CN112647907B - 一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法 - Google Patents
一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112647907B CN112647907B CN202011523666.7A CN202011523666A CN112647907B CN 112647907 B CN112647907 B CN 112647907B CN 202011523666 A CN202011523666 A CN 202011523666A CN 112647907 B CN112647907 B CN 112647907B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brine
- gas injection
- pipe
- well
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012267 brine Substances 0.000 title claims abstract description 244
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 244
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title abstract description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 188
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 188
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 65
- 241001131796 Botaurus stellaris Species 0.000 claims description 26
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 55
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 28
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 12
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/166—Injecting a gaseous medium; Injecting a gaseous medium and a liquid medium
- E21B43/168—Injecting a gaseous medium
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/16—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using gaseous fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/04—Gravelling of wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/08—Screens or liners
- E21B43/086—Screens with preformed openings, e.g. slotted liners
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本发明涉及地下卤水开采技术领域。本发明提供了一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法。所述采矿方法运用于空气驱动采卤系统，所述系统包括输卤渠(1)、连接至输卤渠(1)的多个平行输卤管(2)、每条输卤管(2)连接多个采卤井(3)、均布在采卤区的多个注气孔(4)、将多个注气孔(4)串联的多个输气管(5)和空压机组(6)。本发明对于低孔隙度、低给水度、低渗透率的细碎屑含水层卤水矿开采，能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。
Description
