглубляют в толщу залежей, осуществляют контроль за положением кровли выемочных камер по мере наращивания их объемов и при приближении кровли к верхней границе продуктивной залежи путем изменения производительности подачи растворителя устанавливают концентрацию продуктивного раствора, соответствующую малой растворимости в нем солей верхних пластов, и ведут дальнейшее развитие выемочных камер по простиранию продуктивных залежей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в поток продуктивного раствора в межтрубном пространстве вводят растворитель, препятствующий кристаллообразованию в линии отбора рассола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии добычи полезных ископаемых методом подземного растворения через буровую скважину и может быть использовано для добычи бишофита, сильвинита, каpналлита и других растворимых пород, залегающих на больших глубинах.

Известны способы подземного растворения соляных залежей [1, 2, 3] предусматривающие бурение скважины и создание выемочных камер посредством нагнетания растворителя и выдачи рассола на поверхность. При этом управление формообразованием камер осуществляют с применением нерастворителя [1, 2] или за счет поддержания уровня рассола в выемочной камере ниже ее кровли, например, путем откачивания рассола погружными насосами [3]

Известен также способ разработки месторождения бишофита подземным выщелачиванием путем вскрытия их скважинами, оборудуемыми обсадной и подвесными колоннами труб, подачу в скважину растворителя, формирование в породах продуктивного пласта выемочных камер и выдачу рассола на поверхность.

Однако в данном способе в качестве растворителя используется раствор NaCl специально подобранной концентрации, предусматривается поддержание температуры растворителя, равной температуре пород продуктивного пласта, в управлении формообразованием выемочных камер используется нерастворитель.

Указанные признаки во многом усложняют технологию добычи полезных ископаемых, а извлекаемый продукт загрязнен примесью нерастворителя (нефтью или ее производными), а также хлоридом натрия. Подача растворителя производится в верхнюю часть выемочной камеры, а рассол отбирается из нижней части, что снижает коэффициент извлечения бишофита.

Цель изобретения получение чистого продукта с повышенным коэффициентом его извлечения, а также упрощение технологии добычи.

Извлекаемый продукт при осуществлении предлагаемого способа не содержит примесей нефтепродуктов и солей, вносимых с растворителем, не требуется его подогрев и поддержание его определенной температуры. Осуществление технологии производится без использования нерастворителя, что снижает капитальные и эксплуатационные расходы, снижается загрязнение окружающей среды. Обеспечивается бесперебойная работа оборудования.

Цель достигается способом, предусматривающим вскрытие залежей растворимых пород скважинами, оборудуемыми обсадной и подвесной колоннами труб с формированием выемочных камер в породах продуктивного пласта и выдачей рассола на поверхность. Обсадную колонну скважин заглубляют в толщу продуктивной породы (бишофита, сильвинита или карналлита). Подачу растворителя, в качестве которого используют воду, производят к подошве пласта продуктивной породы, а отбор образуемого рассола по межтрубному пространству с уровня башмака обсадной колонны. В процессе растворения породы с образованием выемочных камер контролируют положение их кровли. При приближении кровли к верхней границе продуктивной породы устанавливают производительность подачи растворителя, при которой концентрация продуктивного рассола в камерах достигает такой величины, когда хлорид натрия, содержащийся в верхних над продуктивной породой пластах, практически не растворяется.

Другим отличием способа является также то, что в поток продуктивного рассола в межтрубном пространстве вводят растворитель, препятствующий кристаллообразованию в линии отбора рассола.

Заглубление обсадной колонны в толщу продуктивной породы производят с целью увеличения поверхности растворения выемочной камеры при продвижении ее кровли к подошве пласта каменной соли. Использование прямоточного режима подачи растворителя способствует равномерной разработке по всей высоте продуктивного пласта.

Экспериментально установлено, что при определенных концентрациях продуктивного рассола каменная соль практически не растворяется. Обеспечивая такую концентрацию рассола в выемочной камере регулированием производительности подачи растворителя, устраняют растворение вышележащего пропластка каменной соли и тем самым предотвращают развитие выработки в непродуктивной породе, при этом дальнейшее развитие процесса растворения производят по простиранию продуктивного пласта без применения нерастворителя.

На чертеже изображена схема отработки пласта бишофита.

Способ осуществляют следующим образом.

Месторождение полезного ископаемого, в частности бишофита, представленное одним или несколькими пластами 1, вскрывают скважиной 2, которую оборудуют двумя колоннами труб: основной обсадной 3, башмак 4 которой заглубляют в толщу продуктивного пласта 1, и подвесной водоподающей колонной труб 5, опускаемой в подошву продуктивного пласта. Растворитель (воду) подают в подвесную колонну труб 5, а рассол извлекают на поверхность по межтрубному пространству между обсадной 3 и водоподающей 5 колоннами труб. В скважину 2 спускают дополнительную водоподающую колонну 6. В процессе растворения породы с образованием выемочной камеры контролируют положение ее кровли 7 известными геофизическими методами путем спуска в скважину 2 контролирующего прибора.

При приближении кровли 7 выемочной камеры к верхней границе продуктивного пласта 1 устанавливают производительность подачи растворителя, при которой концентрация продуктивного рассола в камере достигает величины, характеризуемой практической нерастворимостью хлорида натрия, содержащегося в верхней непродуктивной породе 8. Регулированием производительности подачи растворителя устраняют растворение вышележащего пласта каменной соли и тем самым предотвращают развитие выработки в непродуктивной породе 8, а дальнейшее развитие процесса растворения осуществляют по простиранию продуктивного пласта 1 без применения нерастворителя.

Формирование выемочной камеры в продуктивном пласте 1 состоит из последовательности этапов I, II, III, IV, V, VI, показанных на чертеже, в соответствии с которыми образование выемочной камеры на начальных этапах производят в нижнем слое продуктивного пласта I (этапы I, II), затем процесс продолжают, приближая кровлю 7 к верхней границе продуктивного пласта I (этапы III, IV). Дальнейшее развитие камеры осуществляют по простиранию продуктивного пласта (этапы V, VI).

При движении продуктивного рассола на поверхность последний охлаждается, что может вызвать выпадение кристаллического вещества, забивающего подающий трубопровод. В целях устранения этого явления в поток продуктивного рассола по дополнительной колонне 6 труб подают воду, расход которой определяется концентрацией выдаваемого продуктивного рассола на устье скважины 2.