EA013446B1 - Способ разработки пластов фосфоритовых залежей - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке фосфоритовых залежей, в том числе желвакового типа, и пластов малой мощности. Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности разработки пластов фосфоритовых залежей методом выщелачивания. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем вскрытие пласта фосфоритовой залежи как минимум двумя (закачной и добычной) скважинами, их обсадку коррозионностойкими колоннами труб, оборудование забойной части скважин фильтрами, а устье - фонтанной арматурой и насосно-компрессорными трубами, сбойку скважин, выбор типа и концентрации кислоты, обеспечивающих наиболее высокую селективность извлечения полезного компонента, закачку подобранного растворителя в закачную скважину, откачку из добычной скважины получаемого раствора, закачную скважину оборудуют дополнительно волновым излучателем, волновым отражателем и пакером, сбойку скважин осуществляют с помощью колтюбинговой установки и гибкой цельнотянутой трубы, по насосно-компрессорным трубам подают в продуктивный пласт подобранный растворитель с одновременным наложением упругих волн, для которых он служит волноводом, упругие волны ориентируют волновым отражателем и пакером в нужном направлении и, таким образом, наводят на межскважинном участке залежи расчетную проницаемость. Использование предлагаемого способа позволит повысить эффективность разработки фосфоритовых залежей методом выщелачивания за счет формирования дополнительной проницаемости продуктивного пласта. При образовании «геохимических барьеров» способ позволяет их разрушать и одновременно уменьшать вязкость рабочих растворов, интенсифицировать процесс растворения желваковых фосфоритов. С утечками рабочих растворов и водопритоками предлагаемый способ позволяет бороться путем создания кольматационных экранов с использованием энергии ударных волн и колтюбинга, а сбойка скважин с помощью гибкой трубы и направленного волнового воздействия делается процессом управляемым.

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке фосфоритовых залежей, в том числе желвакового типа и пластов малой мощности.

Известен способ добычи фосфоритов, основанный на использовании скважинной гидротехнологии, по которому фосфоритовую залежь вскрывают с помощью скважин, монтируют скважинное гидродобычное оборудование, производят гидравлическое разрушение горных пород продуктивного пласта, по скважине доставляют разрушенные породы в виде гидросмеси на поверхность земли [1].

Недостатком этого способа является его малая эффективность, особенно при разработке пластов малой мощности, а также невозможность его применения при наличии слабых пород в перекрывающей фосфоритовую залежь толще.

Известен способ подземного выщелачивания фосфатов, включающий вскрытие залежи закачными и добычными скважинами, их обсадку коррозионностойкими колоннами труб, оборудование забойной части скважин фильтрами, сбойку добычных и закачных скважин методом гидроразрыва, выбор типа и концентрации выщелачивающих растворов (кислот), закачку через закачные скважины выщелачивающих растворов и откачку (добычу) через добычные скважины растворов с полезным ископаемым [2 прототип].

Недостатком этого способа является его невысокая эффективность по следующим условиям: во-первых, применение концентрированных кислот для разложения необогащенного фосфатного сырья приводит к резкому ухудшению фильтрации выщелачивающих растворов за счет кольматации пор пласта углекислым газом и разложения карбонатов (при их наличии в продуктивном пласте), переотложения солей впереди фронта выщелачивания (образование так называемых «геохимических барьеров») и повышения вязкости раствора;

во-вторых, этот способ неприменим при низкой проницаемости продуктивных пластов;

в-третьих, эффективность этого способа резко снижается из-за затрат на борьбу с водопритоками при значительной обводненности продуктивной залежи или из-за утечек рабочих растворов (при наличии в разрезе поглощающих пропластков);

в-четвертых, гидроразрыв, применяемый в этом способе для сбойки закачных и добычных скважин процесс неуправляемый, при котором трещины в продуктивном пласте могут быть сформированы в самых нежелательных направлениях.

Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности разработки пластов фосфоритовых залежей методом выщелачивания.