技术领域
本申请涉及一种卤水矿的采矿方法，具体地说，涉及一种低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，利用采卤井和注气孔相结合的深层卤水矿的采矿方法。
背景技术
我国是全球最大的钾肥消费国，钾盐是我国七种大宗紧缺矿产之一，已成为保障国家粮食安全的重要战略资源。中国KCl地质储量约9.9亿吨，并以液体卤水矿为主，钾盐的生产，主要通过采集盐湖地下卤水生产钾肥，随着盐湖开发年限的延续、开发强度的增加、和生产量的加大，目前绝大部分盐湖地表盐岩层卤水开采量严重不足，盐湖表层盐岩层卤水已不能维持正常的生产，使盐湖资源的服务年限在不断缩短，我国盐湖资源开采年限不足30年。
我国的钾盐资源量仅占全球已探明储量的2%，但生产量占到了全球产量的15%，我国钾肥消费量占到了全球消费量的25%；而且，我国钾盐资源量的97%为青海和新疆的卤水型盐湖矿床资源，通过近几十年的高强度开采，一部分盐湖已经无卤水可采，绝大部分盐湖盐岩层地表潜卤水矿已经枯竭，特别是柴达木盆地盐湖早已在开采盐岩层下部的地下卤水，除了少数盐湖通过补水和固液转化暂时缓解了采卤的困境，绝大部分盐湖采卤量已无法满足生产需求。柴达木盆地盐湖区在表层盐岩层以下赋存有大量深层卤水，深层卤水由于受地层埋深大、形成时间比较早、低孔隙度等条件的限制，其储卤层主要为一些含盐细砂层、粉砂层为主的松散沉积和低孔隙率的岩盐层，渗透率低、给水度小，采卤工程施工难度大、卤渠开挖成本高，但采卤量仍无法满足生产需求，随着时间的推移，矛盾将会更加突出，所以寻求简单快速、高效的科学采卤技术迫在眉睫。
发明内容
常用的渠采方法已不能满足深部卤水层的开采，虽然井采能够解决大部分深部卤水层的开采，但对于低孔隙度、低给水度、低孔隙率的细碎屑含水层的深部孔隙卤水来说，采卤成本高，采矿效率低，难以实现规模化、工程化、可持续性采卤。本发明涉及地下卤水开采技术领域，提供了一种低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，将采用集卤井和注气孔相结合来开采深层卤水矿的系统和方法。
本发明是一种针对低孔隙度、低给水度、低渗透率的卤水矿，采用采卤井与空气驱动相结合的一种采卤系统和采卤方法。由于盐湖沉积的分层性，表层盐岩含有大量孔隙，并非封闭体，如果简单的采用从表层注气，则压缩空气很容易流失，并不能起到驱动的效果。本发明基于含水层注水，通过对含水介质所赋存的地层注入压缩空气，并基于含水层顶部分布有隔水层沉积的盐湖地区，即空气注入的空间为封闭体系，因此须有一定的空间条件限制。
本发明提供了一种采卤井与空气驱动相结合的采卤系统，包括输卤渠（1）、连接至输卤渠（1）的多个平行输卤管（2）、每条输卤管（2）连接多个采卤井（3）、均布在采卤区的多个注气孔（4）、将多个注气孔（4）串联的多个输气管（5）和空压机组（6）；该空气驱动采卤系统贯穿采卤区的上隔水层（7）、细碎屑含水层（8）和下隔水层（9），其特征在于，所述采卤井（3）为利用钻机形成的大口径（Φ≥500mm）深井，其底部延伸至下隔水层（9），采卤井（3）在上隔水层（7）段设置有井口管（31），井口管（31）为普通钢管，无筛眼，并用镁基胶凝材料（10）与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层。
可选的，所述采卤井（3）的施工工艺为：
步骤3.1），利用大口径钻机钻探形成的大口径深井，其底部延伸至所述下隔水层（9）至3~5m，然后下井管，井管分为三部分，上部为井口管（31），中部为滤水管（32），下部为沉淀管（33）；
所述采卤井（3）在所述细碎屑含水层（8）段设置有滤水管（32），滤水管（32）上设置有筛眼（35）用于卤水渗入采卤井（3），所述滤水管（32）的管径与井口管（31）的管径一致，在所述滤水管（32）外填砾石至上隔水层（7）的底部，砾石粒径为2~7mm，砾石层厚度一般大于100mm；
所述采卤井（3）在下隔水层（9）段设置有沉淀管（33），沉淀管（33）为普通钢管，钢管上无筛眼，沉淀管的管径与滤水管和井口管管径大小一致，其长度一般为3~5m，底部设置成锥形；
所述采卤井（3）内设置有潜水泵（34），卤水通过所述潜水泵（34）和输卤管（2），将所述采卤井（3）的卤水输送至输卤渠（1）；
步骤3.2），在所述大口径深井的井管和井壁之间的孔隙填入砾石层（36），填至上隔水层（7）段时，用镁基胶凝材料（10）与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层；
