CN101260801B - 含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺 - Google Patents
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Abstract
含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺，其包括以下步骤：(1)建井，提硫套管与注水管在开采层位安装一封隔器；(2)在固井后，对一个井组的井同时或依次爆破；(3)在井组的一口或二口井注入80～100℃的热水，在同组的其它井采出油和沥青；(4)采出沥青后，注入120～160℃的过热水，硫磺熔融后汇集井底并开采出地表。本发明采用井下爆破改造矿层的渗透性，并利用稠油沥青与自然硫的物理特性，实现了稠油沥青与硫的分采，不仅能实现开发含油低渗透自然硫矿床，而且能在同一口井中采出稠油沥青与硫磺，降低了生产成本，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种自然硫矿床开采工艺，尤其是涉及一种利用爆破改造含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔法分采工艺。
背景技术
硫磺是一种应用广泛的化工原料，但主要用于制造硫酸(占消费总量的85％)。硫酸消费增长是硫磺供应日趋紧张的直接动因。我国用于制造硫酸的硫磺主要来源于硫铁矿和进口，自然硫矿的开采在我国一直是一个空白。上世纪70年代末发现的山东泰安自然硫矿床，由于矿层致密，渗透率低，且含稠油沥青，采用常规的弗拉施(Frasch)法或流体动力法都难以成功开采，因而该矿床发现二十多年来一直未被开发利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有自然硫矿床开采技术的缺陷，提供一种适合含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺。
本发明之含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺包括以下步骤：
(1)建井，根据矿层的埋藏条件、工程地质水文地质条件和改造矿层渗透性的技术手段，确定合理的井距和井身结构，三井或多井一组(一般三井一组)，井距40～60米(随改造矿层渗透性技术手段的发展而增加)，呈等边三角形布置；井身结构宜为三管结构，所述三管为技术套管、注水管、提硫管，注水管与提硫管之间在开采层位安装一封隔器；
(2)改造矿层渗透性：固井后，将炸药药包(可以选用中国专利ZL02114226.2公开的黑-梯混合熔铸炸药，药量根据矿层覆存条件、组合开采厚度，参照其使用说明书确定)放至待开采的矿层进行爆破，一个井组的井下药包宜同时起爆(也可依次起爆，但爆破的效果欠佳)，爆破后，注水洗井并检查爆破效果，排水量达到或超过注水量的70％为合格；
(3)开采稠油沥青，下放注水管、提硫管和封隔器，并安装井口和地面设备设施；从一口或二口井注热水，温度逐步升至80～100℃，同组的其它井排水并开采稠油沥青；
(4)开采硫磺，待稠油沥青基本采毕后，将注水温度逐步升至120～160℃(优选130-150℃，更优选145℃)形成过热水，从一口或二口井注入，同组的其它井作为排水井，排水井的水温应该低于85℃(注水温度可根据排出水的温度进行调节，控制排水温度75-85℃，当排水温度低于75℃时，可适当提高注水温度；当排水温度高于85℃时，可适当降低注水温度)；首次注水10-15天后(根据形成的温度场确定具体时间)，关闭井口停止注水，待熔融后的硫磺汇集井底，然后从注水管注入过热水，从提硫管进行首次试采硫；以后每3-4天提硫一次，如此反复循环，待一口井采毕后，再开采同组的其它井的硫磺。
与公知的弗拉施(Frasch)法或流体动力法比较，本发明的主要贡献在于：采用井下爆破改造矿层的渗透性；利用稠油沥青与自然硫的物理特性，实现了稠油沥青与硫的分采，这样不仅能实现开发含油低渗透自然硫矿床，而且能在同一口井中采出稠油沥青与硫磺，降低了生产成本，提高了经济效益。将改造矿层的技术手段作为确定合理的井距、布井参数和井身结构的因素之一，也是对现有技术的一项贡献。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
(1)根据矿层的埋藏条件、工程地质水文地质条件及改造矿层的技术手段，确定三井一组，井距50米，呈等边三角形布置；井身结构为技术套管、注水管、提硫管三管结构，注水管与提硫管之间在开采层位安装一封隔器；
(2)固井后，将根据矿层覆存条件、组合开采厚度确定的黑-梯混合熔铸炸药药包数量放至待开采的矿层进行爆破，一个井组的井下药包同时起爆，爆破后，注水洗井并检查爆破效果，至排水量达到注水量的70％以上为合格；
(3)下放注水管、提硫管和封隔器，并安装井口和地面设备设施；从一口井注热水，温度逐步升至90℃，同组的其它井排水并开采稠油沥青；
(4)待稠油沥青基本采毕后，将注水温度逐步升至145℃形成过热水，从一口井注入，同组的其它井作为排水井，控制排水井的水温80℃；首次注水12天后，关闭井口停止注水，待熔融后的硫磺汇集井底，然后从注水管注入过热水，从提硫管进行首次试采硫；以后每3-4天提硫一次，如此反复循环，直到一口井采毕后，再开采同组的其它井的硫磺。
Claims (4)
1.一种含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)建井：根据矿层的埋藏条件、工程地质条件、水文地质条件和改造矿层渗透性的技术手段，确定井距和井身结构，三井或多井一组，井距40～60米，呈等边三角形布置；井身结构宜为三管结构，所述三管为技术套管、注水管、提硫管，注水管与提硫管之间在开采层位安装一封隔器；(2)改造矿层渗透性：固井后，将炸药药包放至待开采的矿层进行爆破，爆破后，注水洗井并检查爆破效果，排水量达到或超过注水量的70％为合格；(3)开采稠油沥青：下放注水管、提硫管和封隔器，并安装井口和地面设备设施；从一口或二口井注热水，温度逐步升至80～100℃，同组的其它井排水并开采稠油沥青；(4)开采硫磺：待稠油沥青基本采毕后，将注水温度升至120～160℃，形成过热水，从一口或二口井注入，同组的其它井作为排水井，控制排水井的水温≤85℃；首次注水10-15天后，关闭井口停止注水，待熔融后的硫磺汇集井底，然后从注水管注入过热水，从提硫管进行首次试采硫；以后每3-4天提硫一次，如此反复循环，待一口井采毕后，再开采同组的其它井的硫磺。
2.根据权利要求1所述的含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺，其特征在于，所述第(2)步，一个井组的井下药包同时起爆。
3.根据权利要求1或2所述的含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺，其特征在于，所述第(4)步，注水温度为130-150℃。
4.根据权利要求3所述的含油低渗透自然硫矿床的钻井热熔分采工艺，其特征在于，所述第(4)步，注水温度为145℃。
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