Способ контроля качества противофильтрационной завесы в трещиноватых породах криолитзоны

Способ контроля качества противофильтрационной завесы в трещиноватых породах криолитзоны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к способам контроля качества изоляции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды. Цель - повышение точности и оперативности контроля качества изоляции горных выработок и снижение затрат. В теле тампонажной завесы пробуривают контрольные скважины, нагнетают в них солевой раствор с положительной температурой для прогрева стенок скважин и незатампонированных трещин в массиве. После этого закачивают пресную воду через колонку заливочных труб, опущенных до подошвы ПФЗ. Окончание закачки фиксируют по скачку давления на нагнетательном манометре , свидетельствующем о начале замерзания пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ. Опускают в контрольную скважину косу сдатчиками температуры и сопротивления. Первоначальные температура и сопротивление (фоновые) массива соответствуют пластовой температуре и сопротивлению льда. При дальнейших наблюдениях фиксируют изменение температуры AT и сопротивления А/ по стволу контрольной скважины. Аномальное изменение контролируемых параметров свидетельствует о наличии гидродинамических окон на этом участке. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 > (21) 4739872/03 (22) 19.09.89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазо-добывающей промышленности (72) В.А.Мироненко, Ф.Г.Атрощенков и

В.В.Лобанов (53) 622.241 (088.8) (56) Нормы технологического проектирования угольных шахт. Предварительное подавление водопритоков при проходке шахтных стволов методом тампонажа горных пород/ Минуглепром СССР, 1976, с.24. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ В

ТРЕЩИНОВАТЫХ ПОРОДАХ КРИОЛИТЗОНЫ (57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам контроля качества изоляции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды. Цель — повышение точности и оперативности контроля качества изоляции горных выработок и снижение затрат. В теле

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам контроля качества изоляции водоносных пластов, содержащих минерализованные воды.

Известен способ контроля качества приподной изоляции пластов по йзменению коэффициента пластового объема жидкости и содержанию водорода в газовой фазе непосредственно после вскрытия пластов и в прессе их эксплуатации.

„„ Ы „„1721222 А1 тампонажной завесы пробуривают контрольные скважины, нагнетают в них солевой раствор с положительной температурой для прогрева стенок скважин и незатампонированных трещин в массиве. После этого закачивают пресную воду через колонку заливочных труб, опущенных до подошвы

ПФЗ. Окончание закачки фиксируют по скачку давления на нагнетательном манометре, свидетельствующем о начале замерзания пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ. Опускают в контрольную скважину "косу" с датчиками температуры и сопротивления, Первоначальные температура и сопротивление(фоновые) массива соответствуют пластовой температуре и сопротивлению льда. При дальнейших наблюдениях фиксируют изменение температуры ЛТ и сопротивления hp по стволу контрольной скважины. Аномальное изменение контролируемых параметров свидетельствует о наличии гидродинамических окон на этом участке. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.

Недостатком данного способа является малая точность при определении перетока и практически невозможность выделения мест перетока.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля качества изоляции пластов по изменению коэффициента проницаемости водоносных пластов.

Коэффициент проницаемости определяют

1721222 смысле влияния на скорость фильтрации 35

55 по кратковременным нагнетаниям (или откачкам) ждкости.

Существенным недостатком этого способа является его низкая точность и оперативность, обусловленная отсутствием прямой зависимости коэффициента проницаемости и качества изоляции пластов.

Цель изобретения — повышение точности и оперативности контроля качества изоляции ПФЗ, создаваемой для защиты горных выработок от притока минерализованных вод в трещиноватых породах криолитозоны за счет изменения физических свойств ПФЗ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля качества ПФЗ, включающем бурение контрольных скважин в теле завесы, нагнетание в них солевого раствора, регистрацию геофизических параметров, по которым судят о проницаемости пород, нагревают солевой раствор перед его нагнетанием, а после нагнетания солеBolo раствора закачивают пресную воду, в качестве геофизических параметров регистрируют электрическое сопротивление и температуру по стволу скважин. Причем пресную воду нагнетают к подошве завесы.

Для снижения затрат в качестве солевого раствора используют рассолы из тампонируемого водоносного горизонта.