步骤3.3）在所述采卤井（3）内放置潜水泵（34），并通过3~5次潜水泵（34）大降深抽水洗井，最终通过输卤管（2）将卤水输送至输卤渠（1）。
可选的，所述注气孔（4）的施工工艺为：
步骤2.1）用口径Φ≥150mm的钻头钻穿上隔水层（7），到达下部细碎屑含水层（8）顶部，然后放置口径Φ150mm的套管（41），并用镁基胶凝材料（10）通过外井壁注浆的方式固结所述套管（41）；
步骤2.2）在所述套管（41）内用Φ≤130mm的钻头钻穿细碎屑含水层（8），在孔内放置Φ100mm的注气管（42）；
注气管（42）下段1/5~1/3段设置出气孔（44），然后缠丝网（45）形成注气筛管（43）；
步骤2.3）将注气管（42）和套管（41）固定、焊接，并封闭套管（41）与注气管（42）间的孔隙，并在注气管（42）焊接注气接口，并通过输气管（5）与空压机组（6）连接；
步骤2.4）通过空压机向注气孔（4）内注入压缩空气的方法对所述注气孔（4）进行清洗，清除井壁泥浆，打开注气通道，然后进行注气。
可选的，所述注气孔（4）下部延伸至下隔水层（9）的顶部，上隔水层（7）段设置有套管（41），所述套管（41）内设置有注气管（42），所述注气管（42）下端设置有出气孔（44），并缠丝网（45）形成注气筛管（43）；
所述注气孔（4）通过输气管（5）与空压机组（6）相连；
在采卤过程中向所述注气孔（4）通过与空压机组（6）连接的输气管（5），向注气孔（4）注入压缩空气，压缩空气驱动卤水流向采卤井（3），实现细碎屑含水层（8）卤水的开采。
可选的，步骤2.3）还包括：
通过输气管（5）将一纵列多个注气管（42）相连接；
每一列多个注气孔（4）都以此类推，再连接成排多个注气孔（4），向成排多个注气孔（4）同时注气时，形成压缩空气的阻隔墙，将碎屑含水层（8）的卤水向采卤井驱动挤压，以便对细碎屑含水层（8）中的卤水进行驱动开采。
所述采卤井（3）内设置有潜水泵（34），卤水通过所述潜水泵（34），通过输卤管（2）可将所述采卤井（3）的卤水输送至输卤渠（1）。
本发明还提供了一种基于如上述采卤井与空气驱动相结合的任一采卤系统的采卤方法，步骤如下：
步骤一）：通过启动空压机组（6），将压缩空气通过输气管（5）输送至注气孔（4）；
步骤二）：压缩空气通过注气孔（4）的注气管（42）将所述压缩空气注入细碎屑含水层（9）的孔隙中；
步骤三）：通过空气驱动孔隙卤水向采卤井（3）流动；
步骤四）：通过所述筛管（32）进入所述采卤井（3）；
步骤五）：采卤井（3）通过潜水泵（34）将卤水排出输卤管；
步骤六）：卤水通过输卤管（2）输送到输卤渠（1）。
可选的，步骤二）中的注气过程中，其它尚未连接的注气井的将注气孔4打开，使空气形成流通的通道；
然后启动空压机，首先进行注气驱动试验，以先单井，后多井的注气次序进行。
可选的，步骤二）中的注气顺序及原则为：注气过程中遵循由近向远、先单孔后多孔、先小气量后大气量、先低压后高压的原则；
可选的，步骤二）中的注气量及注气压力为：注气压力≤0.8Mpa，根据出水量情况，依次开展多个注气孔4驱动开采，再逐渐加大注气量，最后实施多个注气孔4的加大注气量的注气驱动开采。
可选的，步骤二）中每口注气井注气量Qg≥1m3/min，具有比较好的效果，通过多台空压机组6相互连接，依据所需注气量，合理分配各个注气孔4的注气量大小，实现卤水的高效驱动开采。
本发明对于低孔隙度、低给水度、低渗透率的细碎屑含水层卤水矿开采，能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，采用采卤井与空气驱动相结合的一种采卤系统的卤水矿驱动试验工程化开采工程布置平面图；
图2 为本发明采卤系统的采卤井的剖面结构示意图；
图3为本发明采卤系统的注气孔的剖面结构示意图；
图4 为本发明采卤井和注气孔相间的采卤系统的剖面结构示意图；
图5 为本发明采卤系统中成排注气孔剖面结构示意图。
附图标记表示为：
1-输卤渠，2-输卤管，3-采卤井，31-井口管、32-滤水管、33-沉淀管，34-潜水泵，35-筛眼，36-砾石层，4-注气孔，41-套管、42-注气管，43-注气筛管，44-出气孔，45-丝网，5-输气管，6-空压机组，7-上隔水层，8-细碎屑含水层，9-下隔水层，10-镁水泥胶凝材料。
具体实施方式
为了让本领域技术人员对本次发明的技术特征、目的和效果有更加清晰的理解，以下对照附图详细说明本发明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的过程、方法不必限于清楚地列出的那些步骤，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法固有的其它步骤。
