[发明专利]一种非金属矿物地下原地钻孔溶蚀采矿新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种指利用溶解液(如水、化学溶解液等)，依据非金属矿物的物理化学性质，利用其可溶于水或化学溶解液的特点，以溶蚀出目标矿体中的矿物成分，使其从固态转化为液态，采收后提取矿物的新型采矿方法。

背景技术

选择目标矿体以物探钻探技术了解矿体的构造形态，根据构造情况利用定向钻井技术设计钻井方案，使其矿体内形成有效通道，也可用石油工程压裂技术对矿体进行改造形成渗流通道，向注入井注入水或化学溶解液，与矿石进行充分的物理化学反应后溶蚀为液体，通过采出井抽采至地面，依据其矿物的物理化学性质，进行分离出有效的矿物成分，分离出的水或化学溶解液回注至地下矿体循环利用，依次反复开采。

非金属矿物地下原地钻孔溶蚀采矿新工艺的方法，与传统开采技术不同，减少了传统采矿过程采掘等环节，同时利用新型定向钻井工艺以及压裂技术，可以开采几百米至数千米难以开采的矿藏，同时对海洋地下矿藏，利用海上钻井平台也可实施非金属矿物地下原地钻孔溶蚀采矿的应用。

发明内容

为克服现有技术之不足，本发明提供一种非金属矿物地下原地钻孔溶蚀采矿新工艺的方法，尤其是位于地下几百米至数千米难以开采的矿藏的液体开采方法。该方法包括：

1、根据勘测结果，制定开采方案；

2、根据构造情况选择具有一定规模的矿体，划定采矿区块；

3、在划定区块内进行定向钻井；

4、在钻井深度要求穿透目标地层，以高强度固井材料固井后完井；；

5、根据矿体矿物成分含量计算矿体矿物储量，制定开采井网分布方案及钻井设计方案。

上述的井网分布方案可采用平行排列的井网分布方式，注入液量与采出液量保持相当水平；

上述所有注入井及采出井利用定向井连通或压裂技术对目标地层进行改造。

在矿体内部形成通道或裂缝，以形成注采井网之间的流通溶蚀通道或渗流溶蚀通道，即在平面上注入井与采出井全部形成连通状态。

地下原地钻孔溶蚀采矿新工艺利用新型定向钻井工艺以及压裂技术开采几百米至数千米难以开采的非金属矿藏，利用水或化学溶解液等，借助化学反应和物理反应，溶蚀出矿体中的有用矿物成分，改变了传统开采技术上大规模的基础设施建设，减少了采矿过程中采掘等环节。具体优点如下：

1、本项专利技术液体采矿均不用在地下或者地面进行大规模的基础建设。

2、可对埋藏较深(几百米-数千米)难以开采的非金属矿藏进行新型定向液体采矿。

3、减少了传统采矿过程中采掘等环节。

4、实行井下无人作业。

5、本发明通过对目标矿体使用的溶解液是水或者化学溶解液，实施有效环保措施后不会对环境造成污染。

6、本发明技术工艺流程均在地下完成，不会造成如传统工艺在地面生产形成的粉尘、有毒有害气体产生的环境污染。

附图说明

图1为本发明压裂改造平面示意图；

图2为本发明压裂改造空间立体示意图；

图3为本发明注入井示意图

图4为本发明采出井示意图

图5为本发明压裂改造剖面示意图

图6为本发明定向井连通示意图；

图7为本发明生产工艺流程平面示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例做进一步详述。

参照图1，本发明采用平行排列的井网分布方式，注入井(1)与采出井(2)保持平行。

参照图2，本发明采用平行排列的井网分布方式，注入井(2)注入液量与采出井(1)采出液量保持相等水平。

参照图3，本发明根据井网分布对目标矿层(3)进行定向钻井，对注入井下入耐腐蚀套管(1)，采用高强度固井材料固井，后下入耐腐蚀油管(2)及井口装置完井。

参照图4，本发明根据井网分布对目标矿层(3)进行定向钻井，对采出井下入耐腐蚀套管(1)，采用高强度固井材料固井，后下入耐腐蚀油管(2)及井口装置完井，并对采出井下入抽油杆(4)和泵(5)进行抽采。

参照图5，本发明对所有注入井及采出井利用大型压裂设备(1)的技术对目标地层进行改造，注入压裂液及支撑剂(2)，在矿体内部形成沿地层平面走向的裂缝(3)，以形成注采井网之间的流通通道或渗流通道，即在平面上注入井与采出井全部形成连通状态。

参照图6，本发明的采矿区块，对区块内矿体(3)进行定向钻井(1、2)，形成注采井网之间的流通通道或渗流通道。

参照图7，本发明处理工艺包括地下产出液体，通过回收装置进行回收，经分离装置对矿物及废渣进行分离，将分离后的水或化学溶解液沿地面管线流向注入井进行回注，循环利用，依次反复开采。