[发明专利]一种无水硫酸钠矿井的钻井工艺

说明书

技术领域

本发明提供一种无水硫酸钠(Na₂SO₄)矿井的钻井工艺，属于可溶性盐类矿井钻进领域。

背景技术

目前开采可溶性盐尤其是无水硫酸钠(Na₂SO₄)的矿井通过以下工艺形成，打一目标井，井底位于无水硫酸钠矿层之中。为便于连通井提高中靶率，须利用单井开采方法开采无水硫酸钠卤水，直至形成足够大的溶蚀腔。打一连通井：该连通井下端包括一水平段，该水平段大致沿矿层底板方向与上述溶蚀腔连通。以后的开采过程为：用高压泵向任一井注入清水，从另一井采出无水硫酸钠卤水。

现有技术的不足之处在于：为建立溶蚀腔，需要在目标井中的套管内再下中心管，造成不必要的浪费；因为建溶蚀腔需要经过一段时间单井开采，延迟了矿井的钻进进度，降低了开采效率；此时采出的无水硫酸钠卤水浓度低，导致产品加工成本增加；同时由于目标井已有一溶蚀腔，开采过程中在溶蚀腔处过早上溶至矿层顶板，从而造成提前冒顶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无水硫酸钠(Na₂SO₄)矿井的钻井工艺，适用于可溶性盐矿的开采，可以提高矿井质量和开采效率。

本发明所述的一种无水硫酸钠矿井的钻井工艺，包括以下步骤：

1、打目标井：在目标井中下设目标井套管，该目标井套管下端位于无水硫酸钠矿层之中，目标井的钻进工艺为：该目标井的深度要超过所采无水硫酸钠矿层底板，从而能够准确探得目标井处矿层厚度和矿层底板的深度，然后封堵矿层底板以下多余部分，使得目标井套管下端距无水硫酸钠矿层底板2~5米。

2、打联通井：联通井包括垂直段、造斜段和水平段，其中水平段的钻进过程中，利用磁感应装置进行导向，使得水平段直接命中目标井套管下端。

所述磁感应装置包括安装在钻头内的旋转磁场发生器和安装在目标井底的磁传感器，该磁传感器包括三个相互正交的磁通门。

本发明的优点在于：1、可以省去建溶蚀腔的过程，有利于节约成本，缩短打井周期。2、利用磁感应装置进行导向，彻底解决了连通井中靶难的问题。3、可以避免开采过程中发生局部上溶过快现象，从而延长矿井寿命，提高开采效率。本发明所述的工艺也可以适用于其它可溶性盐矿的开采。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

附图1为无水硫酸钠矿井的结构示意图。

附图2为磁感应装置导向原理图。

具体实施方式

实施例1:本实施例提供一种无水硫酸钠矿井的钻井工艺，包括以下步骤。

1、打目标井1：本实施例中目标井为竖直井，也可以根据实际情况选择斜井作为目标井。本实施例所述目标井的钻进工艺为：该目标井的井深超过矿层底板，从而准确探得目标井处矿层厚度和矿层底板的深度，然后封堵目标井下端多余部分，使得目标井底距无水硫酸钠矿层底板2---5米。

本实施例中的目标井：完钻深度为2030米，完钻后按要求进行常规电测井，根据测井结果与实钻资料对比分析，该井所要开采的无水硫酸钠矿层厚度为10米，该矿层底板埋深为2000米，因此确定套管下深1997米。

目标井套管下完后固井，固井结束，候凝48小时后进行固井质量检测测井，下钻头钻水泥塞至2000米完井。

在套管下端放置磁传感器，该磁传感器主要包括三个相互正交的磁通门Gx、Gy、Gz，为实现精确导向，应当将上述三个磁通门之一沿水平段的方向安装，本实施例中以X轴表示联通井的水平段的方向，并将磁通门Gx的方向沿X轴方向安装，参见附图1。

2、打联通井2：联通井2包括垂直段21、造斜段22和水平段23，利用常规技术完成垂直段、造斜段的钻进后，采用内置有旋转磁场发生器的钻头钻进水平段，钻进过程中，利用设于目标井下端的磁传感器进行导向，其具体工作过程是：当钻头A位于X轴的轴线上，即位于水平段的设计轨迹上时，磁传感器中的磁通门Gx上可以读出磁感应信号，而磁通门Gy、Gz上读出磁感应信号为零。当钻头A偏离X轴时，各磁通门Gx、Gy、Gz上可以读出强度不等的磁感应信号，根据简单立体几何公式，即可以计算出钻头偏离X轴的角度和方向，司钻工可以根据计算结果控制钻进方向，使得钻头A保持在X轴上，并最终命中目标井套管下端。