SU1721222A1

SU1721222A1 - Method for controlling quality of antiseepage curtain in fissured rocks of cryolite zone

Info

Publication number: SU1721222A1
Application number: SU894739872A
Authority: SU
Inventors: Валерий Александрович Мироненко; Федор Григорьевич Атрощенко; Виктор Владимирович Лобанов
Original assignee: Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к способам контрол качества изол ции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды. Цель - повышение точности и оперативности контрол качества изол ции горных выработок и снижение затрат. В теле тампонажной завесы пробуривают контрольные скважины, нагнетают в них солевой раствор с положительной температурой дл прогрева стенок скважин и незатампо- нированных трещин в массиве. После этого закачивают пресную воду через колонку заливочных труб, опущенных до подошвы ПФЗ. Окончание закачки фиксируют по скачку давлени на нагнетательном манометре , свидетельствующем о начале замерзани пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ. Опускают в контрольную скважину косу сдатчиками температуры и сопротивлени . Первоначальные температура и сопротивление (фоновые) массива соответствуют пластовой температуре и сопротивлению льда. При дальнейших наблюдени х фиксируют изменение температуры AT и сопротивлени А/ по стволу контрольной скважины. Аномальное изменение контролируемых параметров свидетельствует о наличии гидродинамических окон на этом участке. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.The invention relates to the mining industry, in particular to methods for controlling the quality of the isolation of aquifers containing saline water. The goal is to increase the accuracy and efficiency of quality control of mining isolation and reduce costs. Control wells are drilled in the body of the cement curtain, and a positive temperature salt solution is injected in them to warm up the walls of the wells and non-heated fractures in the massif. After that, fresh water is pumped through a column of filling pipes lowered to the bottom of the PFZ. The end of injection is recorded by a jump in pressure on the pressure manometer, indicating the beginning of the freezing of fresh water in cracks at the periphery of the PFZ. A braid with temperature and resistance meters is lowered into the control well. The initial temperature and resistance (background) of the array correspond to the reservoir temperature and the resistance of the ice. Further observations record the change in temperature AT and the resistance A / along the wellbore of the control well. An abnormal change in the monitored parameters indicates the presence of hydrodynamic windows in this area. 2 з.п, ф-л, 2 Il.

Description

Изобретение относитс к горной промышленности , в частности к способам контрол качества изол ции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды.The invention relates to the mining industry, in particular to methods for controlling the quality of the isolation of aquifers containing saline water.

Известен способ контрол качества приподной изол ции пластов по изменению коэффициента пластового объема жидкости и содержанию водорода в газовой фазе непосредственно после вскрыти пластов и в прессе их эксплуатации.There is a method of quality control of underlying isolation of formations by changing the coefficient of formation liquid volume and hydrogen content in the gas phase immediately after opening the formations and in the press of their operation.

Недостатком данного способа вл етс мала точность при определении перетока и практически невозможность выделени мест перетока.The disadvantage of this method is the low accuracy in determining the flow and the almost impossibility of identifying places of flow.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ контрол качества изол ции Пластов по изменению коэффициента проницаемости водоносных пластов. Коэффициент проницаемости определ ютThe closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of controlling the quality of the insulation of the Reservoirs by changing the permeability coefficient of the aquifers. The permeability coefficient is determined by

по кратковременным нагнетани м (или откачкам ) ждкости.for short-term injections of m (or pumpings) of liquidity.

Существенным недостатком этого способа вл етс его низка точность и оперативность , обусловленна отсутствием пр мой зависимости коэффициента проницаемости и качества изол ции пластов.A significant disadvantage of this method is its low accuracy and efficiency, due to the lack of a direct dependence of the permeability coefficient and the quality of the insulation of the layers.

Цель изобретени - повышение точности и оперативности контрол качества изо- л ции ПФЗ, создаваемой дл защиты горных выработок от притока минерализованных вод в трещиноватых породах крио- литозоны за счет изменени физических свойств ПФЗ.The purpose of the invention is to improve the accuracy and efficiency of quality control of the isolation of the PPS, created to protect the mine workings from the influx of saline water in the fractured rocks of the cryolithic zone due to changes in the physical properties of the PFS.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе контрол качества ПФЗ, включающем бурение контрольных скважин в теле завесы, нагнетание в них солевого раствора , регистрацию геофизических параметров , по которым суд т о проницаемости пород, нагревают солевой раствор перед его нагнетанием, а после нагнетани солевого раствора закачивают пресную воду, в качестве геофизических параметров регистрируют электрическое сопротивление и температуру по стволу скважин. Причем пресную воду нагнетают к подошве завесы.The goal is achieved by the fact that in the quality control method of the PPS, which includes drilling control wells in the body of the veil, injecting saline in them, recording geophysical parameters that judge the permeability of rocks, heat the saline before it is injected, and after injecting saline fresh water is pumped in; the electrical resistance and temperature along the wellbore are recorded as geophysical parameters. Moreover, fresh water is injected to the sole of the veil.

