Способ бесшахтной добычи полезных ископаемых

(51)5 Е 21 В 4 ИЯ " ТЕЛЬСТ сшахтнаядений, М.: геотехновано припаемых,битумов,ю, а- о- су аемых. ение эф- ископаеполеэног й интенси ук иаар ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ(54) СПОСОБ БЕСШАХТНОЙ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ(57) Изобретение относится к геотехнологии и м.б. использовано при выще лацивании полезных ископаемых (ПИ). Цель - повышение эффективности добыц ПИ за счет снижения потерь полезного компонента при одновременной интенси Фикации процессов добыци, Продуктивный горизонт (ПГ), представленный по родами с различной проницаемостью, вскрывают эксплуатационными нагнета" тельными и откачными скважинами (С) . Последние оборудуются фильтрами или осуществляется перфорация колонн,Изобретение относится к логии и может быть использ выщелачивании полезных иск при добыче вязких нефтей и а также иных полезных искоЦель изобретения - повы Фективности добычи полезны мых эа счет снижения потер компонента при одновременн фикации процессов добычи,2размещенных в С. В породы нижнего водоупора ПГ бурят дополнительные С малого диаметра, которые обсаживают и цементируют затрубное пространство. Из этих С на расстоянии от ПГ, исключающем возможность фильтрации жидкости или разрушения пород водоупора, образуют трещины гидроразрыва. Их располагают параллельно ПГ. После Формирования направляющей трещины гидроразрыва приступают к добыче ПГ методом выщелачивания. Для этого в нагнетательные С эакачивают рабочий флюид, например растворы серной кислоты. Иэ откачных С откачивают продуктивный флюид с полезным компонентом. В процессе закачки и откачки флюида периодически производят циклы раскрытия и смыкания трещин гидроразрыва в импульсном режиме. Размькание трещины осуществляют путем нагнетания жидкости в трещины, а смыкание путем сброса давления в стояке При размыкании трещин на заданную величину и ее смыкании в пределах ПГ возникают сжимающие и растягивающие напряжения, направленные по всей пЛощади ПГ. 1 э.п. Ф-лы. Способ заключается в следующем Продуктивный горизонт, представле. породами с различной проницаемост вскрывают эксплуатационными нагне тельными и откацными скважинами,торые оборудуются фильтрами, или ществляют перфорацию колонн, разм щенных в этих скважинах. В породы нижнего водоупор прод тивного горизонта, например гиллслучае его эффективность резко падает.При размыкании трещины на заданную величину и ее смыкании в пределах продуктивного горизонта возникают сжимающие и растягивающие напряжения, направленные по вертикали по всей площади продуктивного горизонта в силу сплошности и большой площади трещины гидроразрыва. Знакопеременные вертикальные напряжения, возникающие в породах продуктивного горизонта при раскрытии и смыкании трещин, способствуют проникновению рабочего флюида в слабопроницаемые породы го" ризонта и интенсифицируют процесс выщелачивания, при этом существенно уменьшаются непроизводительные расходы рабочего флюида, которым в извест" ном способе обрабатываются только хорошо проницаемые породы с низким содержанием полезного компонента.Следует отметить, что при раскрытии трещины имеет место временное повышение пластового давления жидкости в продуктивном горизонте с после" дующим его резким понижением при смы" кании трещины, что также интенсифицирует процесс выщелачивания.Еще больший эффект в определенных гидрогеологических условий от реализации предлагаемого способа имеет место при импульсном раскрытии и смыкании трещины. Для обеспечения им" пульсного раскрытия и смыкания забой" ную часть скважины могут герметизировать пакером и в подпакерной зоне импульсно повышать давление жидкости, например, с помощью пневмопушки или взрыванием заряда взрывчатого веще" ства. Количество импульсов в цикле определяют на основе проведения опытных испытаний на участке выщелачивания.Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно интенсифицировать процесс выщелачивания, снизить потери полезного компонента и непроизводительные расходы рабочего Флюида. Формула изобретения 1. Способ бесшахтной добычи полез" ных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного горизонта скважинами с заглублением их в подстилающие породы, Формирование в подстилающих 3 15501101 ы, алевролиты и т.д., буря дополнительные скважины малого диаметра,оторые обсаживают и цементируют затубное пространство. Из этих скважинна расстоянии от продуктивного гори"зонта, исключающем возможность фильтрации жидкости или разрушения породВодоупора, образуют трещины гидрораз"рыва, располагаемые параллельно продуктивному горизонту. Трещины формируют известными методами в основномбез их заполнения материалом с созданием направляющей трещины, обеспечивающей последующее ее раскрытие иСмыкание в заранее заданных пределахи направлении, В том случае, еслиСуществует опасность раскрытия новыхтрещин вне заданного направления приаскрытии основной, первичную трещину 0гидроразрыва можно частично заполнитьКаким-либо материалом с повышеннойпроницаемостью, который в дальнейшемисключит возникновение новых трещин.После Формирования направляющей д 5трещины гидроразрыва приступают к добыче полезного ископаемого, например,методом выщелачивания. Для этого вНагнетательные скважины закачиваютрабочий Флюид, например растворы серНой кислоты, карбонатов и т,д., а изОткачных скважин откачивают продук"тивный флюид с полезным компонентом.В процессе закачки и откачки флюида периодически производят циклы рас- З 5Крытия и смыкания трещины гидрораз"рыва. Периодичность циклов и времяОбработки горизонта размыканием исмыканием трещины устанавливают наосновании проведения опытных экспериментов. Размыкание трещины осуществ"ляют путем нагнетания жидкости в трещину, а смыкание - путем сброса давЛения в стояке скважины. Величинуразмыкания трещины определяют на ос"нове проведения модельных, а затем инатурных экспериментов в каждом конкретном случае для тех или иных горногеологических условий с обеспечениемпередачи сжимающих и растягивающих50напряжений на всю мощность продук"тивного горизонта, т.е размыканиетрещины гидроразрыва должно вызыватьперераспределение напряжений в породах продуктивного горизонта по всеймощности последнего. Это являетсяВажным условием эффективности реализации способа, так как в противномЗаказ 253 Тираж 478 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 породах трещины гидроразрыва и ее.периодическое раскрытие и смыкание,подачу рабочего флюида и откачку продуктивного раствора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации процессов добычи путем созда"ния дополнительной трещиноватостипродуктивного горизонта, раокрытие 10 6трещины гидрораэрыва осуществляют до формирования в породах продуктивного горизонта по всей его мощности сжимающих и растягивающих напряжений.2, Способ по и,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что раскрытие и смы" канне трещины осуществляют в импульсном режиме.