專利名稱：一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鹵素沉積礦層和現代湖相底板固態(tài)礦層的開采技術，特別是指一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法。
背景技術：
七十年代中國興起的巖鹽水力壓裂法開采是從石油開采技術中引進。當時，沒有掌握壓裂的客觀規(guī)律，壓裂施工和開采期造成事故而受挫。又由于當時單井水溶開采是從云南省低品位、厚大礦層的鉆井水溶實驗成果引進。溶腔建成直徑100米，槽高需要8 —12米。內陸湖相生成的鹵素沉積礦床中的礦層厚度大大的小于這個高度，所以云南的成果不適應薄鹽層的開采。眾所周知，在礦體內實行單井建槽，溶腔的直徑、溶腔的高度、溶腔的底角三者的幾何關系，即溶腔直徑與槽的高度成正比，與槽的溶蝕底角成反比。我國很多省的巖鹽礦床都是內陸湖相生成的，這種礦床成形時受季節(jié)性氣候變化影響，沉積漩回頻繁，所以礦層厚度變化大，而且多數偏薄。一般厚度在I一3米。為充分利用這些薄礦層，根據上述原理，所以產生了薄鹽層溶蝕連通的思路；對于目前的薄鹽層溶蝕連通開采技術來說(參照圖1)，開采裝置為固井管1，循環(huán)管2和中心管3的三管結構，存在成本較高，生產井井底容易形成泥渣的堆積以及漏蝕等缺點。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法，該裝置結構更簡單，成本低，并且利用該裝置使開采時所形成的上溶槽底角，即上溶底角降至1° -2°，擴大礦層溶蝕直徑，提高兩井間連通成功率，其成功率達100%?；谏鲜瞿康谋景l(fā)明提供的一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，包括固井管，中心管和水泥塞，所述水泥塞位于礦層底板下方的井內空間內，用于將所述井內空間填滿，所述井內空間與礦層底板相通；所述固井管和所述中心管安裝在礦層底板上方的生產井內，二者都為空心結構，所述中心管設置在所述固井管內部；所述固井管的下端口固定在礦層頂板上，所述中心管下端端口距礦層底板的距離范圍為O. 3-0. 5米，所述固井管和中心管的上端口皆在底面以上。在一種實施例中，所述中心管還包括一內套管，所述內套管套設在所述中心管外表面，所述內套管下端口與所述中心管下端口之間的距離小于等于1. 5米，所述內套管上端口的外表面與所述固定管的內表面之間通過封隔器封隔。在另一種實施例中，所述內套管的長度范圍為10-20米。在另一種實施例中，所述水泥塞上表面距中心管下端口的距離范圍為O. 3-0. 5米。在另一種實施例中，所述生產井底部與礦層底板之間的距離范圍為4-6米。一種實現薄鹽層溶蝕連通的方法，包括設置裝置，正循環(huán)建槽和反循環(huán)開采；
所述設置裝置，首先探測礦體的天然解理裂隙方向的展布規(guī)律，然后沿解理方向設計和布置井組，安裝上述實現薄鹽層溶蝕連通裝置；所述正循環(huán)建槽，即將水從注水管注入到所述中心管內，溶解礦層形成鹽槽，之后溶解鹵鹽的鹵水從內套管進入到固井管與中心管的空隙內，最終在水舉的作用下鹵水流入地面采鹵池內；所述反循環(huán)開采，即鹽槽初步建好后，從固井管和中心管的間隙注入水，然后從內套管進入到鹽槽內，不斷溶解礦層進行開采，將高濃度鹵水從中心管內排出到地面上；隨著淡水的不斷注入，不斷的連續(xù)沖刷底板和頂板之間的礦層，上溶底角的角度不斷的減小，最終降至Γ -2。，隨著鹽槽直徑不斷的擴大，直至相鄰兩井連通后，從一井內注水，另一井內排出鹵水，進行連續(xù)開采。在一種實施例中，所述設置裝置中，每個井組內兩井之間的距離范圍為100-120米，井組與井組之間的距離范圍為150-200米。在另一種實施例中，所述正循環(huán)建槽中，若溶腔內礦層底板上聚集很多泥渣等不溶物使溶腔空間不足50%時，可使用氣墊法將泥渣等從中心管中排出。在另一種實施例中，所述氣墊法，即將壓縮氣體從所述固井管和中心管的空隙注入，進而通過所述內套管進入到溶腔內，采取氣體和水同出的辦法，將帶動泥渣等不溶物從所述中心管進入到排鹵管，進而將泥渣等排出地面。在另一種實施例中，所述正循環(huán)建槽和反循環(huán)開采過程中，若出現泥渣堵塞管道的現象，則立即進行反向循環(huán)，排除堵管，不允許間斷堵管。