本申请适用于低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，对深层卤水矿进行驱动采矿。如图1为本申请提供的，采用采卤井与空气驱动相结合的一种采卤系统的试验工程化开采工程布置平面图。
如图1所示，本发明在采卤区块内，提供了一种采卤井3与空气驱动相结合的采卤系统，包括连接多个平行输卤管2出口的输卤渠1，每条输卤管2连接多个采卤井3，以便将同纵列的多个采卤井3中采集的卤水集中在一起，最终将采卤井3中的卤水通过输卤管2输送至输卤渠1中。均布在采卤区的多个注气孔4、通过与注气孔4串联的多个输气管5与空压机组6相连接。
该空气驱动采卤系统贯穿采卤区的上隔水层7、细碎屑含水层8和下隔水层9。
更具体的，多个均匀分布的采卤井3从横向和纵向方向分别设置相互间距为，例如400m（m：米，下同）。在这些多个均匀分布的采卤井3中间，从横向和纵向的方向以，例如每200m，的间距设置多个注气孔4。
将多个注气孔4通过输气管5与空压机组6相连。设置多条定向输卤管2，将多个采卤井3以纵列方向串联在一起。因此，本发明的采卤区块内有多条纵向的输卤管2，输卤管2相互间距为，例如400m。输卤管2的出口为输卤渠1，以便将同纵列的多个采卤井3中采集的卤水集中在一起，最终将采卤井3中的卤水通过输卤管2输送至输卤渠1中。
所述压气装置由空压机组6、注气孔4、输气管5组成，在采卤区块内设置有多个注气孔4，所述空压机组通过输气管5将高压气体输送至所述多个注气孔4中，通过注气孔4将高压气体压入细碎屑含水层8中，使细碎屑含水层8中的卤水被空气挤压并充填孔隙，并将细碎屑含水层8中的卤水集中到采卤井3中，最终将采卤井3中的通过输卤管2将卤水输送至输卤渠1中。
其中，所述采卤井3为利用钻机形成的大口径（Φ≥500mm）深井，其底部延伸至下隔水层9，采卤井3在上隔水层7段设置有井口管31，井口管31为普通钢管，无筛眼，并用镁基胶凝材料10与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层。
图2 为本发明的采卤井剖面结构示意图。
如图2所示，采卤井3的施工工艺为：
步骤3.1）利用大口径钻机钻探形成的大口径（Φ≥500mm）深井，其底部延伸至下隔水层9至5m，然后下井管，井管分为三部分，上部为井口管31，中部为滤水管32，下部为沉淀管33；
所述采卤井3在细碎屑含水层8段设置有滤水管32，滤水管32上设置有筛眼35，用于卤水渗入采卤井3，滤水管32的管径与井口管31的管径一致，在滤水管32外填砾石至上隔水层7的底部，砾石粒径为2~7mm，砾石层厚度一般大于100mm；
所述的采卤井3在下隔水层9段设置有沉淀管33，沉淀管33为普通钢管，钢管上无筛眼，沉淀管33管径与滤水管32和井口管31管径大小一致，其长度一般为3~5m，底部设置成锥形；
所述的采卤井3内设置有潜水泵34，卤水通过所述潜水泵34，和输卤管2，将所述采卤井3的卤水输送至输卤渠1。
步骤3.2）在井管和井壁之间的孔隙填入砾石层36，填至上隔水层7段时，用镁基胶凝材料10与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层；
步骤3.3）在采卤井3内放置潜水泵34，并通过3~5次潜水泵34大降深抽水洗井，最终通过输卤管2将卤水输送至输卤渠1。
图3示出了本发明的注气孔4的剖面结构示意图。
如图3所示，注气孔4的施工工艺为：
步骤2.1）用口径Φ≥150mm的钻头钻穿上隔水层7，然后放置口径Φ150mm的套管41，并用镁基胶凝材料10通过外井壁注浆的方式固结所述套管41；
步骤2.2）在所述套管41内用Φ≤130mm的钻头钻穿细碎屑含水层8，在孔内放置Φ100mm的注气管42；
注气管42下段1/5~1/3段设置出气孔44，然后缠丝网45形成注气筛管43；
步骤2.3）将注气管42和套管41固定、焊接，并封闭套管41与注气管42间的孔隙，并在注气管42焊接注气接口，并通过输气管5与空压机组6连接；
步骤2.4）通过空压机向注气孔4内注入压缩空气的方法进行注气孔4清洗，清除井壁泥浆，打开注气通道，然后进行注气。
所述注气孔4下部延伸至下隔水层9的顶部，上隔水层7段设置有套管41，所述套管41内设置有注气管42，所述注气管42下端设置有出气孔44，并缠丝网45形成注气筛管43；
所述注气孔4通过输气管5与空压机组6相连；