Поставленная задача достигается тем, что в способе разработки пластов фосфоритовых залежей, включающем вскрытие фосфоритового пласта как минимум двумя (закачной и добычной) скважинами, их обсадку коррозионностойкими колоннами труб, оборудование забойной части скважин фильтрами, а устья - фонтанной арматурой, оборудование скважин насосно-компрессорными трубами, сбойку скважин, выбор типа и концентрации рабочей жидкости, обеспечивающей наиболее высокую селективность извлечения полезного компонента, закачку подобранной рабочей жидкости в пласт через закачную скважину, откачку полученного раствора через добычную скважину, закачную скважину дополнительно оборудуют волновым излучателем, волновым отражателем и пакером, сбойку скважин осуществляют с помощью колтюбинговой установки и гибкой цельнотянутой трубы, по насосно-компрессорным трубам подают в продуктивный пласт рабочую жидкость с одновременным наложением упругих волн, для которых рабочая жидкость служит волноводом, упругие волны ориентируют волновым отражателем и пакером преимущественно в направлении добычной скважины и таким образом наводят дополнительную проницаемость на межскважинном участке залежи.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пласт фосфоритовой залежи вскрывают как минимум двумя (закачной и добычной) скважинами, обсаживают их коррозионностойкими колоннами труб, забойную часть скважин оборудуют фильтрами, а устье - фонтанной арматурой. Кроме того, скважины оборудуют насосно-компрессорными трубами. Закачную скважину дополнительно оборудуют волновым излучателем, волновым отражателем и пакером, подбирают тип и концентрацию рабочей жидкости (например, серную, соляную или иную кислоту), обеспечивающие наиболее высокие скорость и селективность выщелачивания полезного компонента. Сбойку скважин осуществляют с помощью колтюбинговой установки и гибкой цельнотянутой трубы. По насосно-компрессорным трубам подают в продуктивный пласт подобранную рабочую жидкость с одновременным наложением упругих волн, для которых рабочая жидкость служит волноводом. Упругие волны ориентируют волновым отражателем и пакером преимущественно в направлении добычной скважины.

Воздействие упругих волн наводит на межскважинном участке залежи дополнительную проницаемость, необходимую для высокопроизводительной работы скважин, и одновременно разрушает геохимические барьеры, обеспечивая постоянное обновление поверхности контакта рабочей жидкости и полезного ископаемого. При этом возрастает скорость выщелачивания и коэффициент извлечения полезного компонента. Получаемый при взаимодействии фосфорита и рабочей жидкости раствор отбирают из добычной скважины для его переработки. Работу ведут таким образом, чтобы объем закачиваемой рабочей жидкости на 3-5% был ниже объема отбираемого раствора.

- 1 013446

Использование предлагаемого способа позволит повысить эффективность разработки фосфоритовых залежей методом выщелачивания за счет управляемой колтюбинговой сбойки скважин, формирования дополнительной проницаемости продуктивного пласта, уменьшения вязкости раствора и разрушения геохимических барьеров. В частности, способ позволяет интенсифицировать процесс растворения желваковых фосфоритов.

С утечками рабочих растворов и водопритоками предлагаемый способ позволяет бороться путем создания кольматационных экранов с использованием энергии ударных волн и колтюбинга, а сбойка скважин с помощью гибкой трубы и направленного волнового воздействия делается процессом управляемым.

Источники информации

1. Отчет по договору 4/99: «Разработать технологию и оборудование для скважинной гидродобычи (СГД) желваковых фосфоритов применительно к горно-геологическим условиям Лобковичского месторождения с целью получения сырья для производства фосфорных удобрений и кормовых фосфатов», Национальная Академия Наук Беларуси, Научно-исследовательское геологическое унитарное предприятие «Белгео», Минск, 2002 г., архив ОАО «Белгорхимпром», архивный номер 789.

2. Аренс В.Ж. Физико-химическая геотехнология. М.: Изд-во МГГУ, 2001, стр. 526-540 - прототип.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Способ разработки пластов фосфоритовых залежей, включающий вскрытие фосфоритового пласта как минимум одной закачной и одной добычной скважинами, их обсадку коррозионностойкими колоннами труб, оборудование забойной части скважин фильтрами, а устья - фонтанной арматурой, оборудование скважин насосно-компрессорными трубами, сбойку скважин, выбор типа и концентрации рабочей жидкости, обеспечивающей селективность извлечения полезного компонента, закачку подобранной рабочей жидкости в пласт через закачную скважину, откачку полученного раствора через добычную скважину, отличающийся тем, что закачную скважину дополнительно оборудуют волновым излучателем, волновым отражателем и пакером, сбойку скважин осуществляют с помощью колтюбинговой установки гибкой-цельнотянутой трубы, по насосно-компрессорным трубам подают в продуктивный пласт рабочую жидкость с одновременным наложением упругих волн, для которых рабочая жидкость служит волноводом, причем упругие волны ориентируют волновым отражателем и пакером преимущественно в направлении добычной скважины.

   4^8) Евразийская патентная организация, ЕАПВ

   Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2