Способ создания противофильтра-ционных завес

 

Союз Советскик

Социаннстичвския

Респу6лмк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ оц829766

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070279 (21) 2723283/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150581. Бюллетень Йо 18

Дата опубликования описания 180581 (51)М. Кла

E 02 В 3/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 56 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Â. Безазьян, Г.И. Волкова и К.Л. Бон ъ (71) Заявитель

Днепропетровский государственный проеф

Министерства угольной промышленнос (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ? РОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС Изобретение относится к горной про1ыаленности, в частности к способам создания протнвофильтрационной завесы в водонбсных горизонтах, содержащих минерализованные воды, и может быть использовано для предотвращения поступления воды в горные выработки.

Известен способ создания противофильтрационных завес, при котором закачку флюида в пласт осуществляют в пределах давлений, входящих в предлагаемый интервал. При этом достигают обеспечение фильтрации закачиваемого флюида без нарушения-его трещинами гидрораэрыва Pj ..

Недостатком данного способа является ограниченная область применения.

Известен также способ создания противофильтрационных завес в водоносных горизонтах пластового типа, содержащих минералиэованные жесткие воды, включающий вскрытие водоносного пласта скважиной, подачу в него воздуха или кислорода Г2 .

Недостатком данного способа является ограниченная обдасть его применения, так как он эффективен только при подземных водах, содержащих значительные количества растворенных в воде соединений железа. Для водоносных горизонтов, содержащих жесткие воды с преобладанием солей кальция и магния, этот способ не эффективен, так как указанные соли в осадок не выпадают даже при неограниченном поступлении кислорода и воздуха. A поскольку водоносные горизонты в основном представлены жесткими водами, то применение этого способа для создания протнвофильтрационных завес нецелесообразно.

Целью изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности создания завес в пластах, содержащих воды с преобладанием в них солей кальция и магния.

Эта цель достигается тем, что в водоносный пласт дополнительно нагнетают декарбонизирующий раствор, при этом декарбонизирующий раствор н воздух нагнетают поочередно, в равных весовых количествах с повторением циклов до полной кольматации пор пласта и в течение времени, обратно пропорционального скоростям движения по пласту, . соответственно, декарбонизированного раствора и воздуха, под

829766 давлением, удовлетворяющим зависимости

TH<Р сР где P — давление нагнетания декарИ бонизированного раствора или воздуха в пласт;

7Н вЂ” гидростатическое давление воды в водоносном пласте;

Р— давление гидроразрыва пласВ .качестве декарбонизирующего ис10 пользованы растворы силиката натрия, гашеной извести, полихлорида алюминия или оксихлорида алюминия.

На чертеже представлена схема, поясняющая данный способ {вертикальный разрез), Способ осуществляется следующим образом.

С поверхности земли 1 или горной выработки в водоносный горизонт 2 0 пластового типа бурят скважину 3, которую оборудуют обсадными колоннами 4. Затем по скважине нагнетают поочередно декарбонизирующий раствор и воздух в равных весовых количествах.

Циклы повторяют до полной кольматации фильтрующих пор. Декарбониэирующий раствор, поступая по скважине в водоносный горизонт и смешиваясь с пластовой водой, вступает в реакцию с растворечными в воде солями, вызывает выпадение их в осадок, который кольматируют фильтрующие поры пород, создавая противофильтрационную завесу 5. С повторением циклов до полной кольматации пор пласта и в . течение времени, обратно пропорционального скорости движения по пласту, соответственно, декарбонизирующего раствора и воздуха под давлением, 40 удовлетворяющем зависимости

Н (Ð С Р

1 где Р— давление нагнетания декарбоН низирующего раствора или воздуха в пласт;

7 Н вЂ” гидростатическое давление во. ды в водоносном пласте;

Р— давление гидроразрыва пласта.

РО

Периодическое чередование нагнетания раствора и воздуха способствует интенсификации химического процесса.

Продавливание воздуха через жидкую среду увеличивает радиус закрепления горных пород на 50-60Ъ. При снятии давления воздух двигается обратно

К инъектору, увлекая жидкость, что создает дополнительные условия для смешивания жидкостей и ускорения реакции. Декарбониэирующими растворами &0 являются растворы силиката натрия, Гашеной извести, полихлорида и оксиХлорида алюминия, концентрации котофых устанавливаются экспериментально

В зависимости от жесткости воды. Вре- &5 мя нагнетания раствора и воздуха определяется их скоростями движения и величиной противофильтрационной завесы.

Выполнение условия Рн )у Н необходимо для того,. чтобы подаваемый раствор, преодолевая гидростатическое давление, под которым находится вода в водоносном горизонте, проникал в фильтрующие поры и способствовал их кольматации. Выполнение условия

РИ < Р„ исключает гидроразрыв пласта.

Декарбонизирующий раствор, поступая по скважине в водоносный горизонт и смешиваясь с его жесткой водой, вступает в реакцию с растворенными солями кальция и магния, вызывает выпадение их в осадок, который кольматирует фильтрующие поры пород, создавая противофильтрационную завесу 5, предотвращающую прорывы воды из водоносного горизонта 2 в горную выработку 6.

Внедрение данного способа позволяет предохранить горные выработки от обводнения и предотвратить размокание пород, вывалы из кровли и пучение почвы горных выработок.

Формула изобретения

1. Способ создания противофильтрационных завес в водоносных горизонтах пластового типа, содержащих жесткие воды, включающий вскрытие водоносного пласта скважиной и подачу в него воздуха, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения способа путем обеспечения возможности создания завес в пластах, содержащих воды с преобладанием в них солей кальция и магния, в водоносный пласт дополнительно нагнетают декарбониэирующий раствор, при этом декарбонизирующий раствор и воздух нагнетают поочередно, в равных весовых количествах с повторением циклов до полной кольматации пор пласта и в течение времени, обратно пропорционального скоростям движения по пласту, соответственно, декарбонизирующего раствора и воздуха под давлением, .удовлетворяющим зависимости уН (Р„(Р,, где Р— давление нагнетания декарИ бониэирующего раствора или воздуха в пласт;

$ Н вЂ” гидростатическое давление воды в водоносном пласте;

Р— давление гидроразрыва пласt та.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве декарбонизирующего раствора используют раствор силиката натрия.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве декар829766

2. Патент ГДР Â 98963, кл. E 02 В 3/16, опублик. 1973.

Состааптемь Ъ. Руднева

Редактор A. Наурсков Техред М. Голинка Корректор О. Билак

Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3624/73

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 бонизирующего раствора используют раствор гашеной извести.

4 ° Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, s качестве декарбонизирующего раствора используют раствор полихлорида алюминия.

5. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве декарбонизирующего раствора используют раствор оксихлорида алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лунев Л.H. и Рудаков И.E.

Бесшахтные системы выщелачивания металла. М., Цветметинформация, 1974, с. 36-39.