在采卤过程中向所述注气孔4通过与连接的输气管5，向注气孔4利用空压机组6注入压缩空气，压缩空气驱动卤水流向采卤井3，实现细碎屑含水层8卤水的开采。
可选的，所述采卤井3为利用大口径钻机钻探形成的大口径（Φ≥500mm）深井，其底部延伸至下隔水层9至少3~5m以上；
可选的，所述采卤井3在上隔水层7段设置有井口管31，井口管为普通钢管，无筛眼，并用镁基胶凝材料10与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层。
可选的，所述的采卤井3在细碎屑含水层8段设置有滤水管32，滤水管上设置有筛眼35，用于卤水渗入采卤井，滤水管32口径与井口管31管径一致，在滤水管32外填砾石至上隔水层7的底部，砾石粒径为2~7mm，砾石层厚度一般大于100mm。
可选的，所述的采卤井3在下隔水层9段设置有沉淀管33，沉淀管33为普通钢管，钢管上无筛眼，沉淀管口径33与滤水管32和井口管31管径大小一致，其长度一般为3~5m，底部设置成锥形。
可选的，所述的采卤井3内设置有潜水泵34，卤水通过所述潜水泵34，通过输卤管2将所述采卤井3的卤水输送至输卤渠1。
可选的，所述注气孔4是利用钻机施工形成的钻孔，其首先用口径Φ≥150mm的钻头钻穿上隔水层7，然后放置口径Φ150mm的套管41；再在套管内用Φ≤130mm的钻头钻穿细碎屑含水层8，在孔内放置Φ100mm的注气管42。
可选的，所述的注气管42下段1/5~1/3段设置出气孔44，然后缠丝网45形成注气筛管43。
可选的，所述注气管42和套管41固定连接，并将注气管52与套管41之间的孔除进行封闭，同时在注气管42设置接口，并通过输气管5与空压机组6连接。
图4 为本申请的采卤井3与注气孔4相间的剖面结构示意图。
同时参照图1，施工时，以适当间距（如，排距为200m，孔距200m）均匀设置在采卤井3外围的多个注气孔4。由于采卤井1的间距（如，排距为400m，孔距400m）是注气孔4的间距2倍，因此会形成一定间距（如，200m）的成排注气孔4，如图3，成排注气孔4注气时，将促使细碎屑含水层8中的卤水向成排注气孔4两侧移动，最终使卤水流向采卤井3。如此，可提高空气驱动效率，提高地层给水度，如图1所示。
图5 为本申请的成排的注气孔4剖面结构示意图。
具体的说，如图5所示，所述注气孔4的施工工艺为：
利用口径Ф≥150mm钻头穿过上隔水层5到达下部的细碎屑含水层8顶部，然后下入Ф150的套管41，并用镁基胶凝材料10固管，然后在套管41内用Ф≤130mm钻进至细碎屑含水层8的底部；
然后，下口径Ф100mm注气管42，在注气管42的下段，打出气孔44形成注气筛管43，用滤网将其包裹，再对注气管42进行固定；
然后，通过输气管5将一纵列多个注气管42相连接。每一列的多个注气孔4都以此类推，形成成排多个注气孔4，在向成排多个注气孔4，注入压缩空气时，就会形成空气阻隔墙，并将细碎屑含水层8的卤水向采卤井驱动挤压，以便对细碎屑含水层8中的卤水进行驱动开采。
可选的， 所述采卤井3内设置有潜水泵34，卤水通过所述潜水泵34，通过输卤管2可将所述采卤井3的卤水输送至输卤渠1。
本发明还提供了一种针对低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿，基于上述采卤井4与空气驱动相结合的采卤系统的采卤方法，其步骤如下：
步骤一）：通过启动空压机组6，将压缩空气通过输气管5输送至注气孔4；
步骤二）：压缩空气通过注气孔4的注气管42将所述压缩空气注入细碎屑含水层9的孔隙中。
可选的，注气压力≤0.8Mpa，根据地质资料统计，平均每个孔含水层厚度约为20m，那么每米注气量Qgm≥0.05m3/min。
进一步地，步骤二）中的注气过程中，其它尚未连接的注气井的将注气孔4打开，使空气形成流通的通道；然后启动空压机，首先进行注气驱动试验，以先单井，后多井的注气次序进行。
进一步地，步骤二）中的注气顺序及原则为：注气过程中遵循由近向远、先单孔后多孔、先小气量后大气量、先低压后高压的原则。
进一步地，步骤二）中的注气量及注气压力为：注气压力≤0.8Mpa，根据出水量情况，依次开展多个注气孔4驱动开采，再逐渐加大注气量，最后实施多个注气孔4的加大注气量的注气驱动开采。
进一步地，步骤二）中每口注气井注气量Qg≥1m3/min，具有比较好的效果，通过多台空压机组6相互连接，依据所需注气量，合理分配各个注气孔4的注气量大小，实现卤水的高效驱动开采。
步骤三）：通过空气驱动孔隙卤水向采卤井3流动；
步骤四）：通过所述筛管32进入所述采卤井3；
步骤五）：采卤井3通过潜水泵34将卤水排出输卤管；
