способ формирования технологической полости в устойчивых породах продуктивных горизонтов

Формула изобретения

Способ формирования технологической полости в устойчивых породах продуктивных горизонтов, включающий бурение скважины на глубину формируемой полости, спуск обсадной колонны, спуск гидромониторного оборудования, размыв пород продуктивного горизонта с подъемом пульпы на поверхность и создание камеры, отличающийся тем, что обсадную колонну опускают на всю глубину скважины, при этом размыв пород продуктивного горизонта ведут через прорези, образованные в обсадной колонне, а после создания камеры обсадную колонну поднимают или разрушают до уровня кровли камеры и ее выработанное пространство заполняют гранулированным материалом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении скважин водоснабжения, нефте- и газодобычи, а также геотехнологических скважин подземного выщелачивания полезных ископаемых.

Известен способ сооружения геотехнологических скважин, включающий бурение скважины до кровли продуктивного горизонта, предварительное создание искусственной кровли формируемой полости, бурение скважины в продуктивном горизонте на глубину формируемой полости и выемку камеры, используемой в качестве приемной емкости откачной скважины при выщелачивании полезного компонента из продуктивного горизонта (авторское свидетельство SU 1278446 А1, МПК кл. 5 Е 21 С 45/00, опубл. 23.12.86, Бюл. 47).

Недостатком данного способа являются значительные затраты на создание искусственной кровли формируемой полости.

Аналогичным недостатком обладает и известный способ образования подземных емкостей через скважины, включающий предварительное создание искусственной кровли образуемой емкости и последующий размыв камеры и создание емкости (авторское свидетельство SU 1328526 А1, МПК кл. 5 Е 21 С 45/00, опубл. 07.08.87, Бюл. 29).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования технологической полости в устойчивых породах продуктивных горизонтов, включающий бурение скважины на глубину формируемой полости, спуск обсадной колонны, спуск гидромониторного оборудования, размыв пород продуктивного горизонта с подъемом пульпы на поверхность и создание камеры (Руководство по проектированию, сооружению и эксплуатации бесфильтровых водозаборных скважин. ВНИИГИМ Минводхоза СССР, М., 1982, с. 60 - 70).

Недостатком данного способа является относительно небольшая приемная емкость формируемой полости, ограниченная устойчивостью пород продуктивного горизонта.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности работы добычных скважин, например, нефтяных, газовых или водоснабжения.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении приемной емкости формируемой полости при оборудовании добычных скважин и увеличении срока их эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе формирования технологической полости в устойчивых породах продуктивных горизонтов, включающем бурение скважины на глубину формируемой полости, спуск обсадной колонны, спуск гидромониторного оборудования, размыв пород продуктивного горизонта с подъемом пульпы на поверхность и создание камеры, обсадную колонну опускают на всю глубину скважины, при этом размыв пород продуктивного горизонта ведут через прорези, образованные в обсадной колонне, а после создания камеры обсадную колонну поднимают или разрушают до уровня кровли камеры и ее выработанное пространство заполняют гранулированным материалом.

В данную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточные для достижения указанного технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

На фиг.1 изображена схема создания технологической полости, вертикальный разрез камеры, на фиг.2 - разрез А-А фиг 1.

Способ формирования технологической полости в устойчивых породах продуктивных горизонтов осуществляется следующим образом.

С поверхности к продуктивному горизонту 1, например водоносному, бурят скважину 2 глубиной, на которой будет формироваться днище 3 создаваемой камеры 4. В случае, если породы 5, покрывающие продуктивный горизонт 1, неустойчивы, бурение сопровождается спуском обсадной колонны 6 для поддержания ствола скважины 2. Бурение осуществляется средствами скважинной гидротехнологии (СГТ), возможно использование и иного бурового оборудования.

После проходки ствола скважины 2 на заданную глубину и установки обсадной колонны 6 производят гидромониторный размыв пород продуктивного горизонта 1 вокруг скважины 2 с выдачей образованной пульпы на поверхность с помощью пульповыдачного оборудования 7, например, гидроэлеватора или эрлифта. Размыв ведут через прорези 8 в обсадной колонне 6, а подъем пульпы через открытый ее торец. Прорези 8 в обсадной колонне 6 могут быть выполнены как до ее спуска в скважину 2, так и после установки в скважине 2. В последнем случае для образования прорезей 8 используется перфоратор.

Создание камеры 4 предпочтительно вести с размывом пород продуктивного горизонта 1 в направлении снизу вверх. В этом случае образующиеся негабаритные куски пород по мере подъема пульповыдачного оборудования 7 и обсадной колонны 6 будут магазинироваться на днище 3 камеры 4, заполнять выработанное пространство камеры 4 и могут использоваться в качестве гранулированного материала.

В случае прихвата обсадной колонны 6 замагазинированными негабаритными кусками породы и нарушения режима поступления пульпы к всасу пульповыдачного оборудования 7, нижнюю часть обсадной колонны 6 на участке А разрушают, например, с помощью ВВ и обеспечивают устойчивый режим поступления пульпы к всасу пульповыдачного оборудования 7.

Указанная последовательность позволяет сократить затраты на дробление негабаритных кусков пород и затраты на заполнение камеры гранулированным материалом.

После того, как камера 4 с заданными параметрами будет сформирована, обсадную колонну 6 извлекают из скважины 2 до уровня кровли камеры 4 и камеру 4 заполняют гранулированным материалом. При невозможности извлечения обсадной колонны 6 до указанного уровня, обсадную колонну 6 в пределах высоты камеры 4, не заполненной замагазинированными негабаритными кусками пород, разрушают любым известным методом, например, с помощью ВВ.

В качестве гранулированного материала может быть использован мелкий щебень, или крупнозернистый песок, или искусственные материалы, например, гранулы или полые шарики полистирола, или другие материалы, способные удерживать в устойчивом состоянии стенки образованной камеры 4 и пропускать текучие среды, например, воду, нефть, газ или продуктивные растворы, получаемые при подземном выщелачивании твердых полезных ископаемых.

Эксплуатация сформированной технологической полости может быть начата после заполнения камеры 4 гранулированным материалом и установки добычного оборудования.