一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法
【专利摘要】本发明公开了一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法，包括中心管和技术套管，所述技术套管贯通至废弃盐腔与地面之间，所述中心管穿过所述技术套管位于所述废弃盐腔内的底部，所述中心管与所述技术套管之间具有中心管环空。与现有技术相比，本发明能将废弃溶腔中的卤水变为有价值的工业原料；能将废弃盐腔变为宝贵的地下处置空间；能有效处置有毒害浆液，达到环保的效果，又能避免有毒害浆液与卤水直接接触，造成二次污染；将逐渐释放的压缩空气变为其他处置腔驱替卤水的压缩空气来源和部分动力，达到节能的目的。
【专利说明】
一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种盐处理设备，尤其涉及一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法。
【背景技术】
[0002]我国盐井矿盐开采多以水溶开采为主，在地下残留了大量的废弃溶腔。这些废弃溶腔均用饱和卤水充填，若处置不当将引发严重的地质灾害及环境危害；另一方面我国每年都有大量的有毒害浆液产生，如电镀行业、炼化企业，这些有毒害浆液的处置也是困扰相关企业和环保部门的重要问题。而盐岩具有孔隙度低、渗透率低、化学性质稳定的优良性质，从国外的经验来看，地质条件良好的废弃溶腔废弃上千年腔体稳定性、密闭性仍非常良好，因此，国外也采用废弃盐岩溶腔进行有毒害废弃物的处置，甚至作为核废料的处置场所。若采用新建溶腔处置有毒害浆液，相对于动辄几千万的造腔费用，其价值并不凸显；而若能直接采用盐岩废弃溶腔进行处置，则可以省去高昂的造腔费用及有毒物处置费用。
[0003]在我国废弃的盐腔中，有一部分属于地质条件良好，溶腔形状规则，腔体的稳定性和密闭性良好，固井质量也较高的溶腔。若将这部分溶腔用来进行有毒害浆液的处置，应用前景十分广阔。而问题在于，传统的盐穴处置废弃物作业，如碱渣回填、油田泥浆充填，都是通过注入废弃物浆体以逐渐驱替腔内卤水，这就面对一个不可避免的问题:卤水与废弃物浆液将反复接触，废弃物如果有毒有害，卤水也必然受到污染。而卤水被驱替后一般要输送往卤水厂，但受污染的卤水成为了新的污染源。因此，有毒害浆液的盐穴地质处置，如何安全操作，一直以来都困扰着环保部门和相关企事业。
[0004]因此现有的技术无法解决卤水被废弃物驱替时不受污染的难题;无法避免卤水不成为二次污染源的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0007]本发明包括中心管和技术套管，所述技术套管贯通至废弃盐腔与地面之间，所述中心管穿过所述技术套管位于所述废弃盐腔内的底部，所述中心管与所述技术套管之间具有中心管环空。具体包括以下步骤:
[0008]①废弃盐岩老井的安全性检测阶段:现场对废弃的盐岩老腔气试压的井身完整性检测、腔体密闭性检测，确定溶腔及井身具有很好的完整性和密闭性，对腔体进行声纳测腔，获得老腔的初始形态、层位、几何尺寸等信息。
[0009]②注气排卤阶段:高压空气从技术套管地面管口I压入技术套管-中心管环空2;从技术套管-中心管环空尾部3进入腔体;使腔体上部形成高压空气4;高压空气4将卤水往下驱替，腔体中形成气液界面5;卤水6受高压空气压缩，卤水从中心管尾7进入中心管8内部；沿着中心管8内部逐渐上升，从中心管地面管口 9排出，进入制盐厂或做其他用途。
[0010]③注有毒液排气阶段:有毒害浆液10从中心管地面管口9，沿着中心管8内部环空进入腔体底部，有毒害浆液10逐渐在腔体底部汇集;技术套管地面管口 I释放气体以降低气压，以确保有毒害浆液的持续流场注入;随有毒害浆液持续注入在腔体内部形成有毒害浆液-高压空气的气液界面11;高压空气逐渐从技术套管-底端3流向技术套管-中心管环空，并通过技术套管地面管口排除。在注浆排气过程中，要注意气液界面处的压力平衡，以防有毒害浆液随着气体用处地表造成二次污染。在气液界面达到腔顶时，为了防止有毒害液体后期可能通过管柱间隙与上覆地层接触，污染地下环境，可用废弃柴油顶替技术套管-中心管内残余空气，利用油与有毒害浆液不互溶，且密度更轻可浮在上部的原理，确保有毒害浆液与管柱没有接触机会。由于高压空气在管口释放的过程为空气势能转化为动能的过程，也是重要的动力来源，可作为另一口处直井的压缩空气来源和部分动力来源。
[0011]本发明的有益效果在于:
[0012]本发明是一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法，与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0013]1.能将废弃溶腔中的卤水变为有价值的工业原料；
[0014]2.能将废弃盐腔变为宝贵的地下处置空间；
