[發(fā)明專利]一種低孔隙度、低給水度、低滲透率鹵水礦的采礦方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011523666.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN112647907B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李增榮;侯昭飛;張大義;朱振光;唐發(fā)滿;昝超;楊佺忠;李才年;汪國(guó)柱;山成祥;山成棟;山成梁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五礦鹽湖有限公司;青海凹口凸鉀鎂鹽技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/16
• 分類號(hào): E21B43/16;E21B43/30;E21B43/12;E21B33/13;E21B43/08;E21B43/04;E21B7/20;E21B21/16
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張瑩

本發(fā)明涉及地下鹵水開采技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種低孔隙度、低給水度、低滲透率鹵水礦的采礦方法。所述采礦方法運(yùn)用于空氣驅(qū)動(dòng)采鹵系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括輸鹵渠(1)、連接至輸鹵渠(1)的多個(gè)平行輸鹵管(2)、每條輸鹵管(2)連接多個(gè)采鹵井(3)、均布在采鹵區(qū)的多個(gè)注氣孔(4)、將多個(gè)注氣孔(4)串聯(lián)的多個(gè)輸氣管(5)和空壓機(jī)組(6)。本發(fā)明對(duì)于低孔隙度、低給水度、低滲透率的細(xì)碎屑含水層鹵水礦開采，能夠降低采鹵成本，大大提高采鹵量、提升采礦效率和提高采收率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種鹵水礦的采礦方法，具體地說，涉及一種低孔隙度、低給水度、低滲透率條件下，利用采鹵井和注氣孔相結(jié)合的深層鹵水礦的采礦方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是全球最大的鉀肥消費(fèi)國(guó)，鉀鹽是我國(guó)七種大宗緊缺礦產(chǎn)之一，已成為保障國(guó)家糧食安全的重要戰(zhàn)略資源。中國(guó)KCl地質(zhì)儲(chǔ)量約9.9億噸，并以液體鹵水礦為主，鉀鹽的生產(chǎn)，主要通過采集鹽湖地下鹵水生產(chǎn)鉀肥，隨著鹽湖開發(fā)年限的延續(xù)、開發(fā)強(qiáng)度的增加、和生產(chǎn)量的加大，目前絕大部分鹽湖地表鹽巖層鹵水開采量嚴(yán)重不足，鹽湖表層鹽巖層鹵水已不能維持正常的生產(chǎn)，使鹽湖資源的服務(wù)年限在不斷縮短，我國(guó)鹽湖資源開采年限不足30年。

我國(guó)的鉀鹽資源量?jī)H占全球已探明儲(chǔ)量的2%，但生產(chǎn)量占到了全球產(chǎn)量的15%，我國(guó)鉀肥消費(fèi)量占到了全球消費(fèi)量的25%；而且，我國(guó)鉀鹽資源量的97%為青海和新疆的鹵水型鹽湖礦床資源，通過近幾十年的高強(qiáng)度開采，一部分鹽湖已經(jīng)無鹵水可采，絕大部分鹽湖鹽巖層地表潛鹵水礦已經(jīng)枯竭，特別是柴達(dá)木盆地鹽湖早已在開采鹽巖層下部的地下鹵水，除了少數(shù)鹽湖通過補(bǔ)水和固液轉(zhuǎn)化暫時(shí)緩解了采鹵的困境，絕大部分鹽湖采鹵量已無法滿足生產(chǎn)需求。柴達(dá)木盆地鹽湖區(qū)在表層鹽巖層以下賦存有大量深層鹵水，深層鹵水由于受地層埋深大、形成時(shí)間比較早、低孔隙度等條件的限制，其儲(chǔ)鹵層主要為一些含鹽細(xì)砂層、粉砂層為主的松散沉積和低孔隙率的巖鹽層，滲透率低、給水度小，采鹵工程施工難度大、鹵渠開挖成本高，但采鹵量仍無法滿足生產(chǎn)需求，隨著時(shí)間的推移，矛盾將會(huì)更加突出，所以尋求簡(jiǎn)單快速、高效的科學(xué)采鹵技術(shù)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

常用的渠采方法已不能滿足深部鹵水層的開采，雖然井采能夠解決大部分深部鹵水層的開采，但對(duì)于低孔隙度、低給水度、低孔隙率的細(xì)碎屑含水層的深部孔隙鹵水來說，采鹵成本高，采礦效率低，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、工程化、可持續(xù)性采鹵。本發(fā)明涉及地下鹵水開采技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種低孔隙度、低給水度、低滲透率條件下，將采用集鹵井和注氣孔相結(jié)合來開采深層鹵水礦的系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明是一種針對(duì)低孔隙度、低給水度、低滲透率的鹵水礦，采用采鹵井與空氣驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的一種采鹵系統(tǒng)和采鹵方法。由于鹽湖沉積的分層性，表層鹽巖含有大量孔隙，并非封閉體，如果簡(jiǎn)單的采用從表層注氣，則壓縮空氣很容易流失，并不能起到驅(qū)動(dòng)的效果。本發(fā)明基于含水層注水，通過對(duì)含水介質(zhì)所賦存的地層注入壓縮空氣，并基于含水層頂部分布有隔水層沉積的鹽湖地區(qū)，即空氣注入的空間為封閉體系，因此須有一定的空間條件限制。

本發(fā)明提供了一種采鹵井與空氣驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的采鹵系統(tǒng)，包括輸鹵渠（1）、連接至輸鹵渠（1）的多個(gè)平行輸鹵管（2）、每條輸鹵管（2）連接多個(gè)采鹵井（3）、均布在采鹵區(qū)的多個(gè)注氣孔（4）、將多個(gè)注氣孔（4）串聯(lián)的多個(gè)輸氣管（5）和空壓機(jī)組（6）；該空氣驅(qū)動(dòng)采鹵系統(tǒng)貫穿采鹵區(qū)的上隔水層（7）、細(xì)碎屑含水層（8）和下隔水層（9），其特征在于，所述采鹵井（3）為利用鉆機(jī)形成的大口徑（Φ≥500mm）深井，其底部延伸至下隔水層（9），采鹵井（3）在上隔水層（7）段設(shè)置有井口管（31），井口管（31）為普通鋼管，無篩眼，并用鎂基膠凝材料（10）與鹽砂土混合后填筑形成人工隔水層。

可選的，所述采鹵井（3）的施工工藝為：

步驟3.1），利用大口徑鉆機(jī)鉆探形成的大口徑深井，其底部延伸至所述下隔水層（9）至3~5m，然后下井管，井管分為三部分，上部為井口管（31），中部為濾水管（32），下部為沉淀管（33）；