[发明专利]一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法

说明书

本发明涉及地下卤水开采技术领域。本发明提供了一种低孔隙度、低给水度、低渗透率卤水矿的采矿方法。所述采矿方法运用于空气驱动采卤系统，所述系统包括输卤渠(1)、连接至输卤渠(1)的多个平行输卤管(2)、每条输卤管(2)连接多个采卤井(3)、均布在采卤区的多个注气孔(4)、将多个注气孔(4)串联的多个输气管(5)和空压机组(6)。本发明对于低孔隙度、低给水度、低渗透率的细碎屑含水层卤水矿开采，能够降低采卤成本，大大提高采卤量、提升采矿效率和提高采收率。

技术领域

本申请涉及一种卤水矿的采矿方法，具体地说，涉及一种低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，利用采卤井和注气孔相结合的深层卤水矿的采矿方法。

背景技术

我国是全球最大的钾肥消费国，钾盐是我国七种大宗紧缺矿产之一，已成为保障国家粮食安全的重要战略资源。中国KCl地质储量约9.9亿吨，并以液体卤水矿为主，钾盐的生产，主要通过采集盐湖地下卤水生产钾肥，随着盐湖开发年限的延续、开发强度的增加、和生产量的加大，目前绝大部分盐湖地表盐岩层卤水开采量严重不足，盐湖表层盐岩层卤水已不能维持正常的生产，使盐湖资源的服务年限在不断缩短，我国盐湖资源开采年限不足30年。

我国的钾盐资源量仅占全球已探明储量的2%，但生产量占到了全球产量的15%，我国钾肥消费量占到了全球消费量的25%；而且，我国钾盐资源量的97%为青海和新疆的卤水型盐湖矿床资源，通过近几十年的高强度开采，一部分盐湖已经无卤水可采，绝大部分盐湖盐岩层地表潜卤水矿已经枯竭，特别是柴达木盆地盐湖早已在开采盐岩层下部的地下卤水，除了少数盐湖通过补水和固液转化暂时缓解了采卤的困境，绝大部分盐湖采卤量已无法满足生产需求。柴达木盆地盐湖区在表层盐岩层以下赋存有大量深层卤水，深层卤水由于受地层埋深大、形成时间比较早、低孔隙度等条件的限制，其储卤层主要为一些含盐细砂层、粉砂层为主的松散沉积和低孔隙率的岩盐层，渗透率低、给水度小，采卤工程施工难度大、卤渠开挖成本高，但采卤量仍无法满足生产需求，随着时间的推移，矛盾将会更加突出，所以寻求简单快速、高效的科学采卤技术迫在眉睫。

发明内容

常用的渠采方法已不能满足深部卤水层的开采，虽然井采能够解决大部分深部卤水层的开采，但对于低孔隙度、低给水度、低孔隙率的细碎屑含水层的深部孔隙卤水来说，采卤成本高，采矿效率低，难以实现规模化、工程化、可持续性采卤。本发明涉及地下卤水开采技术领域，提供了一种低孔隙度、低给水度、低渗透率条件下，将采用集卤井和注气孔相结合来开采深层卤水矿的系统和方法。

本发明是一种针对低孔隙度、低给水度、低渗透率的卤水矿，采用采卤井与空气驱动相结合的一种采卤系统和采卤方法。由于盐湖沉积的分层性，表层盐岩含有大量孔隙，并非封闭体，如果简单的采用从表层注气，则压缩空气很容易流失，并不能起到驱动的效果。本发明基于含水层注水，通过对含水介质所赋存的地层注入压缩空气，并基于含水层顶部分布有隔水层沉积的盐湖地区，即空气注入的空间为封闭体系，因此须有一定的空间条件限制。

本发明提供了一种采卤井与空气驱动相结合的采卤系统，包括输卤渠（1）、连接至输卤渠（1）的多个平行输卤管（2）、每条输卤管（2）连接多个采卤井（3）、均布在采卤区的多个注气孔（4）、将多个注气孔（4）串联的多个输气管（5）和空压机组（6）；该空气驱动采卤系统贯穿采卤区的上隔水层（7）、细碎屑含水层（8）和下隔水层（9），其特征在于，所述采卤井（3）为利用钻机形成的大口径（Φ≥500mm）深井，其底部延伸至下隔水层（9），采卤井（3）在上隔水层（7）段设置有井口管（31），井口管（31）为普通钢管，无筛眼，并用镁基胶凝材料（10）与盐砂土混合后填筑形成人工隔水层。

可选的，所述采卤井（3）的施工工艺为：

步骤3.1），利用大口径钻机钻探形成的大口径深井，其底部延伸至所述下隔水层（9）至3~5m，然后下井管，井管分为三部分，上部为井口管（31），中部为滤水管（32），下部为沉淀管（33）；