步骤六）：卤水通过输卤管2输送到输卤渠1。
本发明对于低孔隙度、低给水度、低渗透率的细碎屑含水层卤水的开采，能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种采卤井与空气驱动相结合的采卤系统，包括：
输卤渠（1）、连接至输卤渠（1）的多个平行输卤管（2）、每条输卤管（2）连接多个采卤井（3）、均布在采卤区的多个注气孔（4）、将多个注气孔（4）串联的多个输气管（5）和空压机组（6）；该空气驱动采卤系统贯穿采卤区的上隔水层（7）、细碎屑含水层（8）和下隔水层（9），其特征在于，所述采卤井（3）的施工工艺为：
步骤3.1），利用大口径钻机钻探形成的大口径深井，其底部延伸至所述下隔水层（9）至3~5m，然后下井管，井管分为三部分，上部为井口管（31），中部为滤水管（32），下部为沉淀管（33）；
所述采卤井（3）在所述细碎屑含水层（8）段设置有滤水管（32），滤水管（32）上设置有筛眼（35）用于卤水渗入采卤井（3），所述滤水管（32）的管径与井口管（31）的管径一致，在所述滤水管（32）外填砾石至上隔水层（7）的底部，砾石粒径为2~7mm，砾石层厚度大于100mm；
所述采卤井（3）在下隔水层（9）段设置有沉淀管（33），沉淀管（33）为普通钢管，钢管上无筛眼，沉淀管的管径与滤水管和井口管管径大小一致，其长度为3~5m，底部设置成锥形；
所述采卤井（3）内设置有潜水泵（34），卤水通过所述潜水泵（34）和输卤管（2），将所述采卤井（3）的卤水输送至输卤渠（1）；
步骤3.2），在所述大口径深井的井管和井壁之间的孔隙填入砾石层（36）；
步骤3.3）在所述采卤井（3）内放置潜水泵（34），并通过3~5次潜水泵（34）大降深抽水洗井，最终通过输卤管（2）将卤水输送至输卤渠（1）。
2.如权利要求1所述的一种采卤井与空气驱动相结合的采卤系统，其特征在于，所述注气孔（4）的施工工艺为：
步骤2.1）用口径Φ≥150mm的钻头钻穿上隔水层（7），到达下部细碎屑含水层（8）顶部，然后放置口径Φ150mm的套管（41），并用镁基胶凝材料（10）通过外井壁注浆的方式固结所述套管（41）；
步骤2.2）在所述套管（41）内用Φ≤130mm的钻头钻穿细碎屑含水层（8），在孔内放置Φ100mm的注气管（42）；
注气管（42）下段1/5~1/3段设置出气孔（44），然后缠丝网（45）形成注气筛管（43）；
步骤2.3）将注气管（42）和套管（41）固定、焊接，并封闭套管（41）与注气管（42）间的孔隙，并在注气管（42）焊接注气接口，并通过输气管（5）与空压机组（6）连接；
步骤2.4）通过空压机向注气孔（4）内注入压缩空气的方法对所述注气孔（4）进行清洗，清除井壁泥浆，打开注气通道，然后进行注气。
3.如权利要求2所述的一种采卤井与空气驱动相结合的采卤系统，其特征在于，
所述注气孔（4）下部延伸至下隔水层（9）的顶部，上隔水层（7）段设置有套管（41），所述套管（41）内设置有注气管（42），所述注气管（42）下端设置有出气孔（44），并缠丝网（45）形成注气筛管（43）；
所述注气孔（4）通过输气管（5）与空压机组（6）相连；
在采卤过程中向所述注气孔（4）通过与空压机组（6）连接的输气管（5），向注气孔（4）注入压缩空气，压缩空气驱动卤水流向采卤井（3），实现细碎屑含水层（8）卤水的开采。
4.如权利要求2所述的一种采卤井与空气驱动相结合的采卤系统，其特征在于，步骤2.3）还包括：
通过输气管（5）将一纵列多个注气管（42）相连接；
每一列多个注气孔（4）都以此类推，连接成排多个注气孔（4），向成排多个注气孔（4）同时注气时，形成压缩空气的阻隔墙，将细碎屑含水层（8）的卤水向采卤井驱动挤压，以便对细碎屑含水层（8）中的卤水进行驱动开采；
所述采卤井（3）内设置有潜水泵（34），卤水通过所述潜水泵（34），通过输卤管（2）可将所述采卤井（3）的卤水输送至输卤渠（1）。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述采卤井与空气驱动相结合的采卤系统的采卤方法，步骤如下：
步骤一）：通过启动空压机组（6），将压缩空气通过输气管（5）输送至注气孔（4）；
步骤二）：压缩空气通过注气孔（4）的注气管（42）将所述压缩空气注入细碎屑含水层（8）的孔隙中；
步骤三）：通过空气驱动孔隙卤水向采卤井（3）流动；
步骤四）：通过注气筛管（43）进入所述采卤井（3）；
步骤五）：采卤井（3）通过潜水泵（34）将卤水排出输卤管；
步骤六）：卤水通过输卤管（2）输送到输卤渠（1）。