從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法，利用十幾米長的內套管代替現有技術幾百米長的循環(huán)管，由現有技術的三管裝置變成兩管裝置，很大的節(jié)省了開采的成本。 本發(fā)明提供的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法，利用該裝置使開采時所形成的上溶底角降至1° -2°，擴大了礦層的溶蝕直徑，并提高了相鄰兩井間連通的成功率，在數十年的實踐中，其兩井的連通率達100%，而且產量大，濃度高。本發(fā)明提供的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法，在底板下方的生產井內設置有水泥塞，防止了淡水、淡鹵水的漏失，并利用水連續(xù)不斷地沖擊到水泥塞上的反彈作用增強淡水的側溶，降低了溶蝕時的上溶底角。本發(fā)明提供的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法，在正循環(huán)建槽期采取三恒定，即:恒定中心管下入井內的管位，恒定內套管下端管口與中心管下端管口的距離，恒定正循環(huán)操作，由此確保槽的底角保持在1°或2°，使兩井按設計溶蝕連通。


圖1為現有技術開采裝置示意圖；圖2為本發(fā)明實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法實施例的井位俯視圖。圖3為本發(fā)明實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法實施例的裝置示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。—種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，包括固井管，中心管和水泥塞，所述水泥塞位于礦層底板下方的井內空間內，用于將所述井內空間填滿，所述井內空間與礦層底板相通；所述固井管和所述中心管安裝在礦層底板上方的生產井內，二者都為空心結構，所述中心管設置在所述固井管內部；所述固井管的下端口固定在礦層頂板上，所述中心管下端端口距礦層底板的距離范圍為0.3-0.5米，所述固井管和中心管的上端口皆在底面以上。一種實現薄鹽層溶蝕連通的方法，包括設置裝置，正循環(huán)建槽和反循環(huán)開采；所述設置裝置，首先探測礦體的天然解理裂隙方向的展布規(guī)律，然后沿解理方向設計和布置井組，安裝上述實現薄鹽層溶蝕連通裝置；所述正循環(huán)建槽，即將水從注水管注入到所述中心管內，溶解礦層形成鹽槽，之后溶解鹵鹽的鹵水從內套管進入到固井管與中心管的空隙內，最終在水舉的作用下鹵水流入地面采鹵池內；所述反循環(huán)開采，即鹽槽初步建好后，從固井管和中心管的間隙注入水，然后從內套管進入到鹽槽內，不斷溶解礦層進行開采，將高濃度鹵水從中心管內排出到地面上；隨著淡水的不斷注入，不斷的連續(xù)沖刷底板和頂板之間的礦層，上溶底角的角度不斷的減小，最終降至Γ -2。，隨著鹽槽直徑不斷的擴大，直至相鄰兩井連通后，從一井內注水，另一井內排出鹵水，進行連續(xù) 開采。本實施例中實現薄鹽層溶蝕連通的方法中設置裝置的步驟為:首先探測礦體的天然解理裂隙方向的展布規(guī)律，然后沿解理方向設計和布置井組，安裝溶蝕連通裝置；參照圖2，每一個井組內的生產井都沿解理裂縫的方向依次排列，并且每個井組內兩井之間的距離范圍為100-120米，這使兩井之間形成溶蝕連通的空間，使兩井溶蝕連通后可進行組合式開采；為了更好的保證回采期間頂板的安全，井組與井組之間的距離范圍為150-200米；設計好井位后，開始實施鉆井、固井以及掃孔試壓；所述鉆井、固井、掃孔、試壓等操作必須嚴格執(zhí)行中國石油部鉆井、成井(完井)規(guī)范。參照圖3，鉆井后，設置實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，該裝置包括固井管，中心管和水泥塞；在生產井的底部將礦層底板5打穿，井底距礦層底板5的距離為5米；水泥塞9設置在礦層底板5下方的井內空間，用于塞滿該井內空間，水泥塞9上表面距中心管3下端口的距離范圍為0.3-0.5米，設置水泥塞9是用來防止淡水、鹵水的漏蝕,并利用水沖擊到水泥塞9上的反彈作用增強淡水的側溶，降低上溶底角10。