[发明专利]深薄层天然碱、盐、硝对井多层连通开采工艺

说明书

所属技术领域

本发明涉及埋藏较深的天然碱、盐、硝开采技术领域，具体涉及一种深薄层天然碱、盐、硝对井多层连通开采工艺。

背景技术

对于埋藏在地下的可溶性天然盐、碱、硝的开采技术已经研究了很多年，并取得了很多重大成果。目前通行的方法是：埋藏较浅时就采用机械旱采技术，把矿石用机械挖出后再溶解生产所需要的产品(如美国的绿河碱矿等)；埋藏较深而矿层较厚时，可采用水平井技术连通两井(目前国内大多数井盐矿的方法)，从而达到经济有效的开采目的；但对于埋藏较深而矿层较薄的天然碱、盐、硝可溶性盐碱矿来说，由于矿层太薄(每层总碱层厚度只有1—4米，其中的岩石夹层占一半以上，而且呈千层饼状)，埋藏太深(埋深2200—2600米)，这两种方法都不可能实施；首先是如果碱矿石埋藏很深，如超过200米，旱采从经济和技术上都不可行；其次是碱层较薄，而且还是千层饼状，水平对井连通法不仅造价太高，甚至在技术上还不能有效连通，即使连通后，因矿层太薄及水平段距离太小，使得矿山的回采率太小而浪费资源，达不到经济、有效的开采。

发明内容

为了解决这一开采难题，本发明总结了历年来的生产经验和安棚碱矿的实际采矿情况，综合分析了钻井水溶开采的问题，本发明为此提供一种深薄层天然碱、盐、硝对井多层连通开采工艺，可以对埋藏较深的天然碱、盐、硝进行经济、有效的开采。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

1、由于碱矿层太薄，井距太近控制的储量太小，碱井未到使用寿命期就需报废，所以要利用地面以下1200米处的地层裂缝是垂直裂缝及垂直裂缝会向不同方向延伸的特点，把井距扩大到400—500米左右；

2、由于碱矿层夹石和顶底板的水溶性远小于碱层，利用多次压裂把矿层和顶底板撕裂，使得裂缝两傍的碱层都能和注井杂水有效接触而被溶解出来，最大限度地利用碱资源；

3、当溶腔增大到一定程度时，众多的垂直裂缝会不断向四方扩展，并且在一个主要方向和数个次要方向上扩展的更远，最终裂缝会相互交错而实现对井的连通；本发明采用矿层的走向、地应力和裂缝方向测试技术，确定井组的主要裂缝延伸方向后，在较远(400—500米)的距离处布置对井井组，以便在适当的时间内实现连通；

4、在对井实现连通后，由于溶解通道的不断扩大，溶质的扩散距离也随之增加，从而导致采出卤的浓度(或采卤量)也开始下降；所以在间隔一段时间后就要再进行压裂，以提高裂缝的长度和高度，增加溶质的接触面积，把能够采出来的碱矿层都溶解出来，以增加采卤浓度或数量。

本发明为对井远距离(400—500米)多层压裂连通法开采薄层天然碱矿。

根据以上方案，经过多年的研究和试生产，采取以下的相关技术指标达到经济采矿和生产的目的：

1、当井组位置确定并完井后，每对井都开始压裂建槽，生产指标是：注水6小时(注水量为40m³/h，压力30MPa)，闷井4小时(注水量为0m³/h，压力20MPa左右)，循环返水2小时(返水量为40—100m³/h，压力12—20MPa)，如此往复循环压裂和泄压，使碱层顶板在膨胀和缩小的过程中出现破碎，从而使溶腔不断扩大，裂缝不断延长，直到两井的延长裂缝相交连通为止。

2、两井连通后，在正常生产压力(12—15MPa)下，稳定生产一段时间。当卤水浓度或采卤量有所下降后，再把两井关井注水，提高压力至20—25MPa进行压裂，以便将矿层再次压开裂缝，从而扩大碱层和溶剂的接触面积，以提高卤水产量。

自本发明以来，安棚碱矿的采卤生产已经达到正常稳定的生产，并取得良好的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图，对本发明做进一步说明。

图1是本发明的裂缝延伸情况俯视图。

图2是本发明的裂缝延伸情况侧视图。

具体实施方式

本发明为一种埋藏较深(埋深大于2000米)，且矿层较薄(每个碱矿层厚度只有1—4米，其中的岩石夹层占一半以上，而且呈千层饼状)的天然碱矿床经济有效的开采工艺。

本发明采取的工艺如下：

1、由于碱矿层太薄，井距太近控制的储量太小，碱井未到使用寿命期就需报废，所以要利用地面以下1200米处的地层裂缝是垂直裂缝及垂直裂缝会向不同方向延伸的特点，把井距扩大到400—500米左右；

2、由于碱矿层夹石和顶底板的水溶性远小于碱层，利用多次压裂把矿层和顶底板撕裂，使得裂缝两傍的碱层都能和注井杂水有效接触而被溶解出来，最大限度地利用碱资源；