[0015]3.能有效处置有毒害浆液，达到环保的效果，又能避免有毒害浆液与卤水直接接触，造成二次污染；
[0016]4.将逐渐释放的压缩空气变为其他处置腔驱替卤水的压缩空气来源和部分动力，达到节能的目的。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的注气排卤示意图
[0018]图2为本发明的注浆排气示意图。
[0019]图中:1-技术套管地面管口； 2-中心管环空;3-中心管环空尾部;4-高压空气;5-卤水的气液界面;6-卤水;7-中心管尾;8-中心管;9-中心管地面管口 ； 10-有毒害浆液；11-有毒害浆液的气液界面;12-中心管环空废弃柴油；13-废弃盐腔。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0021]如图1和图2所示:本发明包括中心管和技术套管，所述技术套管贯通至废弃盐腔与地面之间，所述中心管穿过所述技术套管位于所述废弃盐腔内的底部，所述中心管与所述技术套管之间具有中心管环空。具体包括以下步骤:
[0022]①废弃盐岩老井的安全性检测阶段:现场对废弃的盐岩老腔气试压的井身完整性检测、腔体密闭性检测，确定溶腔及井身具有很好的完整性和密闭性，对腔体进行声纳测腔，获得老腔的初始形态、层位、几何尺寸等信息。
[0023]②注气排卤阶段:高压空气从技术套管地面管口I压入技术套管-中心管环空2;从技术套管-中心管环空尾部3进入腔体;使腔体上部形成高压空气4;高压空气4将卤水往下驱替，腔体中形成气液界面5;卤水6受高压空气压缩，卤水从中心管尾7进入中心管8内部；沿着中心管8内部逐渐上升，从中心管地面管口 9排出，进入制盐厂或做其他用途。
[0024]③注有毒液排气阶段:有毒害浆液10从中心管地面管口9，沿着中心管8内部环空进入腔体底部，有毒害浆液10逐渐在腔体底部汇集;技术套管地面管口 I释放气体以降低气压，以确保有毒害浆液的持续流场注入;随有毒害浆液持续注入在腔体内部形成有毒害浆液-高压空气的气液界面11;高压空气逐渐从技术套管-底端3流向技术套管-中心管环空，并通过技术套管地面管口排除。在注浆排气过程中，要注意气液界面处的压力平衡，以防有毒害浆液随着气体用处地表造成二次污染。在气液界面达到腔顶时，为了防止有毒害液体后期可能通过管柱间隙与上覆地层接触，污染地下环境，可用废弃柴油顶替技术套管-中心管内残余空气，利用油与有毒害浆液不互溶，且密度更轻可浮在上部的原理，确保有毒害浆液与管柱没有接触机会。由于高压空气在管口释放的过程为空气势能转化为动能的过程，也是重要的动力来源，可作为另一口处直井的压缩空气来源和部分动力来源。
[0025]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种压缩空气顶替盐岩老腔卤水后处置有毒害浆液的方法，其特征在于:使用的装置包括中心管和技术套管，所述技术套管贯通至废弃盐腔与地面之间，所述中心管穿过所述技术套管位于所述废弃盐腔内的底部，所述中心管与所述技术套管之间具有中心管环空，具体实施方法包括以下步骤: ①废弃盐岩老井的安全性检测阶段:现场对废弃的盐岩老腔气试压的井身完整性检测、腔体密闭性检测，确定溶腔及井身具有很好的完整性和密闭性，对腔体进行声纳测腔，获得老腔的初始形态、层位、几何尺寸等信息。 ②注气排卤阶段:高压空气从技术套管地面管口(I)压入技术套管-中心管环空(2);从技术套管-中心管环空尾部(3)进入腔体;使腔体上部形成高压空气(4);高压空气(4)将卤水往下驱替，腔体中形成气液界面(5);卤水(6)受高压空气压缩，卤水从中心管尾(7)进入中心管(8)内部;沿着中心管(8)内部逐渐上升，从中心管地面管口(9)排出，进入制盐厂或做其他用途。 ③注有毒液排气阶段:有毒害浆液(10)从中心管地面管口(9)，沿着中心管(8)内部环空进入腔体底部，有毒害浆液(10)逐渐在腔体底部汇集;技术套管地面管口(I)释放气体以降低气压，以确保有毒害浆液的持续流场注入;随有毒害浆液持续注入在腔体内部形成有毒害浆液-高压空气的气液界面(11);高压空气逐渐从技术套管-底端(3)流向技术套管-中心管环空，并通过技术套管地面管口排除。在注浆排气过程中，要注意气液界面处的压力平衡，以防有毒害浆液随着气体用处地表造成二次污染。在气液界面达到腔顶时，为了防止有毒害液体后期可能通过管柱间隙与上覆地层接触，污染地下环境，可用废弃柴油顶替技术套管-中心管内残余空气，利用油与有毒害浆液不互溶，且密度更轻可浮在上部的原理，确保有毒害浆液与管柱没有接触机会。由于高压空气在管口释放的过程为空气势能转化为动能的过程，也是重要的动力来源，可作为另一口处直井的压缩空气来源和部分动力来源。
【文档编号】E21B43/28GK105888642SQ201610318171
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】刘伟, 李银平, 姜德义, 陈结, 任松, 李林, 杨春和, 施锡林, 李晓康, 唐康, 刘俊新
【申请人】重庆大学