Патент на изобретение №2229591

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2229591 (13) C1
(51) МПК 7
E21B43/28
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 25.02.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2002134860/032002134860/03, 23.12.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

23.12.2002

(45) Опубликовано: 27.05.2004

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 1117397 A, 07.10.1984. SU 803543 A, 15.11.1981. SU 1041676 A, 15.09.1983. SU 1199910 A, 23.12.1985. SU 1218083 A, 15.03.1986. SU 1488446 A, 23.06.1989.
RU 2042586 C1, 27.08.1995. RU 2141440 C1, 20.11.1999. US 3933514 A, 20.01.1976.

Адрес для переписки:

199106, Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, 21, СПГГИ (ТУ), патентный отдел

(72) Автор(ы):

Мозер С.П. (RU),
Толстунов С.А. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) (RU)

(54) СПОСОБ ДОБЫЧИ СОЛЕЙ ИЗ СОЛЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике добычи ископаемых солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, производящих добычу рассолов через буровые скважины. Технический результат – повышение извлечения соли и снижение потерь нерастворителя. Способ включает бурение скважины, обсадку ее, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь растворителя и нерастворителя, откачку рассола. После закачки нерастворителя в растворитель перед подачей в залежь вводят гелеобразующий реагент в количестве 10-50% от массы нерастворителя, находящегося в камере, причем плотность гелеобразующего реагента меньше плотности растворителя. В качестве гелеобразующего реагента применяют пенополистирол. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к технике добычи ископаемых солей подземным растворением в недрах, главным образом к горно-химической промышленности, и может быть использовано также в других отраслях промышленности, производящих добычу рассолов через буровые скважины.

Известен способ добычи солей из соляных залежей через буровую скважину (А.С. 803543, Е 21 В 43/28, В 65 G 5/00, 15.11.1981, бюл. №42). Соляной пласт вскрывают скважиной для рассолодобычи, которую оборудуют обсадной колонной труб, водоподающей колонной труб, рассолоподъемной колонной труб. Пространство между обсадной и водоподающей колоннами заполняют нефтепродуктами с добавкой кубовых остатков производства высокомолекулярных жирных спиртов и альдегидов, после чего закачивают в скважину воду и извлекают на поверхность рассол, одновременно периодически подкачивая в кольцевое пространство между обсадной и водоподающей колонной воздух, который образует у кровли камеры растворения “подушку”, изолированную от контакта с рассолом в камере растворения слоем нефтепродуктов с добавкой высокомолекулярных жирных спиртов и альдегидов. После размыва в нижней части соляной залежи подготовительной камеры воздух, находящийся в “подушке” у кровли камеры, выпускают на поверхность и поднимают технологические колонны на высоту эксплуатационной ступени камер растворения, при отработке которой повторяют описанный выше цикл операций. Предложенный способ предусматривает использование в качестве изолирующего слоя, препятствующего массопереносу воздуха в рассол, нефтепродуктов с добавкой кубовых остатков высокомолекулярных жирных спиртов и альдегидов, которые, создавая сорбционные слои на границах разделов фаз нефтепродукты – воздух и нефтепродукты – растворитель, препятствуют взаимодействию нефтепродуктов и растворителя с воздухом, находящимся у кровли камеры растворения. При этом за счет структурно-механических свойств сорбционных слоев возрастает эффективность изолирующего действия слоя нефтепродуктов, ограничивающего проникновение через него воздуха в рассол.

Недостатком данного способа является низкое извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и высокие потери нерастворителя.