在生產井內壁安裝固井管I用于固井，固井管I內部為空心結構，其外表面與生產井的內壁相接觸；中心管3為空心圓柱體，設置在固井管I內部，二者呈共軸線結構，或呈非共軸線結構；所述中心管3的上端與注水管相連，所述中心管3下端端口距礦層底板5的距離范圍為0.3-0.5米；此外，中心管3還包括一內套管6,所述內套管6通過十字環(huán)管8設置在中心管3的外表面，所述十字環(huán)管8是由高強度的鋼筋制成，所述內套管6的長度范圍為10-20米，內套管6下端口與中心管3下端口之間的距離小于等于1.5米，內套管6上端口的外表面與固井管I的內表面之間通過封隔器7連接用于實施封隔。若礦層厚度超過1.5米者，在安裝中心管3前，對礦層頂板裸眼部位下封隔器7用于保護礦層頂板。本發(fā)明中實現薄鹽層溶蝕連通的裝置利用十幾米長的內套管6代替現有技術幾百米長的循環(huán)管2，由現有技術的三管裝置變成兩管裝置，很大的節(jié)省了開采的成本。
本實施例中實現薄鹽層溶蝕連通的方法中正循環(huán)建槽的步驟為當實現薄鹽層溶蝕連通的裝置安裝好后，首先將純淡水從注水管注入到中心管3內，直至水泥塞9的上表面，利用淡水的反彈不斷的沖刷礦層底板，破壞自然溶蝕底角，增強淡水的側溶，降低上溶底角10，實施以側向溶解礦層為主；隨著淡水的注入，淡水開始溶解礦層形成鹵水，并在井底礦層內形成溶腔，當鹵水的能浸沒內套管6的下端口時，利用水舉的原理鹵水從內套管6進入到固井管I與中心管3的空隙內，最終由排鹵管運輸到采鹵池內進行沉清。在正循環(huán)建槽過程中，若溶腔內礦層底板5上聚集很多泥渣等沉淀物使溶腔空間不足50%時，可使用氣墊法將泥渣等從排鹵管中排出；所述氣墊法就是利用壓縮空氣進入溶腔內，然后采用氣水同出的方法將泥渣等排出；即將壓縮空氣從固井管I和中心管3的空隙注入，進而通過內套管6進入到溶腔內，帶動泥渣等不溶物從中心管3進入到排鹵管，進而將泥洛等排出，利用氣墊法也可以防止淡水對頂板4的超高上溶。本實施例中實現薄鹽層溶蝕連通的方法中反循環(huán)開采的步驟為隨著正循環(huán)的進行，鹽槽初步建好后，即溶腔上方的鹵水濃度逐漸達到飽和(Be’24. 5° -25° )后，實施以上溶為主，由正循環(huán)建槽改為反循環(huán)開采，即從固井管I和中心管3的間隙注入淡水或采鹵池內沉清后的淡鹵水，然后從內套管6進入到鹽槽內，不斷溶解礦層進行開采，不斷將高濃度鹵水隨著井底壓力的變大，從中心管3內排出到地面池中。隨著淡水的不斷注入，淡水不斷的沖刷底板5和頂板4之間的礦層，上溶底角10的角度不斷的減小，最終降至1° -2°，上溶底角10的減小擴大了礦層的溶蝕直徑，實現了小高度、大直徑的溶洞，越小的上溶底角10越有利于薄鹽層的溶蝕連通，因為薄鹽層本身的礦層厚度就非常小，只能在薄鹽層中建立大直徑的鹽槽，進而實現相鄰兩井的溶蝕連通，應用本發(fā)明提供的裝置以及方法可以將上溶底角10降至1° -2°，有利于建立大直徑的鹽槽，提高了薄鹽層相鄰兩井間的連通成功率。隨著鹽槽直徑增加，相鄰兩井之間的礦層逐漸被溶蝕，當兩井連通后，實施多井聯合開采，從一井內注水，另一井內排出鹵水，進行連續(xù)開采。需要特別指出的是，本發(fā)明實施例中所述的一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法優(yōu)選適用于礦層厚度小于等于1. 5m，礦石品位大于等于50%，非溶性殘渣小于等于30%的薄礦層，但是本領域技術人員應該清楚，在其他礦區(qū)或開采現代湖相底部固態(tài)礦層也可以選擇應用本發(fā)明的溶蝕連通裝置及方法。本發(fā)明實施例中所述的一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法中，所述氣墊法就是利用壓縮空氣進入溶腔內，然后采用氣水同出的方法將泥渣等排出，但是本領域技術人員應該明白，采用天然氣等氣體代替空氣壓縮進入溶腔內，也可以達到將泥渣等排出的發(fā)明目的，由此，采用壓縮空氣進行氣墊法或采用其他氣體進行氣墊法的技術方案都屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明實施例中所述的一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法中，在正循環(huán)建槽和反循環(huán)開采中，若出現泥渣堵塞管道的現象，則立即進行反向循環(huán)，排除堵管，不允許間斷堵管。