[发明专利]水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防护和堵漏水溶开采井溶腔的方法，具体涉及一种水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法。

背景技术

钻井水溶法开采是在地面钻井通达矿体，注水溶解矿体，返至地面的一种方法。在开采过程中为了控制上溶速度，在溶腔中通常注入油类（油垫法）或压缩空气（气垫法）等介质，使卤水和溶腔顶板隔开，从而减少上溶，增加侧溶，提高采收率，延长井的服务年限。

油垫法是向水溶开采井溶腔中注入柴油，由于柴油的密度小于水的密度，柴油上浮，将卤水和溶腔顶板隔开，从而减少上溶，增加侧溶，提高采收率。但油垫法存在以下问题：第一，介质易漏失。注入水溶开采井溶腔的柴油会随着岩层孔隙渗漏，造成柴油的漏失。第二，维护频繁。由于柴油介质的漏失和返出，需要不断地注入柴油，从而保证水溶开采井溶腔中有足够多的柴油，以保证卤水和溶腔顶板的隔开。第三，配套设施多。采出矿水中含有柴油，需要把柴油分离掉，再从卤水中提起盐分，需要配套去除柴油的相关设备。

气垫法是向水溶开采井溶腔中注入气体，气体的比重小，位于溶腔内卤水上方，将卤水和溶腔顶板隔开，从而减少上溶，增加侧溶，提高采收率。但是气垫法存在以下缺陷：第一，无法有效计算和控制气垫体积。水溶开采井溶腔的位置一般是地下1500米以下，无法准确计算和控制气垫体积。第二，容易出现喷井事故。含有气体的水溶开采井溶腔弹性大，容易出现井喷事故，且气井喷事故相对于水井喷事故而言，更加难以控制。

在矿井开采后期，溶腔增大逐步会出现顶板垮塌和溶腔漏失现象，造成矿井无法生产。目前国内外还没有溶腔堵漏的实用技术和方法。因此，需要一种新的防护和堵漏水溶开采井溶腔的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法，该方法可提高卤水和溶腔顶板隔阻效果，控制上溶速度，增加采注比，降低生产成本，提高矿产采收率；解决溶腔严重漏失问题，实现溶腔堵漏，恢复矿井正常生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法水溶法开采井溶腔堵漏和防护方法，根据形状近似为球体或倒圆锥体溶腔的体积、表面积计算惰性材料的用量，惰性材料和水按重量比为1:5～1:10的比例，表面活性剂与惰性材料重量比为1:120，搅拌形成惰性材料混合液，混合液通过注水设备以10m³/h～50m³/h流量注入水溶开采井溶腔，惰性材料上浮后在水溶开采井溶腔顶部形成防护层，阻隔溶腔顶板，减少上溶，增加侧溶；在高渗岩石孔隙和裂缝处形成桥塞或封门，实现溶腔封闭堵漏。

进一步地，所述惰性材料是密度小于水的聚合物。

进一步地，惰性材料为聚丙烯、聚乙烯和/或 聚乙烯蜡的共聚物及衍生物。

进一步地，所述惰性材料的粒径为1μm～2mm。

进一步地，所述注水装置为泥浆泵或水浆泵或高压管道泵。

进一步地，所述球体溶腔惰性材料用量D=2πeρ_惰（3Qg/4πρ_矿C）^2/3 ；

式中：D—惰性材料用量t；e—惰性材料层厚度取0.003～0.01m；ρ_惰—惰性材料粉末比重t/m3； Q—采卤量m³；g—卤液中盐类组分含量t/m³；ρ_矿—开采矿种固体比重t/m³；C—矿石品位%。

进一步地，所述圆椎体溶腔惰性材料用量D=3πeρ_惰（Qg/πρ_矿C）^2/3；

式中：D—惰性材料用量t；e—惰性材料层厚度取0.003～0.01m；ρ_惰—惰性材料粉末比重t/m3； Q—采卤量m³；g—卤液中盐类组分含量t/m³；ρ_矿—开采矿种固体比重t/m³；C—矿石品位%。

进一步地，所述惰性材料的注入频次为：矿石储量厚度≤20m时，溶腔高度每增加1m注入一次；矿石储量厚度20m～50m，溶腔高度每增加2m注入一次；矿石储量厚度≥50m，溶腔高度每增加3m～5m注入一次。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，与传统方式相比，在矿井开采中，本发明可大幅度提升采收率，由13%提高到40%以上；减少地层渗漏，采注比由0.97提升到0.99以上；