Известен способ добычи солей из соляных залежей, принятый за прототип (А.С.1117397, Е 21 В 43/28, В 65 G 5/00, 02.10.1984, бюл. №37). Бурят скважину, оборудуют ее рабочими колоннами, подают в залежь растворитель, воздух и нефтепродукты с добавками, откачивают образующийся рассол. В качестве добавок в нефтепродукты вводят обработанные сульфит-спиртовой бардой твердые водонерастворимые частицы с удельным весом менее 1 г/см3 в количестве 8-15% отвеса нефтепродуктов. В качестве водонерастворимых частиц в нефтепродукты вводят древесные опилки, хвою или гранулы пластмасс. Наличие в слое нефтепродуктов твердых водонерастворимых частиц с удельным весом менее 1 г/см3, обработанных сульфит-спиртовой бардой, например древесных опилок, гранул пластмасс, усиливают упорные свойства этого слоя, препятствуя проникновению через него воздуха в рассол, находящийся в камере. В течение времени контакта слоя продуктов с воздухом и рассолом при размыве камеры или отработке эксплуатационной ступени происходит ухудшение газоупорных свойств слоя нефтепродуктов вследствие окисления и других физико-химических процессов, происходящих в камере. Твердые нерастворимые частицы с удельным весом менее 1 г/см3 инертны к воздействию на них веществ и факторов, действующих в камере, находясь на границе раздела воздух – рассол в слое нефтепродуктов, увеличивающие степень изоляции от рассола, причем в результате предварительной обработки их сульфит-спиртовой бардой, обуславливающей сорбцию на них олеофобных групп, они разлагаются преимущественно на границах раздела фаз воздух – рассол.

Недостатком данного способа является низкое извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и высокие потери нерастворителя.

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и снижение потерь нерастворителя за счет преобразования нерастворителя, находящегося в камере, в гелевидное вещество, которое обладает вязкостью, достаточной для предотвращения образования эмульсий вода-нерастворитель.

Технический результат достигается тем, что в способе добычи солей из соляных залежей, включающем бурение скважины, обсадку ее, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь растворителя и нерастворителя, откачку рассола, согласно изобретению после закачки нерастворителя в растворитель перед подачей в залежь вводят гелеобразующий реагент в количестве 10-50% от массы нерастворителя, находящегося в камере, причем плотность гелеобразующего реагента меньше плотности растворителя.

Изобретение характеризуется также тем, что в качестве гелеобразующего реагента применяют пенополистирол.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить извлечение соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения и снизить потери нерастворителя за счет преобразования нерастворителя, находящегося в камере, в гелевидное вещество, которое обладает вязкостью, достаточной для предотвращения образования эмульсий вода-нерастворитель.

При работе индивидуальной скважины послойного выщелачивания в цилиндрической камере с плоской потолочиной могут быть выделены четыре зоны с четко выраженными гидродинамическими отличиями: зона припотолочного (компенсационного) потока, зона вертикального плоскопараллельного потока, промежуточная зона, зона сферического потока (центростремительное движение жидкости к точке забора). Наиболее активен плоскорадиальный припотолочный поток, растекающийся от точки ввода жидкости к боковым стенкам камеры. Скорости этого потока (убывающие от центра к периферии камеры) на несколько порядков выше, чем, например, в радиально-сферическом потоке, где имеет место центростремительное движение жидкости к точке забора. Высокая активность припотолочного потолка, с одной стороны, создает благоприятные условия для растворения соли в потолочине камеры (особенно в приствольной части потолка), то есть интенсифицирует процесс растворения, но с другой, при необходимости изоляции потолка от растворения, затрудняет поддержание у кровли пленки жидкого нерастворителя, то есть усложняет управление параметрами камер.

Поддержание пленки особенно затруднено в тех случаях, когда уровень водоподачи совпадает с уровнем поддержания нерастворителя. При этом за счет интенсивного механического перемешивания нерастворителя с водой в приствольной части образуется водонефтяная эмульсия и может происходить подрастворение потолка. По мере движения к периферии камеры нестойкая эмульсия расслаивается и нерастворитель растекается радиально вдоль потолка. Стойкая эмульсия вместе с растворителем вначале погружается в рассол, затем всплывает и растекается вдоль потолка не на поверхности рассола, а плавая в нем.

Вода в камеру поступает постоянно, а нерастворитель закачивается порциями через определенные промежутки времени. Движением воды имеющийся в камере нерастворитель может быть смещен к периферии. При этом центральная часть поверхности потолка обнажается и происходит его подрастворение.

