[發明專利]可地浸礦層連續高能氣體壓裂增滲方法及專用高能氣體發生器

有效

• 申請號: 200810080242.0
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101440704A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 王偉;王晶;岳祖潤;陳祥軍;溫進芳;劉秀峰;孟碩
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道學院
• 主分類號: E21B43/28
• 分類號: E21B43/28;E21B43/26
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所
• 代理人: 米文智

技術領域

本發明涉及一種可地浸礦層連續高能氣體壓裂增滲方法及專用高能氣體發 生器，屬提高賦礦巖層滲透性技術領域。

背景技術

礦物資源的地下浸出開采過程主要分3個階段：將配制的溶浸液通過注液鉆 孔注入到礦層；在礦層中，溶浸液運移過程中與礦物發生化學反應；浸出液通 過抽液鉆孔抽出地表。在3個階段中，溶浸液能否注入礦層和浸出液能否抽出 地表是最重要的環節之一，也是實現地浸法開采礦物的基礎，而決定這一重要 環節的是礦層滲透性的大小。由于部分礦產的客觀地質特點(主要是滲透率低)， 造成了地浸開采過程中的諸多突出矛盾，使地浸開采成本升高、開采速度和采 收率降低，嚴重阻礙了中國可地浸開采礦物資源的利用。因此，賦礦巖層的低 滲透性成為制約地浸法開采礦物順利生產的瓶頸。

為改善賦礦巖層的滲透性，當前在實際生產中經常用到的方法主要有以下兩 種：鉆孔洗井，通過洗井的措施減少鉆孔鉆進過程對含礦含水層的污染，并及 時恢復污染后的含礦含水層，常用的洗井措施包括，空壓機洗井、空壓機水泵 聯合洗井、泡沫洗井、焦磷酸鈉洗井及活塞洗孔等方法清洗鉆孔；除采用洗井 措施恢復地層滲透性外，還通過改進鉆孔工藝來避免鉆孔鉆井過程中對礦層滲 透性的影響，常用的改進后鉆孔工藝有氣舉負壓鉆進施工技術、泡沫鉆進施工 技術等。而礦物地浸開采中，成井后的洗井及采用改進的鉆孔工藝只能最大限度 的減輕或避免鉆孔鉆進過程中對礦層的污染，在一定程度上恢復地層的滲透性。 因此，這兩種方法都不能提高礦層的固有滲透性。

含烴地層的高能氣體壓裂技術是眾所周知的，并且已被廣泛用來增加含烴地 層中石油和天然氣的采收率。這些技術是利用沖擊彈在井下有規律的燃燒，產 生大量超過油氣層最大地應力值的高溫高壓氣體以脈沖加載方式作用于油氣 層，將地層堵塞物壓開，在近井地帶可形成多條徑向裂隙，提高井筒附近地層 的滲流能力。這些方法的主要目的是在鉆井周圍形成幾條大長裂縫，使其成為 石油或天然氣的匯集通道，利用大長裂縫的高導流能力，增加了石油或天然氣 的生產效率。但是，礦物資源地浸開采過程與石油及天然氣的采收過程不同， 礦物資源地浸開采過程中，需要溶浸液在礦層中均布遷移，并且和礦層中的礦 物充分反應，隨后浸出液匯集抽液孔，通過抽液孔抽出地表。礦層的滲透性過 小或過大均不利于地浸開采，過小不利于溶浸液在巖層中的遷移，過大不利于 溶浸液和鈾礦物之間的充分反應，特別是前述在含烴地層中使用的方法在礦層 中形成幾條明顯的徑向裂縫，使溶浸液易形成優勢流，不能使溶浸劑充分全面 的溶浸礦石，達不到浸出的目的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可地浸礦層連續高能氣體壓裂增滲方 法及設備，適用于可采用地浸法開采的鈾、金、銅、銀、鉬等礦物資源開采， 提高賦礦巖層的滲透性，降低地浸開采成本，提高地浸開采的采收率和單產量。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

可地浸礦層連續高能氣體壓裂增滲方法，其特征在于：通過生產井用電纜將 高能氣體發生器送至賦礦巖層，開啟封堵器，封堵器與生產井壁緊密結合使高 能氣體發生器固定，引燃高能氣體發生器中的爆燃彈，高能氣體對礦層作用10 分種到30分種后，關閉封堵器，封堵器與生產井壁緊密結合松開，給礦層卸壓， 使礦層中的高能氣體、氣水混合物以及地下水在瞬間產生的水力梯度作用下形 成快速滲流，完成連續高能氣體壓裂增滲。

該方法的進一步改進在于：

高能氣體的峰值壓力控制在100MPa到500MPa之間。

爆燃彈的引燃由延時點火器控制。

延時點火器之間的延時時間為10秒種到1分鐘。

用于可地浸礦層連續高能氣體壓裂增滲方法的高能氣體發生器，其特征在 于：其結構包括，連接管由上至下依次連接封堵器、上緩沖器、延時點火器、爆 燃彈、下緩沖器、端頭；

封堵器通過絲扣與連接管連接，上緩沖器和下緩沖器中間有套管與連接管通 過絲扣連接，緩沖器兩端為抗壓的鋼板，鋼板間用彈簧焊接，上緩沖器和下緩 沖器中靠近爆燃彈一端的鋼板自由，另一端鋼板固定在套管上，延時點火器及 爆燃彈有中心孔，通過連接管組裝。

該設備具體結構的進一步改進在于：

爆燃彈間串連連接，串連爆燃彈的個數為1個到10個。

每個爆燃彈相對應設置一個延時點火器。

所述爆燃彈內填充固體、液體或固體液體混合態炸藥或火藥。