Технология ПВС. Механизм ПВС (часть 1)

Технология ПВС широко освещена в литературе и является совокупностью осуществляемых в определенной последовательности производственных операций. Схема пооперационного анализа технологии ПВС с определением целей, задач, способа осуществления основных процессов, а также влияющих факторов представлена в табл. 12.3.

Основным требованием, предъявляемым к каждой добычной скважине, является ее приемистость, которая должна составлять не менее 10 м3/ч при устьевом давлении 0,8 МПа. На Язовском месторождении требуемую приемистость фактически имеют только около 30% скважин, поэтому разработаны специальные способы бурения и подготовки скважин.
Механизм ПВС. Несмотря на кажущуюся простоту, технология ПВС сопровождается комплексом сложных и разнородных физических явлений. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по вскрытию физических закономерностей, лежащих в основе процесса, позволили установить, что передача тепловой энергии при ПВС обуславливается явлениями конвективного и теплопроводного переноса в жидкости, теплообмена между жидкостью и породой, причем интенсивность этого процесса зависит от удельной поверхности контакта теплоносителя с рудным массивом и теплопроводного переноса внутри известняка с серой.
В период разогрева различие плотностей и вязкости определяет преимущественное движение теплоносителя у кровли продуктивного пласта. В начальный период работы скважины прогреваются наиболее проницаемые участки залежи. По мере расплавления серы и ее фильтрации в почве пласта вскрываются полости, трещины и каверны, по которым начинает двигаться теплоноситель, захватывая новые блоки пласта. Внутри области плавления некоторое время могут существовать плотные блоки руд. В дальнейшем происходит расширение зоны плавления преимущественно в верхней части пласта. Область плавления приобретает форму, напоминающую перевернутый конус. В плане зона плавления представляет собой неправильную систему «языков», связанную с фильтрационными характеристиками руд и определяемую расположением трещин, карста и направлением разгрузки пластовых вод.
В нижней части пласта, вокруг забоя добычной скважины, образуется серная «лужа», в которую стекают потоки серы из зоны плавления (с «языков» движения теплоносителя) и из которой производится откачка серы на поверхность. Фильтрация жидкой серы к забою скважины осуществляется под действием собственного веса, причем ее скорость зависит от формы, диаметра пор и каналов, угла притока, градиента давления при нагнетании теплоносителя, а также депрессии, создаваемой при работе эрлифта.
Управление движением теплоносителя в пласте производится организованным водоотливом или выборочным тампонажем крупных карстов и высокопроницаемых зон и служит эффективным средством формирования температурного поля.