Дл снижени затрат в качестве солевого раствора используют рассолы из тампонируемого водоносного горизонта.To reduce costs, brines from a plug-in aquifer are used as saline.

Нагнетание солевого раствора в нагретом виде необходимо дл прогревани краевых зон природных блоков на их контакте с трещинами. Наиболее оптимальным (в смысле вли ни на скорость фильтрации рассолов в затампонированном пласте и его разогрев) вл етс перепад температур, равным .Дальнейшее повышение температуры закачиваемых рассолов не приводит к существенному увеличению ско- рости фильтрации и разогрева и, наоборот, закачка рассолов с температурой менее 8°С увеличивает ее продолжительность более чем на 40%.The injection of a saline solution in a heated form is necessary for heating the marginal zones of natural blocks at their contact with cracks. The most optimal (in terms of the influence on the filtration rate of brines in the packed-in reservoir and its heating) is the temperature difference, which is equal. A further increase in the temperature of the injected brines does not lead to a significant increase in the filtration and heating rate and, conversely, injection of brines with a temperature less than 8 ° C increases its duration by more than 40%.

Нагнетание дополнительно после соле- вого раствора пресной воды в контрольную скважину приведет к вытеснению из ствола скважины рассола и его низким электрическим сопротивлением пресной водой с существенно более высоким электрическим сопротивлением. Более высока проникающа способность воды по сравнению с гли- ноцементным тампонажным раствором позвол ет заполнить поры и микротрещины в коллекторах, куда практически невозмож- но обеспечить попадание тампонажного раствора. В криолитозоне, ввиду отрицательных температур, пресна вода замерзает . Опущенные предварительно в скважину датчики зафиксируют этот момент.Injection of additional fresh water after saline into the control well will result in the displacement of brine from the well bore and its low electrical resistance to fresh water with a significantly higher electrical resistance. The higher permeability of water compared to the clay cement slurry makes it possible to fill the pores and microcracks in the reservoirs, where it is almost impossible to ensure the ingress of the cement slurry. In the cryolithozone, due to negative temperatures, fresh water freezes. The sensors lowered preliminary in a well will fix this moment.

В зависимости от состава рабочего вещества , а также добавок в него можно примен ть дл контрол фильтрации дренажных вод различные геофизические методы, вход щие в стандартный комплекс ГИС. В предлагаемом варианте рабочим веществом вл етс пресна вода и в услови х криолитозоны наиболее чувствительными геофизическими параметрами вл ютс электрическое сопротивление и температура .Depending on the composition of the working substance, as well as additives, it is possible to use various geophysical methods included in the standard GIS complex to control the filtration of drainage waters. In the proposed embodiment, the working substance is fresh water, and in permafrost conditions, the most sensitive geophysical parameters are electrical resistance and temperature.

Пример. Завеса радиусом 600 м создаетс вокруг рудного тела трубочного типа дл защиты горных работ от притока высокоминерализованных дренажных вод, поступающих из водоносного комплекса, залегающего в интервале глубин 300-500 м. Водоносные породы представлены терри- генно-карбонатными отложени ми с тре- щинно-поровопластовымтипомExample. A curtain with a radius of 600 m is created around the ore body of the pipe type to protect mining operations from the influx of highly mineralized drainage water coming from the aquiferous complex lying in the depth interval of 300-500 m. Aquiferous rocks are terrestrial-carbonate sediments with a fractured poroproplast type

пористости, Подземные воды хлоридно-на- триевого типа с минерализацией до 120 г/л Содержат сероводород (до 130 мг/л и углеводородные газы, Кровлей водоносного комплекса служат многолетнемерзлые породы , подошвой-силл долеритов мощностью до 20 м. Пьезометрический уровень подземных вод устанавливаетс на 200 м выше кровли водоносного комплекса, температура пород в пределах водоносного комплекса - 1,5-2°С,porosity, Groundwater of chloride-sodium type with mineralization up to 120 g / l. Contains hydrogen sulfide (up to 130 mg / l and hydrocarbon gases. The roof of the aquiferous complex are permafrost, the base of the sill dolerite with a capacity of up to 20 m. 200 m above the roof of the aquiferous complex, the temperature of rocks within the aquiferous complex is 1.5-2 ° C,

