CN113417641A

CN113417641A - 矿山立体开采工艺

Info

Publication number: CN113417641A
Application number: CN202110826753.8A
Authority: CN
Inventors: 成晔; 柴树年
Original assignee: Jiangsu Huaiyan Mining Co ltd
Current assignee: Jiangsu Huaiyan Mining Co ltd
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2021-09-21

Abstract

矿山立体开采工艺，矿山包括由上至下的上盐岩矿层、淡化层、下盐岩矿层、下矿源层，根据地质资料在无或上盐岩矿层的层厚较薄处，选取井组位置后分别钻井至下矿源层；开采完下矿源层的矿源后，于井组内封堵下盐岩矿层；在淡化层，钻连通井组的水平井；在淡化层内开采上盐岩矿层底的矿源。本发明的新井钻穿淡化层至下矿源层，避开了正在开采中的上岩盐矿层的岩盐井组和巨厚的上盐岩矿层；结合矿种，通过单井对流法或井组连通法结合油垫水溶法等开采工艺开采芒硝矿源，完毕后再封堵下岩盐矿层，利用井组于上岩盐矿层底钻水平井，开采上岩盐矿层的岩盐资料。其降低了钻井难度，提高了矿区内地下资源采出率，弥补现有井组采卤不足。

Description

矿山立体开采工艺

技术领域

本发明涉及一种矿山开采工艺，具体涉及一种矿山立体开采工艺。

背景技术

淮盐矿业矿区面积1.3776平方公里，近似正方形，井组按照走向布置，规划钻井15组井。淮盐矿业主要是钻井双井连通水溶法开采地下盐岩，采出卤水通过187长输卤管线，送至灌东、灌西滩晒公司和沿海化工公司。

2008年淮盐矿业成立以来，已在矿区内钻井12组岩盐井，部分井组采出卤水量≧320*10⁴m³/a，产量逐渐下降，浓度也有所下降，总采卤量已满足不了下游客户需要。淮盐矿业通过钻井资料和周边矿山企业开采地下资源资料，收集整理，发现淮盐矿业现开采的矿层下部还有盐岩、芒硝矿层。

洪泽凹陷盆地内硫酸钠矿床属于陆相碎屑岩型盐类矿床，湖泊化学沉积矿床亚类，矿体成层状、似层状和透镜状产出，它主要分布在第三系阜宁组四段下盐亚段中上部。矿体埋深在1800-2200m，单层厚度2-22m，品味50-90％，探明硫酸钠储量14.3×10⁸t。

无水芒硝矿床位于洪泽凹陷东部，赵集次凹陷中心部位，主采层为下盐亚段第八矿层，控制面积为0.38Km²，层厚为3.50-14.44m，硫酸钠的平均品位为84.48％，硫酸钠可利用储量为1143.36×10⁴t(按111b+122b计)，该层顶板埋深为1805.8-1848m；矿层的直接顶板为盐岩、泥质钙芒硝岩和小部份泥岩等，矿段内无断裂构造，构造简单，硝层产层单一、层厚较小，上部有巨厚盐岩矿层，开采难度大。走向北东，倾向南东，倾角5-10°左右；含矿段与上覆含水层有厚达1500米的隔水层，彼此间没有水力联系，矿层本身为不含水层。

若采用现有的开采技术，则存在：钻井成本高，钻井技术要求高；同时开采矿石深，注井压力高，生产方卤成本高等问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种矿山立体开采工艺。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

矿山立体开采工艺，矿山包括由上至下的上盐岩矿层、淡化层、下盐岩矿层、下矿源层，开采包括以下步骤：

S1、根据地质资料和地质勘探，在无或上盐岩矿层的层厚较薄处，选取井组位置；

S2、在井组位置处分别钻井至下矿源层；

S3、开采完下矿源层的矿源后，于井组内封堵下盐岩矿层；

S4、在淡化层内，钻连通井组的水平井；

S5、在淡化层内开采上盐岩矿层底的矿源。

上述井组位置至少包括2处井位。

上述钻井包括直井或斜井。

上述钻井的方法包括丛式无溶腔水平钻井。

上述下矿源层的开采方法，包括单井对流法、井组连通法。

上述下矿源层的开采工艺，包括油垫水溶法、热水注溶建槽法。

上述下矿源层包括芒硝矿层。

进一步的，上述芒硝矿层的注油量按采1×10⁴m³硝卤注油2t。

上述的矿山立体开采工艺，适用于正在开采的矿区，步骤S4中钻水平井，避开正在开采中的上盐岩矿层。

本发明的有益之处在于：

本发明的矿山立体开采工艺，通过结合实地地质，避开正在开采中的上岩盐矿层的岩盐井组，新井钻穿淡化层至下矿源层；结合下矿源层内的矿种，通过单井对流法或井组连通法结合油垫水溶法等开采工艺开采芒硝矿源，开采完毕后将下岩盐矿层封堵，再利用井组于上岩盐矿层底钻水平井，开采上岩盐矿层的岩盐资料。

