芒硝礦壓裂開採方法
2023-08-07 03:25:36 2
專利名稱：芒硝礦壓裂開採方法
技術領域：
本發明涉及一種芒硝礦開採方法，特別涉及一種芒硝礦壓裂開採方法。
背景技術：
目前淺層芒硝礦、露體芒硝礦通常採用露天開採的方法，對於有一定埋藏深度的芒硝礦體，則採用水溶法開採，傳統的水溶法包括單井對流或雙井水平鑽孔連通水溶法，單井對流開採法指的是向礦層鑽直井，並在該直井中設置外套管和中心管，向中心管中注入熱水，利用熱水溶解礦層中的芒硝，芒硝溶液從中心管和外套管之間的夾層中抽取到地面，再行選礦處理。其不足之處在於硝水極易在管道中結晶造成管堵，增加井下事故。並且由於水在礦層中流動的距離較短，無法利用地熱提高溫度，所以還要額外耗費能源進行加熱。雙井水平鑽孔連通水溶開採方法指的是先打一口通向礦層垂向中心的目標井，在井底構築溶蝕腔，然後瞄準溶蝕腔的中心位置打一口造斜井，實現雙井連通，從一井注水，另一井抽取硝水。其不足之處在於需要進行較長距離的水平定向鑽進，開挖礦井的難度較大，並且由於目標井僅打到礦層的垂向中心，忽視了可溶性礦層上溶快、側溶慢、基本不向下溶解的自然規律，造成大面積丟礦，開採率較低。
發明內容
本發明的目的在於提供一種芒硝礦壓裂開採方法，提高採礦效率、減小投資和能耗。
本發明所述的芒硝礦壓裂開採方法包括下列步驟1、鑽進目標井所述的目標井鑽進至深達礦層底板界面處，目標井採用直井、斜井或者下述的定向井，也可以採用深達礦層底板界面處的老井。
2、鑽進定向井所述的定向井應鑽進至深達礦層底板界面處，且使得該定向井的下部，沿礦層底板界面趨向上述的目標井方向。
在鑽進過程中，隨時採集礦層底板界面巖樣進行測試分析，確定所述的定向井終段點和巖層斷裂值，其中定向井終段點作為施壓點，而巖層斷裂值用於確定施壓強度。
通常定向井與目標井之間的距離以30M～300M為宜。
3、施壓向定向井注水並施加壓力，施壓強度應大於巖層斷裂值，該壓力通過施壓點作用在礦層底板界面上，即可沿礦層底板界面產生裂隙。保持壓力，經過一定時間，直至上述裂隙連通至目標井。
4、水溶採礦通過定向井繼續向目標井方向注水，使礦層底板界面裂隙逐漸擴大，並且從目標井出滷水。
本發明所述芒硝礦壓裂開採方法的優點在於與傳統水溶開採法相比，本發明充分利用了芒硝礦底板界面兩種物質結合處結構的不穩定性，採用沿礦層底板界面趨向目標井的壓裂技術方案，提高了壓裂連通的準確性和可靠性，節約了構造溶蝕腔的時間，從而有效的降低礦井投資，縮短周期；由於本發明所述的技術方案是從礦層底板界面向上採礦，提高了礦體的開採率，滷水濃度提高，有利於節約能耗，加大開採量並降低採礦成本，同時減少了井下事故。
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的描述。
圖1是本發明的礦井示意圖。
具體實施例方式
實施例在探明某芒硝礦的地質構造後，確定該礦層埋藏深度較深，礦體無斷裂，礦層底板界面不透水，礦層厚度大於2M，適於實施本發明。參見附圖，具體實施步驟如下(1)鑽進目標井1所述的目標井1鑽進至深達礦層底板界面5處，本實施例中目標井1為一直井，本實施例中，目標井1的深度為2115米。
(2)鑽進定向井2沿礦脈方向，在距離上述目標井300M處設計為定向井2的井位，所述的定向井2鑽進至深達礦層3底板界面5處，且其下部沿礦層3底板界面5趨向上述的目標井1方向。在鑽進過程中，隨時採集礦層3底板界面5處的巖樣進行測試分析，以確定所述定向井的終段點4和巖層斷裂值，其中定向井終段點作為施壓點，而巖層斷裂值用於確定施壓強度。本實施例中測量得出，該芒硝礦底板界面5處巖層斷裂值為255Kg/cm2。
(3)施壓向定向井注水並施加壓力，具體施壓強度可以根據下式計算得出施壓強度＝底板界面處巖層斷裂值×1.7×礦層底板界面深/1000M根據上式，本實施例中使用的施壓強度為917Kg/cm2，該壓力通過施壓點4作用在礦層3底板界面5上，即可沿礦層底板界面產生裂隙。保持壓力，經過約5小時，上述裂隙連通至目標井。
(4)水溶採礦通過定向井2繼續向目標井1方向注水，使礦層底板界面裂隙逐漸擴大，並且從目標井1產出滷水。
權利要求
1.一種芒硝礦壓裂開採方法，其特徵在於包括下列步驟a、鑽進目標井所述的目標井鑽進至深達礦層底板界面處；b、鑽進定向井所述的定向井鑽進至深達礦層底板界面處，且該定向井的下部，沿礦層底板界面趨向上述的目標井方向；c、施壓向定向井注水並施加壓力，直至沿礦層底板界面產生裂隙並連通至目標井；d、水溶採礦通過定向井繼續向目標井方向注水，使礦層底板界面裂隙逐漸擴大，並且從目標井出滷水。
2.如權利要求1所述的芒硝礦壓裂開採方法，其特徵在於所述的目標井採用直井、斜井或者定向井，或採用深達礦層底板界面處的老井。
3.如權利要求1所述的芒硝礦壓裂開採方法，其特徵在於在鑽進定向井過程中，隨時採集礦層底板界面巖樣進行測試分析，其中定向井終段點作為施壓點，而巖層斷裂值用於確定施壓強度。
4.如權利要求1或3所述的芒硝礦壓裂開採方法，其特徵在於施壓過程中，施壓強度大於巖層斷裂值。
5.如權利要求1所述的芒硝礦壓裂開採方法，其特徵在於所述定向井與目標井之間的距離為30M～300M。
6.如權利要求4所述的芒硝礦壓裂開採方法，其特徵在於施壓強度等於底板界面處巖層斷裂值×1.7×礦層底板界面深度/1000M。
全文摘要
本發明涉及一種芒硝礦壓裂開採方法。該方法包括下列步驟1、鑽進至深達礦層底板界面處的目標井；2、鑽進定向井，定向井應鑽進至深達礦層底板界面處，且使得該定向井的下部，沿礦層底板界面趨向上述的目標井方向；3、向定向井注水並施加壓力，直至礦層底板界面產生裂隙，並連通至目標井；4、水溶採礦。本發明所述芒硝礦壓裂開採方法的優點在於提高了壓裂連通的準確性和可靠性，有效的降低礦井投資，縮短周期，提高了礦體的開採率和滷水濃度，有利於節約能耗，加大開採量並降低採礦成本。
文檔編號E21B43/00GK1818326SQ200610008019
公開日2006年8月16日 申請日期2006年2月23日 優先權日2006年2月23日
發明者唐伯祥, 王斌濤, 居忠 申請人:上海太平洋化工(集團)淮安元明粉有限公司