Методы подземного растворения

При методе ПРС в пробуренную и обсаженную до кровли соляной залежи скважину соосно опускают водоподающую и рассолоподъемную колонны труб. Нагнетаемая через скважину вода в камере растворяет соль. Полученный рассол за счет давления нагнетаемой воды поднимается на поверхность.
Методы ПРС подразделяются на неуправляемые и управляемые.
К первым относятся методы прямотока и противотока (рис. 11.2, а, б). Растворение соли ведется по всей вскрытой мощности соляной залежи, а скважины оборудуют одной рабочей колонной труб. При прямотоке воду подают к забою скважины, а рассол выдается между обсадной и водоподающей колоннами. При противотоке направление движения жидкостей — противоположное. Недостатки этих методов: растворяются стенки скважин, а, следовательно, камера приобретает форму опрокинутого конуса. Эксплуатация скважин прекращается при угле наклона стенки камеры 35—40°, что резко сокращает срок службы скважин и увеличивает потери соли. Кроме того, из-за больших площадей обнажения надсолевых пород часто происходят обрушения кровли, которые вызывают аварии скважин и выход их из строя.
Ко вторым относятся методы гидровруба и послойного растворения.
Гидровруб — это специальная выработка, имеющая форму горизонтального кольцевого вруба вокруг забоя скважины. Сущность технологии основана на работе двух соосно расположенных колонн, по промежуткам между которыми движется нерастворитель, вода и рассол (рис. 11.2, в). Обычно высота гидровруба 2—5 м. Подача воды в камеру, а также выдача рассола происходят непрерывно. Нерастворитель удерживается в верхней части камеры и предохраняет ее кровлю от растворения, т. е. камера развивается только в горизонтальном направлении. Посыле образования гидровруба заданных размеров нерастворитель поднимается, вода получает доступ к кровле камеры и начинается процесс интенсивного растворения, направленный снизу вверх. Метод позволяет извлекать до 15% соли. Недостатки метода — значительная продолжительность подготовительного периода (до 500 сут) и неуправляемость процесса в эксплуатационный период.
При методе послойной выемки (П. С. Бобко) (рис. 11.2, г) после размыва гидровруба отработка камер снизу вверх ведется отдельными горизонтальными слоями (ступенями) высотой 5—15 м при изоляции потолка каждого слоя нерастворителем, уровень которого контролируется. Это позволяет извлекать из каждого слоя заданное количество соли и управлять формообразованием камеры. Для перехода на выемку нового слоя осуществляется подъем нерастворителя на уровень потолочины нового слоя. Опыт промышленного применения метода послойной выемки показал следующие преимущества этого способа перед другими способами: наибольшее извлечение, заранее заданная форма, высокая производительность скважины, эффективная отработка с высоким (до 30%) содержанием нерастворимых примесей.
В последние годы ВНИИГ предложил метод заглубленной водоподачи (см. рис. 11.2, д). Сущность метода заключается в создании по всей высоте интервала отработки соли зоны смешения восходящего потока растворителя с опускающимися потоками насыщенного рассола, за счет чего в зоне смешения обеспечиваются постоянная концентрация и равномерное по высоте растворение стенок камеры. Рассол отбирается из нижней части камеры.
Отработка камер методом заглубленной водоподачи наиболее эффективна при эксплуатации мощных отложений каменной соли. Скорость растворения соли при заглубленной водоподаче значительно (в 5—10 раз) ниже. Растворение соли в большом интервале по высоте и небольших скоростях растворения дает возможность сократить объем операций по спуску-подъему труб и простои скважин при переходе на следующую ступень.
Добыча рассолов может осуществляться сдвоенными (взаимодействующими) скважинами (см. рис. 7.5), которые позволяют увеличить рабочее сечение ствола каждой скважины за счет ликвидации одной колонны труб. Сплошная система разработки, используемая на Ново-Карфагенском месторождении, предусматривает работу серии взаимодействующих скважин, а также обрушение кровли (рис. 11.2, е).