6.如上述权利要求5所述采卤方法，其特征在于，其中：
步骤二）中的注气过程中，其它尚未连接的注气井的将注气孔打开，使空气形成流通的通道；
然后启动空压机，首先进行注气驱动试验，以先单井，后多井的注气次序进行。
7.如上述权利要求5所述采卤方法，其特征在于，其中：
步骤二）中的注气顺序及原则为：注气过程中遵循由近向远、先单孔后多孔、先小气量后大气量、先低压后高压的原则。
8.如上述权利要求5所述采卤方法，其特征在于，其中：
步骤二）中的注气量及注气压力为：注气压力≤0.8Mpa，根据出水量情况，依次开展多个所述注气孔（4）驱动开采，再逐渐加大注气量，最后实施多个所述注气孔（4）的加大注气量的注气驱动开采。
9.如上述权利要求5所述采卤方法，其特征在于，其中：
步骤二）中每口注气井注气量Qg≥1m3/min，具有比较好的效果，通过多台空压机组（6）相互连接，依据所需注气量，合理分配各个注气孔（4）的注气量大小，实现卤水的高效驱动开采。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011523666.7A CN112647907B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011523666.7A CN112647907B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112647907A CN112647907A (zh) | 2021-04-13 |
| CN112647907B true CN112647907B (zh) | 2022-09-16 |
Family
ID=75358734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011523666.7A Active CN112647907B (zh) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112647907B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113216907A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-06 | 五矿盐湖有限公司 | 一种适用于粉细砂胶质复杂地质结构的成井工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103373736A (zh) * | 2012-04-18 | 2013-10-30 | 茫崖兴元钾肥有限责任公司 | 一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的系统 |
| US8915301B1 (en) * | 2011-04-26 | 2014-12-23 | Mansour S. Bader | Treatment of saline streams |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102659139B (zh) * | 2012-04-18 | 2013-11-20 | 茫崖兴元钾肥有限责任公司 | 一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的方法 |
| CN104314569B (zh) * | 2014-06-18 | 2016-04-13 | 冷湖滨地钾肥有限责任公司 | 一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法 |
| CN105888642A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-08-24 | 重庆大学 | 一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法 |
| CN207659107U (zh) * | 2017-12-07 | 2018-07-27 | 魏万仁 | 一种管箱漂浮式浓缩结晶晒盐池 |
| CN111852565B (zh) * | 2019-04-28 | 2022-06-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 对井老腔盐腔底部及连通段堆积残渣中卤水排出方法 |