В качестве нерастворителя при растворении солей используются жидкие углеводородные соединения, газообразные и другие, инертные по отношению к соли, воде и рассолу вещества с удельным весом меньше удельного веса воды и рассола, обладающие хорошей растекаемостью по поверхности воды, соли и рассолов. Сырая нефть, используемая в качестве нерастворителя вследствие ее окисления, коагуляционной способности и обводненности, не всегда обеспечивает надежную изоляцию камеры, так как при длительном нахождении ее в камере растворения происходит изменение качественного состава ее с образованием стойких водонефтяных эмульсий. При этом увеличивается обводненность, вязкость, удельный вес и содержание механических примесей в ней, что в конечном итоге приводит к уменьшению выталкивающей способности и ухудшению растекаемости и нарушению сплошной пленки, изолирующей поверхность соли в кровле камеры. Через 2-3 года нахождения нефти в камере она начинает “стареть” и терять свои первоначальные свойства как нерастворитель.

Жидкий нерастворитель выбирается с учетом следующих основных требований: 1) вязкость при температуре 0С не более 20-25 сСт; 2) удельный вес не выше 0,85-0,88 т/м3; 3) Сохранять свои физические свойства во времени (то есть не “стареть” в течение не менее 5-10 лет). Этим требованиям удовлетворяют дизельное топливо, соляровое масло, газойль и некоторые высококачественные сорта нефти.

Способ добычи солей из соляных залежей поясняется схемой, где

1 – соляная залежь;

2 – обсадная труба;

3 – рассолоподъемная труба;

4 – водоподающая труба;

5 – гелеобразная масса;

6 – камера растворения.

Способ подземного растворения соляных залежей осуществляется следующим образом: соляную залежь 1 вскрывают скважиной, обсаживают ее, оборудуют рабочими трубами: обсадной трубой 2, водоподающей трубой 4 и рассолоподъемной трубой 3. Подают растворитель (например, воду), а по пространству между обсадной трубой 2 и водоподающей трубой 4 в камеру подают нерастворитель (например, дизельное топливо), который растекаясь, под кровлей камеры 6 образует защитную “пленку”. После этого в скважину закачивают растворитель с гелеобразующим реагентом (например, пенополистиролом) в количестве 10-50% от массы находящегося в камере нерастворителя, причем плотность гелеобразующего реагента (например, пенополистирола) меньше, чем плотность растворителя (например, воды). Отрабатывают запасы камеры растворения 6. При попадании гелеобразующего реагента (например, пенополистирола) в камеру растворения 6 он из-за более низкой плотности по сравнению с растворителем (например, водой) поднимается к кровле камеры растворения 6, вступает в реакцию с нерастворителем (например, дизельным топливом), образуя гелеобразную массу 5 в кровле камеры. По мере отработки запасов камеры нерастворитель и гелеобразующий реагент периодически добавляют, поддерживая вязкость гелеобразной массы на необходимом и достаточном уровне.

Массу гелеобразующего реагента принимают по данным таблицы.

Как видно из таблицы, при добавлении гелеобразующего реагента менее 10% вязкость гелеобразной массы практически не изменяется, что не дает желаемого эффекта, при добавлении гелеобразующего реагента более 50% увеличивающаяся величина вязкости гелеобразной массы не позволяет достаточно эффективно управлять процессом размыва камеры.

При использовании в качестве гелеобразующего реагента пенополистирола с плотностью 0,5 кг/м3 и подаче его в количестве 50% от нерастворителя, находящегося в камере, вязкость образующейся гелеобразной массы составит 20 сСт, что позволит поддерживать в камере слой нерастворителя толщиной 1 см и снизить потери нерастворителя в 5 раз.

Применение данного способа подземного растворения соляных залежей обеспечивает следующие преимущества:

– позволяет повысить извлечения соли при эксплуатационной отработке запасов камеры растворения;

– позволяет снизить потери нерастворителя.

Формула изобретения

1. Способ добычи солей из соляных залежей, включающий бурение скважины, обсадку ее, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь растворителя и нерастворителя, откачку рассола, отличающийся тем, что после закачки нерастворителя в растворитель перед подачей в залежь вводят гелеобразующий реагент в количестве 10-50% от массы нерастворителя, находящегося в камере, причем плотность гелеобразующего реагента меньше плотности растворителя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гелеобразующего реагента применяют пенополистирол.

РИСУНКИ

Рисунок 1


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.12.2004

Извещение опубликовано: 20.07.2006 БИ: 20/2006


Categories: BD_2229000-2229999