RU2042586C1

RU2042586C1 - Method for mining deposits of soluble rocks occurring under beds of less soluble rocks

Info

Publication number: RU2042586C1
Application number: RU92005141A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Поздняков; А.И. Игошин; В.А. Казарян; В.С. Ельский; В.И. Горифьянов; А.А. Салмин; В.И. Смирнов; С.А. Свидзинский; И.Н. Сидоров
Original assignee: Научно-технический центр по подземному хранению газонефтепродуктов и захоронению промышленных отходов
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method provides for forming chamber in rock producing bed through wells furnished with casing and and pipe strings. Casing is run into producing bed mass. Solvent is supplied into pipe string, and brine is removed through pipe string-casing annulus. In course of development of chamber, position of its roof is controlled. When chamber roof approaches the upper boundary of producing bed, the solvent supply efficiency is established such that concentration of productive brine in chamber reaches value characterized by low dissolving in it of salts contained in upper beds of barren rocks that predetermines further development of chambers along the strike of producing bed. EFFECT: provided removal of soluble rock in form of clean product noncontaminated with petroleum products and salt impurities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии добычи полезных ископаемых методом подземного растворения через буровую скважину и может быть использовано для добычи бишофита, сильвинита, каpналлита и других растворимых пород, залегающих на больших глубинах. The invention relates to the technology of mining by underground dissolution through a borehole and can be used to extract bischofite, sylvinite, carnallite and other soluble rocks occurring at great depths.

Известны способы подземного растворения соляных залежей [1, 2, 3] предусматривающие бурение скважины и создание выемочных камер посредством нагнетания растворителя и выдачи рассола на поверхность. При этом управление формообразованием камер осуществляют с применением нерастворителя [1, 2] или за счет поддержания уровня рассола в выемочной камере ниже ее кровли, например, путем откачивания рассола погружными насосами [3]
Известен также способ разработки месторождения бишофита подземным выщелачиванием путем вскрытия их скважинами, оборудуемыми обсадной и подвесными колоннами труб, подачу в скважину растворителя, формирование в породах продуктивного пласта выемочных камер и выдачу рассола на поверхность.Known methods of underground dissolution of salt deposits [1, 2, 3] involving the drilling of wells and the creation of excavation chambers by injecting a solvent and issuing brine to the surface. In this case, the control of the forming of the chambers is carried out using a non-solvent [1, 2] or by maintaining the level of brine in the extraction chamber below its roof, for example, by pumping the brine with submersible pumps [3]
There is also known a method of developing a bischofite deposit by underground leaching by opening them with boreholes equipped with casing and suspension strings, feeding solvent into the well, forming excavation chambers in the rocks of the producing formation, and dispensing brine to the surface.

Однако в данном способе в качестве растворителя используется раствор NaCl специально подобранной концентрации, предусматривается поддержание температуры растворителя, равной температуре пород продуктивного пласта, в управлении формообразованием выемочных камер используется нерастворитель. However, in this method, a specially selected concentration NaCl solution is used as a solvent, the temperature of the solvent is maintained at the rock temperature of the reservoir, and a non-solvent is used to control the formation of the extraction chambers.

Указанные признаки во многом усложняют технологию добычи полезных ископаемых, а извлекаемый продукт загрязнен примесью нерастворителя (нефтью или ее производными), а также хлоридом натрия. Подача растворителя производится в верхнюю часть выемочной камеры, а рассол отбирается из нижней части, что снижает коэффициент извлечения бишофита. These signs greatly complicate the technology of mining, and the recovered product is contaminated with an admixture of a non-solvent (oil or its derivatives), as well as sodium chloride. The solvent is supplied to the upper part of the extraction chamber, and the brine is taken from the lower part, which reduces the extraction rate of bischofite.

Цель изобретения получение чистого продукта с повышенным коэффициентом его извлечения, а также упрощение технологии добычи. The purpose of the invention is obtaining a pure product with a high coefficient of its extraction, as well as simplification of production technology.

Извлекаемый продукт при осуществлении предлагаемого способа не содержит примесей нефтепродуктов и солей, вносимых с растворителем, не требуется его подогрев и поддержание его определенной температуры. Осуществление технологии производится без использования нерастворителя, что снижает капитальные и эксплуатационные расходы, снижается загрязнение окружающей среды. Обеспечивается бесперебойная работа оборудования. The recovered product during the implementation of the proposed method does not contain impurities of petroleum products and salts introduced with the solvent, it is not required to heat it and maintain it at a certain temperature. Implementation of the technology is carried out without the use of a non-solvent, which reduces capital and operating costs, environmental pollution is reduced. Uninterrupted operation of the equipment is ensured.

Цель достигается способом, предусматривающим вскрытие залежей растворимых пород скважинами, оборудуемыми обсадной и подвесной колоннами труб с формированием выемочных камер в породах продуктивного пласта и выдачей рассола на поверхность. Обсадную колонну скважин заглубляют в толщу продуктивной породы (бишофита, сильвинита или карналлита). Подачу растворителя, в качестве которого используют воду, производят к подошве пласта продуктивной породы, а отбор образуемого рассола по межтрубному пространству с уровня башмака обсадной колонны. В процессе растворения породы с образованием выемочных камер контролируют положение их кровли. При приближении кровли к верхней границе продуктивной породы устанавливают производительность подачи растворителя, при которой концентрация продуктивного рассола в камерах достигает такой величины, когда хлорид натрия, содержащийся в верхних над продуктивной породой пластах, практически не растворяется. The goal is achieved by a method that involves opening soluble rock deposits with boreholes equipped with casing and suspension pipes with the formation of extraction chambers in the rocks of the reservoir and the delivery of brine to the surface. The casing of the wells is buried in the thickness of the productive rock (bischofite, sylvinite or carnallite). The supply of solvent, which is used as water, is carried out to the bottom of the reservoir of productive rock, and the selection of the formed brine along the annulus from the level of the casing shoe. In the process of dissolution of the rock with the formation of excavation chambers, the position of their roof is controlled. When the roof approaches the upper boundary of the productive rock, the solvent supply rate is established at which the concentration of the productive brine in the chambers reaches such a value when the sodium chloride contained in the layers above the productive rock practically does not dissolve.

Другим отличием способа является также то, что в поток продуктивного рассола в межтрубном пространстве вводят растворитель, препятствующий кристаллообразованию в линии отбора рассола. Another difference of the method is that a solvent is introduced into the flow of the productive brine in the annulus to prevent crystal formation in the brine extraction line.

Заглубление обсадной колонны в толщу продуктивной породы производят с целью увеличения поверхности растворения выемочной камеры при продвижении ее кровли к подошве пласта каменной соли. Использование прямоточного режима подачи растворителя способствует равномерной разработке по всей высоте продуктивного пласта. Deepening of the casing string into the thickness of the productive rock is carried out in order to increase the dissolution surface of the extraction chamber while moving its roof to the bottom of the rock salt formation. The use of a straight-through mode of solvent supply promotes uniform development along the entire height of the reservoir.

Экспериментально установлено, что при определенных концентрациях продуктивного рассола каменная соль практически не растворяется. Обеспечивая такую концентрацию рассола в выемочной камере регулированием производительности подачи растворителя, устраняют растворение вышележащего пропластка каменной соли и тем самым предотвращают развитие выработки в непродуктивной породе, при этом дальнейшее развитие процесса растворения производят по простиранию продуктивного пласта без применения нерастворителя. It was experimentally established that at certain concentrations of productive brine, rock salt practically does not dissolve. Providing such a concentration of brine in the extraction chamber by controlling the solvent feed rate, the dissolution of the overlying rock salt bed is eliminated and thereby the development of production in non-productive rock is prevented, while further development of the dissolution process is carried out along the strike of the productive formation without using a non-solvent.

На чертеже изображена схема отработки пласта бишофита. The drawing shows a diagram of the development of the bischofite reservoir.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Месторождение полезного ископаемого, в частности бишофита, представленное одним или несколькими пластами 1, вскрывают скважиной 2, которую оборудуют двумя колоннами труб: основной обсадной 3, башмак 4 которой заглубляют в толщу продуктивного пласта 1, и подвесной водоподающей колонной труб 5, опускаемой в подошву продуктивного пласта. Растворитель (воду) подают в подвесную колонну труб 5, а рассол извлекают на поверхность по межтрубному пространству между обсадной 3 и водоподающей 5 колоннами труб. В скважину 2 спускают дополнительную водоподающую колонну 6. В процессе растворения породы с образованием выемочной камеры контролируют положение ее кровли 7 известными геофизическими методами путем спуска в скважину 2 контролирующего прибора. A mineral deposit, in particular bischofite, represented by one or more layers 1, is opened by a well 2, which is equipped with two pipe columns: the main casing 3, the shoe 4 of which is buried in the thickness of the productive layer 1, and the suspended water supply pipe pipe 5, lowered into the bottom of the productive layer. The solvent (water) is fed into the suspension pipe string 5, and the brine is removed to the surface along the annulus between the casing 3 and the water supply 5 pipe columns. An additional water supply column 6 is lowered into the well 2. In the course of the dissolution of the rock with the formation of a recess chamber, the position of its roof is controlled by 7 known geophysical methods by lowering the control device into the well 2.

При приближении кровли 7 выемочной камеры к верхней границе продуктивного пласта 1 устанавливают производительность подачи растворителя, при которой концентрация продуктивного рассола в камере достигает величины, характеризуемой практической нерастворимостью хлорида натрия, содержащегося в верхней непродуктивной породе 8. Регулированием производительности подачи растворителя устраняют растворение вышележащего пласта каменной соли и тем самым предотвращают развитие выработки в непродуктивной породе 8, а дальнейшее развитие процесса растворения осуществляют по простиранию продуктивного пласта 1 без применения нерастворителя. When approaching the roof 7 of the extraction chamber to the upper boundary of the reservoir 1, a solvent supply rate is established at which the concentration of the productive brine in the chamber reaches a value characterized by the practical insolubility of the sodium chloride contained in the upper unproductive rock 8. By controlling the flow rate of the solvent, the dissolution of the overlying rock salt layer is eliminated and thereby prevent the development of production in unproductive breed 8, and the further development of processes Ca dissolution is carried out along the strike of the reservoir 1 without the use of a non-solvent.

Формирование выемочной камеры в продуктивном пласте 1 состоит из последовательности этапов I, II, III, IV, V, VI, показанных на чертеже, в соответствии с которыми образование выемочной камеры на начальных этапах производят в нижнем слое продуктивного пласта I (этапы I, II), затем процесс продолжают, приближая кровлю 7 к верхней границе продуктивного пласта I (этапы III, IV). Дальнейшее развитие камеры осуществляют по простиранию продуктивного пласта (этапы V, VI). The formation of the extraction chamber in the reservoir 1 consists of a sequence of steps I, II, III, IV, V, VI shown in the drawing, in accordance with which the formation of the excavation chamber at the initial stages is carried out in the lower layer of the reservoir I (stages I, II) , then the process is continued, bringing the roof 7 closer to the upper boundary of the productive layer I (stages III, IV). Further development of the chamber is carried out along the strike of the reservoir (stages V, VI).

При движении продуктивного рассола на поверхность последний охлаждается, что может вызвать выпадение кристаллического вещества, забивающего подающий трубопровод. В целях устранения этого явления в поток продуктивного рассола по дополнительной колонне 6 труб подают воду, расход которой определяется концентрацией выдаваемого продуктивного рассола на устье скважины 2. When the productive brine moves to the surface, the latter cools, which can cause precipitation of a crystalline substance clogging the supply pipe. In order to eliminate this phenomenon, water is supplied to the productive brine stream through an additional column 6 of pipes, the flow rate of which is determined by the concentration of the produced productive brine at the wellhead 2.

Claims

1. METHOD FOR THE DEVELOPMENT OF DEPOSITS OF SOLUBLE BREEDS LAYING UNDER THE BEDS OF LESS THAN SOLUBLE BREEDS, including opening of deposits with wells equipped with casing and suspension casing strings, supplying solvent, mainly water, to the bottom of the reservoir and taking the productive brine from the tower to the bottom of the casing to the surface the formation of the extraction chambers, characterized in that the casing of the well is buried in the thickness of the deposits, control the position of the roof of the extraction chambers as their volumes increase and when the roof approaches the upper boundary of the productive deposit by changing the solvent feed rate, the concentration of the productive solution is established corresponding to the low solubility of salts of the upper layers in it, and further development of the extraction chambers along the strike of the productive deposits is carried out.

2. The method according to claim 1, characterized in that a solvent is introduced into the flow of the productive solution in the annulus to prevent crystal formation in the brine extraction line.