| CN111041201A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 一种盐湖卤水中提锂的新方法 |
| CN111287703B (zh) * | 2020-04-01 | 2023-07-07 | 青海凹口凸钾镁盐技术有限公司 | 封闭式地下卤水开采系统及其施工方法 |
| CN111287704B (zh) * | 2020-04-01 | 2023-07-14 | 青海凹口凸钾镁盐技术有限公司 | 半封闭式地下卤水开采系统及其施工方法 |
| CN112095646A (zh) * | 2020-08-29 | 2020-12-18 | 山成栋 | 一种空气帷幕墙的施工方法 |
-
2020
- 2020-12-22 CN CN202011523666.7A patent/CN112647907B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8915301B1 (en) * | 2011-04-26 | 2014-12-23 | Mansour S. Bader | Treatment of saline streams |
| CN103373736A (zh) * | 2012-04-18 | 2013-10-30 | 茫崖兴元钾肥有限责任公司 | 一种提取盐湖矿区深层晶间卤水的系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112647907A (zh) | 2021-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107448176B (zh) | 一种海底浅层非成岩天然气水合物机械射流联合开采方法及装置 | |
| CN1313702C (zh) | 地面钻井抽采采动区、采空区卸压瓦斯方法 | |
| CN111287703B (zh) | 封闭式地下卤水开采系统及其施工方法 | |
| CN110671145A (zh) | 一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法 | |
| CN107905834A (zh) | 一种低渗高突煤层体系化瓦斯开采方法 | |
| CN106837257B (zh) | 一种海洋非成岩天然气水合物藏开采系统及其开采工艺 | |
| CN111287704B (zh) | 半封闭式地下卤水开采系统及其施工方法 | |
| CN104806217A (zh) | 煤层群井地联合分层压裂分组合层排采方法 | |
| CN104879159A (zh) | 一种松软煤层回采工作面增透抽采瓦斯的装置及其方法 | |
| CN107420127A (zh) | 一种废弃煤矿地面卸压钻孔瓦斯治理新工艺 | |
| CN112253070B (zh) | 厚煤层顶底部联动水平井分段造缝洗煤消突方法 | |
| CN114542164A (zh) | 一种深部煤层流态化煤与煤层气共采及co2储集一体化方法 | |
| CN110529089B (zh) | 一种裸眼水平井重复压裂方法 | |
| CN112647907B (zh) | 一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法 | |
| CN106591606A (zh) | 一种旋喷模块式稀土采矿方法 | |
| CN112127844B (zh) | 一种空气驱动采卤系统 | |
| CN205297636U (zh) | 钻孔内煤层的增透抽采系统 | |
| CN112112615A (zh) | 用于空气驱动采卤系统的采卤方法 | |
| CN104420875B (zh) | 循环溶解开采设备和方法 | |
| CN114542022B (zh) | 一种深海天然气水合物充填开采方法 | |
| CN112127831B (zh) | 一种盐湖采卤井的施工方法 | |
| CN103032059A (zh) | 一种定向水力压裂连通开采方法 | |
| CN113605874B (zh) | 一种碎软煤层顶底板双层水平井煤层气抽采的方法 | |
| CN214303785U (zh) | 半封闭式地下卤水开采系统 | |
| CN212202009U (zh) | 封闭式地下卤水开采系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |