Способ разработки пластов сильвинита подземным выщелачиванием

 

Изобретение относится к технологии добычи рассолов хлористого калия при разработке месторождений сильвинита подземным выщелачиванием. Цель изобретения - повышение коэффициента извлечения полезного компонента. Для реализации способа бурят скважину, вскрывающую пласты полезных ископаемых. Оборудуют ее обсадной, водоподающей и рассолоподъемной колоннами. Добычу ведут в чередующихся режимах полного и избирательного выщелачивания. При ведении процесса в режиме полного выщелачивания используют пресную воду, а избирательного - ненасыщенный раствор хлористого натрия с дополнительным введением в него бикарбоната натрия в количестве 2,0 - 4,0 г/л. В режиме полного выщелачивания отрабатывают пласты с содержанием полезного ископаемого до 30%, а в режиме избирательного - с содержанием более 30%. Применение способа позволяет повысить коэффициент извлечения полезного компонента по отдельным пластам и в среднем по месторождению. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„155О1 И (51) E 21 В 43/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",- (21) 4430153/23-03 (22) 25.05.88 (46) 15.03.90.„ Бюл. Р 10

{71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии (72) Ю.А.Богданов, Т,Г.Лупейко, E.Ï.Каратыгин, Д.В.Брусиловский и Е.А.Григорьева (53) 622.363 ° 2 (088„8) (56) Патент США Р 3512945, кл. Е 21 В 43/28, 1969.

Авторское свидетельство СССР

tP 1244292, кл. E 21 В 43/28, 1985.

{54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СИЛЬВИНИТА ПОДЗЕМНЫМ ВЫщЕЛАЧИВАНИЕМ (57) Изобретение относится к технологии добычи рассолов хлористого калия при разработке месторождений сильвинита подземным выщелачиванием. Цель изобретения - повышение коэффициента извлечения полезного компонента. Для

Изобретение относится к технологии добычи рассолов хлористого калия при разработке месторождений сильвинитов подземным выщелачиванием через буровые скважины.

Цель изобретения - повышение коэффициента извлечения полезного ископаемого.

На фиг.1 изображена схема отработки свиты сильвинитовых пластов; на фиг.2 - изотермы растворимости тройных систем ИаС1+ИаНСО +Н О и КС1+

+кнсоз+Н О.

Схема содержит пласты 1 сильвини" тов, среди пластов соли 2, скважину

3, оборудованную основной обсадной

2 реализации способа бурят скважину, вскрывающую пласты полезных ископаемых. Оборудуют ее обсадной, водоподающей и рассолоподъемной колоннами.

Добычу ведут в чередующихся режимах полного и избирательного выщелачивания. При ведении процесса в режиме полного выщелачивания используют пресную воду, а избирательного - ненасыщенный раствор хлористого натрия с дополнительным введением в него бикарбоната натрия в количестве .2,04,0 г/л. В режиме полного выщелачивания обрабатывают пласты с содержанием полезного ископаемого до 30, а в режиме избирательного - с содержанием более 30/. Применение способа позволяет повысить коэффициент извлечения полезного компонента по отдельным пластам и в среднем по месторождению.

2 ил. колонной 4, водоподающей колонной 5 и рассолоподъемной колонной 6, добываемый рассол 7 солей.

Способ осуществляют следующим образом.

Месторождение сильвинитов, представленное несколькими продуктивными пластами 1 и 2 (фиг.1), вскрывают скважиной 3, которую оборудуют тремя колоннами труб: основной тампонажной колонной 4, опускаемой до кровли продуктивной толщи и двумя рабочими колоннами: водоподающей 5 и рассолоподъемной 6. Длл управления процессом формообразования камеры используют жидкий нерастворитель (нефть

15г 0111 и ее производные), который подается в межтрубное пространство между там1 понажной и водоподающей колоннами.

Растворитель подают в скважину по межтрубному пространству между водоподающей и рассолозаборной колоннами и по последней извлекают рассол 7.

После создания подготовительной выработки заданных размеров в подсти- 10 лающем продуктивную толщу пласте галита приступают к обработке продуктивных пластов.

При этом процесс выщелачивания ведут в чередующихся режимах полного и избирательного выщелачивания. Режим полного выщелачивания применяют с использованием в качестве растворите ляя воды при отработке пластов вильвинита с содержанием в нем l(C1 менее

303, в этом случае отдельные зерна сильвина (l(C1) изолированно размещены в галите (NaC1) и это исключает применение избирательного выщелачивания, так как после быстрого растворения отдельных включений зерен сильвина происходит образование в камере сплошной поверхности хлористого натрия, что приводит к затуханию процесса выцелачивания.

Избирательно отрабатывают пласты

ЗО, сильвинита с содержанием КС1 более

303. Процесс ведут с использованием раствора хлористого натрия с добавками бикарбоната натрия в количестве

2,0-4,0 г/л. 35

Структурные особенности продуктивного пласта характеризуются наличием в нем отдельных зерен хлористого натрия и непрерывного сплошного контакта между зернами хлористого калия, Это обеспечивает при избирательном растворении хлористого калия свободное отделение зерен галита и аккумуляцию их в нижней части камеры, а забой камеры при этом постоянно подвергает- 5 ся активному выщелачиванию.

Основные закономерности растворимости солей в системах NaC1-NaHCO—

Н О и КС1-КНСО -HgO представлены на фиг.2.

Механизм действия добавок бикарбоната натрия на процесс избирательного выщелачивания хлористого калия из сильвинита изучен в лабораторных ус55 ловиях. Как следует из полученных данных, добавки бикарбоната натрия в количестве 2,0-4,0 г/л оказывают каталитичеокое воздействие на процесс растворения сильвинита, увеличивая скорость перехода в раствор хлористого калия, обеспечивая высокий коэффициент извлечения КС1 из продуктивного пласта.

При добавках бикарбоната натрия (NaHC0>) в количестве свыше 4 г/л наблюдается снижение коэффициента извлечения полезного компонента, что обусловлено большим количеством выделяющегося при циклах избирательного выщелачивания хлористого натрия, который блокирует активные площади растворения в обрабатываемой камере.

При добавках NaHCA в количестве, меньшем 1 г/л„ происходит снижение избирательности процесса по хлористому калию, не происходит повышение коэффициента извлечения полезного компонента.

В процессе выщелачивания следят за соотношением МаС1/КС1 в получаемом рассоле, который характеризует нали ие полезного компонента (КС1) в обрабатываемом пласте. Так, величина отношения ИаС1/КС1, изменяющаяся в пределах от 9,0 до 2,3, свидетельствует о том, что выщелачиваются пласты с содержанием КС1 10-301.

При уменьшении этого отношения с 2,3 до 1,0 содержание КС1 в пласте составляет 30-50/. Следовательно, данное отношение является оценочным критерием для изменения режима выщелачивания (полное - избирательное) .

Содержание хлористого натрия в .растворителе в зависимости от минерального состава продуктивного пласта и производительности скважины рассчитывают по следующей зависимости

С,=0,2 О . (15,96+0,783t+0,1tg)(1где С - концентрация хлористого натрия в растворителе, г/л; (! - производительность сква. ИЬ жины„работающей в избирательном режиме, мз/ч; температура растворения, OC

- содержа ни е хлористого калия в сильвините в долях единицы.

Процесс отработки продуктивной толщи начинают с нижних пластов сильвинита. В зависимости от содержания хлористого калия в пласте, которое может быть определено по анализу

1Г50>11 кернового материала, устанавливают режим выщелачивания. В дальнейшем режим выщелачивания поддерживается в зависимости от вели ины соотношения

NaCl/КГ1 в рассоле.

Пример„ Продуктивная толща представлена свитой из четырех пластов сильвинита, разделенных пластами галита. Состав пластов сильвинита снизу вверх: ;-й пласт - КС1 123, УаС1 883; 2-й пласт - КС1 201; ИаС1

804; 3-й пласт - KCl 323, NaC1 68 .

4-й пласт - КС1 43В, NaCl 57 . Температура процесса 30 С. Производитель- 15 ность, скваж>ны 30 смэ/ч. Работа начинается с создания подготовительной выработки в подстилающем нижнем 1-и продуктивном пласте - пласте галита.

Посге достижения подготовительной 2п выработкой проектнсг о д аметра (,;0 м) и перестановки эксплуатационных колонн начинают обработку ни>кнего 1-го пласта сальвинита. При содержании хлористого калия в и;-асте 123 про: 25 цесс ведется в режимс полного рас>ворения. С использованием в качестве растворителя пресной воды коэффицие; т извлечения полезного компоне>,та при этом составляет 20-253. 30

Аналоги >но в режиме полного растворения производилась -отработка 2-го продуктивного пласта.

При переходе к выщелачиванию 3"ro пласта с одержанием хлористого калия

303 соотношение МаС1/КС1 в получаемом рассоле было равно 2,33.

В связи с этим 3-Й пласт отраьаты вали в режиме избирательного выщелачи=вания. 40

Для этого пресный растворитель заменяли на растеор хлористого натрия с добавками бикарбоната натрия в количестве 4 г/л. Рассчитаем содержание хлористого натрия в растворителе по

Формуле (1)

С > с — 0,2 Q из (15,96+0,783t+0,1tg)x х(1-q)=0,2,30 (15,96+0,783.30 +

+0,1.30.0,3) (1-0,32)=167 г/л.

Таким образом состав растворителя, 5 применяемого для избирательного выщелачивания 3-го пласта сильвинита,будет: NaC1 167 г/л = 14,2i; NaHCOq=

=4 г/л=0,4 .

Коэффициент извлечения. полезного компонента (КС1) составил 31,6i.

Верхний 4-й продуктивный пласт сильвинита с содержанием КС1 433 отрабатывается также в режиме избирательного выщелачивания. В качестве указателя того, то процесс выц>елачивания перешел в 5-й плас — является снижение величины отношения NaC1/КС1 в получаемом рассоле до 1,5.

Определим состав растворителя применяемого для отработки 5-го пласта сил ь вини та

С >,„с.-l. =0 „2x3 0 (15, 96+0, 783х3 0+0, 1х30х х0,4х(1-0,4) =144,4 г/л, Состав растворителя, применяемого для избирательного выцелачивания 5-го пласта, будет.. NaC1=144,4 г/л=12,23;

ИаНСΠ— — 4 г/л = 0,4 7-.

Коэффициент извлечения полезного комг>онента при этом 49,4 .

Применение способа при отработке свиты пластов сильвинита позволило повысить коэффициент извлечения полезногQ компонента КС1 по отдельным пластам и в среднем llo свите пластов за счет применения чередующихся режимов полного и избирательного растворения, использования в качестве растворителя раствора хлористого натрия с добавками бикарбоната натрия и пос". iнно"o контроля за соотношением

ИаС1/КС1 B получаемом рассоле.

Формула изобретения

Способ разработки пластов сильвин та подземньм BLùåëà÷èâàíèåì, включающий измерение содержания полезного компонента, бурение скважинь,, подачу

L= нее ненасыщенного раствора хлористого натрия B качестве растворителя и выдачу рассола, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения извлечения полезного компонента из свиты пластов. за счет чередования режимов полного и избирательного выщелачиваний, выделяют ппасты с содер =

>канием полезного компонента до 30 и более 304, в пласты с содержанием полезного компонента менее 304 предварительно подают воду, измеряют величину отношения NaCI/ÊÑ1, а подачу в скважину ненасыщенного раствора хлористого натрия производят после достижения отношением NaC1/КС1 величины 1,8-2,0, причем в раствор хлористого натрия вводят бикарбонат натрия в количестве 2-4 г/л, при этом в пласты с содержанием полезного компонента более 303 производят подачу ненасыщенного раствора хлористого натрия с добавлением бикарбоната натрия в количестве 2-4 г/л.

1550111

80 ф Î

М

М м

Ю ч

Ф и

N _#_

МВЖОу р lflltgр ф % и Я

Составитель В.Архипов

Редактор А.Долинич Техред Л.Сердюкова Корректор И.Кучерявая

»«» » «» «» «» «» «Й

Заказ 253 Тираж 479 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113О35, Иосква, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Производственно"издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101