Вокруг горной выработки бур т нагнетательные скважины первой очереди, через которые в интервале водоносного горизонта насосами под избыточным давлением нагнетаютс глиноцементные растворы. Затем бур т скважины второй очереди, располагаемые между скважинами первой очереди , и через них к подошве затампонированного сло пород нагнетают теплые рассолы. Расчитывают, исход из эффективной мощности водоносного горизонта , объем раствора на одну скважину, необходимый дл прогрева стенок незатам- понированных трещин в завесе. Дл условий карьера Мир этот объем составит 400 м3.Around the mine workings, injection wells of the first stage are drilled through which, in the interval of the aquifer, alumo-cement solutions are injected under overpressure pumps. Then the second stage wells are drilled, located between the first stage wells, and through them warm brines are injected to the bottom of the sealed layer of rocks. Based on the effective thickness of the aquifer, the volume of solution per well is calculated to heat the walls of the uncracked cracks in the veil. For the conditions of the career world, this volume will be 400 m3.

Производ т в течение 3-6 ч нагнетание солевого раствора с температурой 5°С. Нагнетание производ т через колонну заливочных труб, опущенных в конкретную скважину к подошве тампонируемого массива .A saline solution with a temperature of 5 ° C is injected for 3-6 hours. The injection is carried out through a column of casting pipes, which have been lowered into a particular well to the bottom of the plug-in array.

После закачки расчетного объема теплого солевого раствора нагнетательна система переводитс на водопровод с пресной водой и через ту же колонну производ т нагнетание пресной воды. Окончание нагнетани фиксируют по скачку давлени на манометре нагнетательной линии, свидетельствующем о начале замерзани пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ.After injection of the calculated volume of warm saline solution, the injection system is transferred to the freshwater pipeline and fresh water is injected through the same column. The end of injection is recorded by a jump in pressure on the pressure gauge of the injection line, indicating the beginning of the freezing of fresh water in cracks at the periphery of the PFZ.

После демонтажа заливочной колонны в скважину отпускают косу с датчиками температуры и сопротивлени . Датчики рас- полагают через 20 м, что примерно соответствует средней можности однородных литологических слоев.After dismantling the casting column, a spit with temperature and resistance sensors is released into the well. The sensors are located after 20 m, which roughly corresponds to the average capacity of homogeneous lithological layers.

На фиг. 1 и 2 изображены графики зависимости AT f(t) и Д/э f(t), где t - врем , построенные по режимным наблюдени м за температурой (Т) и сопротивлением/).FIG. 1 and 2 are graphs of AT f (t) and D / e f (t), where t is the time, constructed from regime observations of temperature (T) and resistance /).

Резкое (аномальное) изменение показателей ( ДТ и Д/э) будет свидетельствовать о прорыве рассолов на том или ином участ- ке. На вы вленных участках организуютс детальные режимные наблюдени , а затем полученна крива р(т.) обрабатываетс по известной в электрометрии формуле. Полученные скорость и коэффициент фильтра- ции сравниваютс с проектными. По результатам проведенных работ ремонтной службе выдаютс рекомендации по дополнительному тампонажу вы вленного интервала глиноцементными растворами.A sharp (anomalous) change in indicators (DT and D / e) will indicate a breakthrough of brines in a particular area. Detailed mode observations are organized on the identified sites, and then the resulting curve p (m.) Is processed according to the formula known in electrometry. The obtained rate and filtration coefficient are compared with the design ones. According to the results of the work carried out, the repair service issues recommendations on the additional plugging of the identified interval by alumina-cement solutions.

Claims

1. A method for controlling the quality of the anti-filtration curtain in the fractured rocks of the cryolitzone, including drilling control wells in the body of the curtain, injecting saline solution in them, recording geophysical parameters that determine the permeability of rocks, characterized in that, in order to improve the accuracy and efficiency of quality control of the isolation of the mine workings, the salt solution is heated before it is injected, and after the injection of the salt solution fresh water is pumped in, and the geophysical parameters are recorded ktricheskoe resistance and the barrel temperature control wells.

2. A method according to claim 1, characterized in that the fresh water is injected to the sole of the veil.

3. The method according to claim 1, characterized in that, in order to reduce costs, brines from a plug-in aquifer are used as a salt solution.

5/0

320 330 No.

3501 3601

3 Щ 3901 Ш

No. Sch M0 M7

"# Wl

# 0

l |

L7

1000

$ / .;

/ g