本发明的矿山立体开采工艺，避开了巨厚的上盐岩矿层，降低了钻井难度，在已开采的盐岩矿层下，通过技术手段，将下部的盐岩矿山开采出来，提高了矿区内地下资源采出率，提高了地下盐岩资源的开采率，弥补现有井组采卤不足，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为淮盐矿业的现有的井位图。

图2为芒硝矿层的钻井结构示意图。

图3为水平井的钻井结构示意图。

附图中标记的含义如下：1、桥塞，2、斜向器，3、射孔，4、水平井，5、直井，6、斜井；

A、上岩盐矿层，B、淡化层，C、下岩盐矿层，D、芒硝矿层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

矿山立体开采工艺，矿山包括由上至下的上盐岩矿层A、淡化层B、下盐岩矿层C、下矿源层，开采包括以下步骤：

S1、根据地质资料和地质勘探，在无或上盐岩矿层的层厚较薄处，选取井组位置，包括至少2处井位；若勘探矿区为正在开采的矿区，则新井位的选取优选避开正在开采中的矿区(上盐岩矿层)的既有井位及井位之间。

S2、在井组位置处，根据地势、地质以直井5或斜井6的方式分别钻井，透过淡化层和下盐岩矿层至下矿源层；钻井的方法包括丛式无溶腔水平钻井；

S3、以单井对流法或井组连通法，结合工艺油垫水溶法或热水注溶建槽法等采矿工艺开采下矿源层的矿源后，于井组内封堵下盐岩矿层；

S4、在淡化层内，钻连通井组的水平井4；

S5、在淡化层内开采上盐岩矿层底的矿源。

实施例

淮盐矿业通过地质资料和地质勘探，由地质设计院设计井组位置，于江苏油田钻井处采取丛式无溶腔水平钻井技术，避开正在开采中的上岩盐矿层1的岩盐井组(H20、H16)，钻穿淡化层，钻进下岩盐矿层下的第Ⅷ矿层芒硝矿层D(下矿源层)，新的井组为直井5(H7)和斜井6(H8)。

开采的地下主要资源有岩盐和芒硝两种矿种，依据岩盐、芒硝易溶与水原理，因此采用井组连通法，地下岩盐、芒硝通过钻井连通，将高压水注到井下溶解岩盐或芒硝、合格卤水通过井底余压，将卤水通过另一口井举出地面，进入卤罐。

在芒硝矿床钻井水溶法开采中，淮安地区的水溶法开采芒硝，主要受三类直接顶板：易溶的盐岩、易软化膨胀的钙芒硝岩和泥岩，不稳定隔水顶板影响。因此结合油垫水溶法开采工艺开采芒硝矿。油的比重比水轻，将油注入井下后，可以迅速与水分离，在溶腔中建立起油垫隔离层，从而达到控制上溶，扩展侧溶，防止顶板过早暴露的目的。

注油方法：

1、水、油同时通过注水泵注入井下(前期注油采用此方法)；

2、单独注油泵将柴油注入生产管线，油和水一起注入井内；

3、注油设备到硝井现场，针对性对需要注油的硝井进行注油，这样能更好控制。

在实际正常采硝注油工程中，基本按照采1×10⁴m³硝卤注油2t。

油垫水溶法开采过程中，根据溶腔中溶解作用的不同，可将溶腔分为上、下两个部分。即上部的卤水活动区(油垫层控制区和卤水形成区)，下部的卤水保存区(饱和卤水和水不溶物残渣)。

芒硝岩盐开采结束后，井组技改，将两井的淡化层的顶板打桥塞1封堵下岩盐矿层，直井5(H7)在上岩盐矿层的ⅱ矿层或ⅲ矿层钻射孔3，斜井6(H8)在上岩盐矿层斜向器2上部开窗侧钻，与直井5对接连通成水平井4。

再以井组连通法的方式，注水开采上岩盐矿层的岩盐资料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.矿山立体开采工艺，矿山包括由上至下的上盐岩矿层、淡化层、下盐岩矿层、下矿源层，其特征在于，开采包括以下步骤：

S2、在井组位置处分别钻井至下矿源层；

S3、开采完下矿源层的矿源后，于井组内封堵下盐岩矿层；

S4、在淡化层内，钻连通井组的水平井；

S5、在淡化层内开采上盐岩矿层底的矿源。

2.根据权利要求1所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述井组位置至少包括2处井位。

3.根据权利要求1所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述钻井包括直井或斜井。

4.根据权利要求1所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述钻井的方法包括丛式无溶腔水平钻井。

5.根据权利要求1所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述下矿源层的开采方法，包括单井对流法、井组连通法。

6.根据权利要求1所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述下矿源层的开采工艺，包括油垫水溶法、热水注溶建槽法。

7.根据权利要求1所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述下矿源层包括芒硝矿层。

8.根据权利要求7所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，所述芒硝矿层的注油量按采1×10⁴m³硝卤注油2t。

9.根据权利要求1-8任一所述的矿山立体开采工艺，其特征在于，适用于正在开采的矿区，所述步骤S4中钻水平井，避开正在开采中的上盐岩矿层。