专利名称：十水硫酸钠钻井水溶开采工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种十水硫酸钠矿床开采工艺，尤其涉及一种利用钻井水溶法开采十水硫酸钠矿床的工艺。
背景技术：
硫酸钠(俗称“元明粉”或芒硝)是一种应用广泛的化工原料，主要用于合成洗涤剂、印染、玻璃、造纸、医药、皮革等行业，用量很大。然而，目前各大元明粉企业都面临着资源紧缺的现象。另一方面，有些芒硝矿床，由于上覆岩层松软，矿层中泥砂含量大，埋藏浅，地温低，芒硝晶体中含有十个结晶水，导致采出卤水浓度低，采用现有公知的常规钻井水溶法技术很难开采，低浓度卤水直接加工也很不经济。例如，内蒙古自治区拥有我国储量最大的芒硝矿床，但因其矿床属于上述类型，因而该矿床发现二十多年来一直没有被开发利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有十水硫酸钠矿床开采技术的上述缺陷，提供一种适合于松软上覆岩层的十水硫酸钠矿床的开采工艺。
本发明之十水硫酸钠矿床的开采工艺包括以下步骤(1)建井根据矿山不同的上覆岩层特点和可溶性矿物的溶解特性，确定合理的井距、组距、排距等布井参数和井身结构；一般，宜三井或两井为一井组，沿矿层底板等高线布置，井距25-35m，组距和排距为50-70m，井身结构宜为三管结构(技术套管+环管+中心管)，以确保开采过程中的井筒安全；(2)建槽采用油垫、注热水建槽，注水温度为20-32℃之间，由低逐渐升高，建槽高度根据底部矿层的具体情况确定为3-5m；在建槽过程中要保持溶腔中的油量充足，防止出现上溶，确保迅速扩大溶腔实现井组连通(当在建槽过程中发生堵井事故时，可采用公知的加压解堵、改变循环方式解堵、间断加压解堵、提管解堵、综合解堵法等方法解堵，但在采用加压解堵时，操作要稳重，防止压穿地层，确保井身安全)。具体操作流程为将来自加工厂的余热水与淡卤水(或清水)混合达到建槽所要求的温度(初期为20℃，末期为32℃，温度上升幅度为溶腔半径增加2-3m，温度调高2℃)后，由注水泵加压(建槽期工作压力为0.8-1.0MPa)，经过各仪表(压力表、温度计、流量计并取样)参数检测(记录压力、温度、流量、浓度)，输送、分配到各建槽井，经过计量后由注水管(环管或中心管)注入到矿层溶矿(单井注水量20-25m3/h)，溶矿后的卤水由采卤管(中心管或环管)返出井口，经过仪表(压力表、温度计、流量计并取样)的参数检测(记录压力、温度、流量、浓度)，合格卤水输送到卤水沉淀池，经过盐田蒸发浓缩后输送到加工厂；不合格卤水输送到淡卤沉淀池，沉淀后供循环注水使用。注油系统的流程为，来自储油罐的油经过注油泵加压(建槽期工作压力为1.0-1.2MPa)，然后经过仪表(压力表、流量计)参数检测(记录压力、流量)，输送到建槽井，由注油管(技术套管)注入到矿层，漂浮在溶腔的顶部；(3)上溶生产上溶生产开采采用油垫控制上溶，注热水溶矿，分梯段开采。注水温度根据热水供给情况确定，但不得低于32℃，梯段高度根据开采矿层厚度确定在4-6m之间；具体操作流程为将来自加工厂的余热水与清水(或建槽井的淡卤水)混合，达到生产所要求的温度(≥32℃)后，由注水泵加压(生产期间工作压力为0.6-0.8MPa)，经过各仪表(压力表、温度计、流量计并取样)参数检测(记录压力、温度、流量、浓度)，输送、分配到各生产井组，经过计量(井组注水量30-35m3/h)后由注水井注入到矿层溶矿，溶矿后的卤水由采卤井返出井口，经过仪表(压力表、温度计、流量计并取样)的参数检测(记录压力、温度、流量、浓度)，卤水输送到卤水沉淀池，经过盐田蒸发浓缩后输送到加工厂，加工厂的尾液返回到井场供开采循环使用；或直接将卤水输送到冷冻车间的储卤罐中，经过冷冻装置生产出十水硝供加工厂，尾液返回到井场供开采循环使用；注水温度宜保持稳定，并宜定期改变注水方式，以确保溶腔的均衡发展；在上溶开采时要保持定期注油(300-500l/3-4d)，即将来自储油罐的油经过注油泵加压(0.8-1.0MPa)，然后经过仪表(压力表、流量计)参数检测(记录压力、流量)，输送到注水井(或采卤井)，由注油管(技术套管)注入到矿层，漂浮在溶腔的顶部。(4)原卤浓缩采出原卤的浓度在100-150g/l之间，可采用公知的方法浓缩；但在夏季蒸发量大、冬季寒冷的地方，宜选用夏季卤水在盐田中蒸发浓缩，冬季结晶为十水硝的浓缩方法；也可采用冷冻结晶装置直接生产十水硝。浓缩后的卤水或十水硝送加工厂生产元明粉。
与公知的钻井水溶油垫法开采芒硝矿的方法比较，本发明的主要贡献在于确定合理的井距、组距、排距等布井参数和井身结构；井组单井建槽工艺及工艺参数，特别是建槽注水温度的控制；确定合理的上溶生产开采工艺及工艺参数，特别是开采注水温度的控制。