Нагнетание солевого раствора в нагретом виде необходимо для прогревания краевых зон природных блоков на их контакте с трещинами. Наиболее оптимальным (в рассолов в затампонированном пласте и его разогрев) является перепад температур, равным 10-15 С,Дальнейшее повышение температуры закачиваемых рассолов не приводит к существенному увеличению скорости фильтрации и разогрева и, наоборот, закачка рассолов с температурой менее

8 С увеличивает ее продолжительность более чем на 40%

Нагнетание дополнительно после солевого раствора пресной воды в контрольную скважину приведет к вытеснению из ствола скважины рассола и его низким электрическим сопротивлением пресной водой с существенно более высоким электрическим сопротивлением. Более высокая проникающая способность воды по сравнению с глиноцементным тампонажным раствором позволяет заполнить поры и микротрещины в коллекторах, куда практически невозможно обеспечить попадание тампонажного раствора. В криолитозоне, ввиду отрицательных температур, пресная вода замерзает. Опущенные предварительно в скважину датчики зафиксируют этот момент.

В зависимости от состава рабочего вещества, а также добавок в него можно применять для контроля фильтрации дренажных вод различные геофизические методы, входящие в стандартный комплекс

ГИС. В предлагаемом варианте рабочим веществом является пресная вода и в условиях криолитозоны наиболее чувствительными геофизическими параметрами являются электрическое сопротивление и температура.

Пример. Завеса радиусом 600 м создается вокруг рудного тела трубочного типа для защиты горных работ от притока высокоминерализованных дренажных вод, поступающих из водоносного комплекса, залегающего в интервале глубин 300 — 500 м.

Водоносные породы представлены терригенно-карбонатными отложениями с трещинно-поровопластовым типом пористости. Подземные воды хлоридно-натриевого типа с минерализацией до 120 г/л содержат сероводород (до 130 мг/л и углеводородные газы. Кровлей водоносного комплекса служат многолетнемерзлые породы, подошвой-силл долеритов мощностью до 20 м. Пьезометрический уровень подземных вод устанавливается на 200 м выше кровли водоносного комплекса, температура пород s пределах водоносного комплекса — 1,5 — 2 С, Вокруг горной выработки бурят нагнетательные скважины первой очереди, через которые в интервале водоносного горизонта насосами под избыточным давлением нагнетаются глиноцементные растворы.

Затем бурят скважины второй очереди, располагаемые между скважинами первой очереди, и через них к подошве затампонированного слоя пород нагнетают теплые рассолы. Расчитывают, исходя из эффективной мощности водоносного горизонта, объем раствора на одну скважину, необходимый для прогрева стенок незатампонированных трещин в завесе, Для условий карьера "Мир" этот объем составит 400 м .

Производят в течение 3-6 ч нагнетание солевого раствора с температурой 5 С. Нагнетание производят через колонну заливочных труб, опущенных в конкретную скважину к подошве тампонируемого массива.

После закачки расчетного объема теплого солевого раствора нагнетательная система переводится на водопровод с пресной водой и через ту же колонну производят нагнетание пресной воды. Окончание нагнетания фиксируют по скачку давления на манометре нагнетательной линии, свиде1721222

35

50

55 тельствующем о начале замерзания пресной воды в трещинах на периферии ПФЗ.

После демонтажа заливочной колонны в скважину отпускают "косу" с датчиками температуры и сопротивления. Датчики располагают через 20 м, что примерно соответствует средней можности однородных литологических слоев.

На фиг. 1 и 2 изображены графики зависимости ЛТ = f(t) и Лр = f(t), где t — время, построенные по режимным наблюдениям за температурой (Т) и сопротивлением р.

Резкое (аномальное) изменение показателей (ЛТ и Лр) будет свидетельствовать о прорыве рассолов на том или ином участке. На выявленных участках организуются детальные режимные наблюдения, а затем полученная кривая p(t) обрабатывается по известной в электрометрии формуле. Полученные скорость и коэффициент фильтрации сравниваются с проектными. По результатам проведенных работ ремонтной службе выдаются рекомендации по дополнительному тампонажу выявленного интервала глиноцементными растворами.

Формула изобретения

1, Способ контроля качества противофильтрационной завесы в трещиноватых

5 породах криолитзоны, включающий бурение контрольных скважин в теле завесы, нагнетание в них солевого раствора, регистрацию геофизических параметров, по которым судят о проницаемости пород, о т л и10 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности контроля качества изоляции горных выработок, нагревают солевой раствор перед его нагнетанием, а после нагнетания солевого раствора закачи15 вают пресную воду, в качестве геофизических параметров регистрируют электрическое сопротивление и температуру по стволу контрольной скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся

20 тем, что пресную воду нагнетают к подошве завесы, 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат, в качестве солевого раствора используют рассолы

25 из тампонируемого водоносного горизонта.

1721222

j)owe H 5 7ОС

50

Редактор M. Янкович

Заказ 935 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

320 .Щ

ЗЮ

3N

37Î

ИО

46

420 00 йд

4Þ

07И

ФЮ

43У лю

Составитель В. Стрельченко

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король