所屬領域的普通技術人員應當理解以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，其特征在于，包括固井管，中心管和水泥塞，所述水泥塞位于礦層底板下方的井內空間內，用于將所述井內空間填滿，所述井內空間與礦層底板相通；所述固井管和所述中心管安裝在礦層底板上方的生產井內，二者都為空心結構，所述中心管設置在所述固井管內部；所述固井管的下端口固定在礦層頂板上，所述中心管下端端口距礦層底板的距離范圍為0.3-0.5米，所述固井管和中心管的上端口皆在底面以上。
2.根據權利要求1所述的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，其特征在于，所述中心管還包括一內套管，所述內套管套設在所述中心管外表面，所述內套管下端口與所述中心管下端口之間的距離小于等于1.5米，所述內套管上端口的外表面與所述固定管的內表面之間通過封隔器封隔。
3.根據權利要求2所述的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，其特征在于，所述內套管的長度范圍為10-20米。
4.根據權利要求1所述的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，其特征在于，所述水泥塞上表面距中心管下端口的距離范圍為0.3-0.5米。
5.根據權利要求1-4任意一項所述的實現薄鹽層溶蝕連通的裝置，其特征在于，所述生產井底部與礦層底板之間的距離范圍為4-6米。
6.一種實現薄鹽層溶蝕連通的方法，其特征在于，包括設置裝置，正循環(huán)建槽和反循環(huán)開米； 所述設置裝置，首先探測礦體的天然解理裂隙方向的展布規(guī)律，然后沿解理方向設計和布置井組，安裝權利要求1-5任意一項所述實現薄鹽層溶蝕連通裝置； 所述正循環(huán)建槽，即將水從注水管注入到所述中心管內，溶解礦層形成鹽槽，之后溶解鹵鹽的鹵水從內套管進入到固井管與中心管的空隙內，最終在水舉的作用下鹵水流入地面米齒池內； 所述反循環(huán)開采，即鹽槽初步建好后，從固井管和中心管的間隙注入水，然后從內套管進入到鹽槽內，不斷溶解礦層進行開采，將高濃度鹵水從中心管內排出到地面上；隨著淡水的不斷注入，不斷的連續(xù)沖刷底板和頂板之間的礦層，上溶底角的角度不斷的減小，最終降至1° _2。，隨著鹽槽直徑不斷的擴大，直至相鄰兩井連通后，從一井內注水，另一井內排出鹵水，進行連續(xù)開采。
7.根據權利要求6所述的實現薄鹽層溶蝕連通的方法，其特征在于，所述設置裝置中，每個井組內兩井之間的距離范圍為100-120米，井組與井組之間的距離范圍為150-200米。
8.根據權利要求6所述的實現薄鹽層溶蝕連通的方法，其特征在于，所述正循環(huán)建槽中，若溶腔內礦層底板上聚集很多泥渣等不溶物使溶腔空間不足50%時，可使用氣墊法將泥渣等從中心管中排出。
9.根據權利要求8所述的實現薄鹽層溶蝕連通的方法，其特征在于，所述氣墊法，即將壓縮氣體從所述固井管和中心管的空隙注入，進而通過所述內套管進入到溶腔內，采取氣體和水同出的辦法，將帶動泥渣等不溶物從所述中心管進入到排鹵管，進而將泥渣等排出地面。
10.根據權利要求6-9任意一項所述的實現薄鹽層溶蝕連通的方法，其特征在于，所述正循環(huán)建槽和反循環(huán)開采過程中，若出現泥渣堵塞管道的現象，則立即進行反向循環(huán)，排除bο tu* I r^, I / πζ.ι,tu*
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現薄鹽層溶蝕連通的裝置及方法，該裝置將現有技術的三管變成兩管，很大的節(jié)省了開采的成本，并且利用該裝置使開采時所形成的上溶底角降至1°-2°，擴大了礦層的溶蝕直徑，并提高了相鄰兩井之間的連通成功率，使兩井連通率達100%。
文檔編號E21B21/16GK103075140SQ20121059058
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者陳建明, 陳鎮(zhèn)鑫 申請人:陳建明, 陳鎮(zhèn)鑫