本发明之十水硫酸钠矿床开采工艺特别适合于上覆岩层松软，矿层中泥砂含量大，埋藏浅，地温低的芒硝矿床，开采成本低，非常经济合算。
具体实施例方式
实施例1(1)建井 根据矿山上覆岩层特点和可溶性矿物的溶解特性，确定三井为一井组，沿矿层底板等高线布置，井距25m，组距和排距均为50m，井身结构为三管结构(技术套管+环管+中心管)；(2)建槽 将来自锅炉房的热水与淡卤水(或清水)混合达到20℃的温度(建槽期间平均注水温度为26℃，末期为32℃)后，由注水泵加压注水，注水压力为0.8MPa，经过压力表、温度计、流量计并取样同时记录压力、温度、流量、浓度，然后，输送到建槽井由注水管(环管)注入到矿层溶矿(单井注水量203/h)，溶矿后的卤水由采卤管返出井口，经过检测压力、温度、流量、浓度，合格卤水输送到卤水沉淀池，不合格卤水输送到淡卤沉淀池，沉淀后供循环注水使用。建槽期间每天注一次油，注油量按200l/d控制。注油系统的流程为，来自储油罐的油经过注油泵加压到1.0-1.2MPa，然后经过压力表、流量计记录压力和流量，输送到建槽井，由注油管注入到矿层，漂浮在溶腔的顶部；(3)上溶生产 将来自锅炉房的热水与清水混合达到32℃温度后，由注水泵加压注水，平均注水压力为0.65MPa，经过压力表、温度计、流量计并取样同时记录压力、温度、流量、浓度，之后，输送到生产井组由注水井注入到矿层溶矿(井组注水量30m3/h)，溶矿后的卤水由采卤井返出井口，检测记录压力、温度、流量、浓度，卤水输送到卤水沉淀池；经过盐田蒸发浓缩后输送到加工厂，加工厂的尾液返回到井场供开采循环使用；上溶生产期间每周注两次油，每次注油量为300L，注油系统的流程为，来自储油罐的油经过注油泵加压到1.0-1.2MPa，然后经过压力表、流量计记录压力和流量，输送到注水井，由注油管注入到矿层，漂浮在溶腔的顶部。(4)原卤浓缩 采用夏季卤水在盐田中蒸发浓缩，冬季结晶为十水硝的浓缩方法。
实施例2(1)建井 根据矿山上覆岩层特点和可溶性矿物的溶解特性，确定二井为一井组，沿矿层底板等高线布置，井距35m，组距和排距均为70m；(2)建槽 将来自锅炉房热水与淡卤水(或清水)混合达到20℃的温度(建槽期间平均注水温度为28℃，末期为32℃)后，由注水泵加压注水，注水压力为1.0MPa，输送到建槽井由注水管(中心管)注入到矿层溶矿(单井注水量253/h)；建槽期间每2天注一次油，注油量按300l/d控制。注油系统的流程为，来自储油罐的油经过注油泵加压到1.0-1.2MPa，然后经过压力表、流量计记录压力和流量，输送到建槽井，由注油管注入到矿层，漂浮在溶腔的顶部；(3)上溶生产 将来自锅炉房的热水与清水混合达到32℃温度后，由注水泵加压注水，平均注水压力为0.7MPa，井组注水量35m2/h；上溶生产期间每周注两次油，每次注油量为350L；(4)原卤浓缩 采用冷冻结晶装置直接生产十水硝。
其他同实施例1。
权利要求
1.一种十水硫酸钠矿床的开采工艺，它包括以下步骤(1)建井 生产井组为三井或两井为一组，井距25-35m，组距和排距为50-70m，沿矿层底板等高线布置，井身结构为三管结构；(2)建槽 采用注热水、油垫法建槽，注水温度由低逐渐升高，注水温度范围在20-32℃之间，建槽高度根据底部矿层的具体情况确定为3-5m；(3)上溶生产 采用油垫控制上溶，注热水溶矿，分梯段开采，注水温度等于或高于32℃；(4)原卤浓缩。.
2.根据权利要求1所述的十水硫酸钠矿床的开采工艺，其特征在于，所述原卤浓缩方法为夏季卤水在盐田中蒸发浓缩，在冬季结晶为十水硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的十水硫酸钠矿床的开采工艺，其特征在于，原卤直接输送至冷冻结晶装置生产十水硫酸钠。
全文摘要
本发明公开了一种十水硫酸钠矿床的开采工艺，包括布井参数，建槽工艺及参数、解堵方法，开采工艺及参数，卤水浓缩方法。三井或两井为一井组，井距25－35m，组距和排距均为50－70m，井身结构为三管结构；建槽采用注热水(20－32℃)溶矿，油垫控制上溶，单井建槽，井组自然连通；然后采用注热水(≥32℃)溶矿，分梯段控制上溶开采；采出卤水利用盐田夏季自然蒸发浓缩，冬季自然冷冻十水硝送加工厂，或采用冷结晶装置直接生产十水硝送加工厂。本发明特别适合于上覆岩层松软，矿层中泥砂含量大，埋藏浅，地温低的芒硝矿床的开采，开采成本低，非常经济合算。
文档编号E21B43/00GK1614190SQ20041004678
公开日2005年5月11日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者马平杰, 陈新, 戢良鹏 申请人:化工部长沙设计研究院