浅议井矿盐地下安全开采和溶腔监测技术的应用

通过对几种常用井矿盐地下溶腔监测方法的阐述和分析,建议推广微地震监测设施实时监测,期望井矿盐生产企业建立地质灾害监测预警系统,提高其安全生产管理水平,降低地质灾害可能造成的人员伤亡和经济损失。

湖北荆州沙市区丁家台盐矿盐层特征浅析

湖北省荆州市沙市区丁家台盐矿位于荆州市东南郊约1km处,属于荆州经济技术开发区沙市农场管辖,面积约8.3km^(2)。该区深部自60年代初至70年代中期由相关地质部门及石油勘查部门先后完成了大量的物探和钻探工作,期间施工了多口勘探井。1989年以后湖北沙隆达股份有限公司注资,结合相关地质及石油部门,在该区进行岩盐资源勘查和开发工作。本文主要结合近20年该区所施工的勘探及生产井相关资料,对该区丁家台盐矿矿段盐层特征进行分析,为以后的矿区开发积累重要参数。

凤凰盐矿高效开发实践

凤凰盐矿高浓度卤水已实现10年的稳定供给,为公司制盐创造了良好效益。为总结相关经验与技术方法,本文就凤凰盐矿资源特征、钻井工程、生产流程与防堵措施等方面开展梳理总结,为盐矿高效开发提供了技术手段,供同行借鉴。

车古211井抗高温防塌钻井液技术

车古211井是重点评价井,完钻井深5054.3m。车古区块地质结构复杂,地层发育超温,井底温度达180℃,勘探过程中复杂情况不断发生,车古区块一度成为勘探开发的禁区。通过优选复合盐防塌钻井液体系和抗高温无固相钻井液体系,配合现场钻井液维护处理工艺,保证了工程的顺利进行,钻井过程中井壁稳定,完井作业顺利,为该区块的进一步勘探开发提供了宝贵的技术参数和施工经验。

层状岩盐连通井水溶开采腔体发育特征分析

我国拥有大量的岩盐资源,一般通过单井单腔水溶开采或连通井水溶开采法将其采出,后者有效提高了采矿产量,实现了低消耗、高产能的采矿效果。本文剖析了利用该技术开采岩盐时腔体的发育特征及规律,为多夹层井矿盐连通井水溶开采提供了指导意义。

《井矿盐工业矿山安全管理规范》编制工作与主要内容

《井矿盐工业矿山安全管理规范》涉及井矿盐矿山矿床勘查、设计、矿山建设、矿山生产运行、矿山地质灾害防治、地下空间资源综合利用和矿山闭坑等方面的安全技术要求。井矿盐矿山地质灾害和安全事故时有发生,制定井矿盐工业矿山专业的安全管理规范,以期预防和控制矿山地质灾害的发生。

盐穴储气库小间距双井造腔参数研究

夹层多、盐层薄是中国盐岩赋存的主要特点。目前,中国普遍采用的单井对流法在造腔速度以及夹层控制等方面存在诸多不足。小井间距双井造腔方法采用大尺寸造腔套管双井直流排卤,具有造腔速度快、建库周期短、盐层利用率高等优点。为了探究该方法中关键造腔参数对腔体建造的影响规律,开展了多组造腔物理模型试验,探究了不同双井间距、注水流量下盐穴腔体的拓展规律。结果表明:过小的井间距难以使腔体在水平方向充分拓展,过大的井间距会使得腔体形态不规则。在低注水流量下,会导致注水端腔体顶面过高影响腔体稳定性;而在高注水流量下,腔体形态更加规则,但是需要消耗较多能源和淡水资源。可以认为井间距会直接影响腔体最终形态,注水流量会影响腔体两侧的平衡性。研究成果给出了小间距双井溶腔方法中双井间距、注水流量等关键造腔参数的选取方法,可以为工程应用提供参考。

井矿盐类矿石水溶性能系列试验要点探究

井矿盐类矿石埋藏于地下深处,根据盐类矿石易溶于水的特性,开采一般采用水溶采矿法。水溶性能试验室系列试验是在试验室以岩心样品模拟现场的实际开采,得出开采时所需要的相关参数。本文从试验角度,分析了侧溶、上溶、卤水膨胀率、水不溶残渣的颗粒度分析等水溶性能试验室系列试验的要点和影响因素,为水溶开采的设计提供了依据。

复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟

盐岩在深部高温高压环境下具有很强的蠕变特性,在岩盐层钻井经常出现井眼缩径、卡钻等复杂事故。目前关于岩盐层井段安全钻进泥浆密度的计算方法主要适用于均匀地应力的情况,难以在非均匀地应力条件下应用。为此研究建立了三向地应力作用下盐岩和砂泥岩相互交错的复合岩盐层井眼蠕变缩径的三维有限元模型,并以塔里木油田羊塔克地区深井为例,研究了非均匀地应力条件下,复合岩盐层井眼随时间变化的蠕变缩径规律,得出了一定泥浆密度下岩盐层井眼在不同时刻的井径值。计算结果表明,安全泥浆密度有限元模拟值与羊塔克地区岩盐层井段实际采用的安全泥浆密度非常接近,验证了所建数值模型的合理性和计算结果的可靠性,研究成果为岩盐层井段的安全钻进提供了技术支撑。

深井岩盐层套管外载的三维有限元分析

深埋于地下的岩盐在一定地应力和温度作用下发生蠕变,对井中的套管产生随时间而变化的外载,致使套管变形甚至挤毁,为此,针对塔里木油田羊塔地区岩盐层的温度、应力状态及其蠕变特性,建立了岩盐层、水泥环和套管耦合的三维有限元力学模型,研究了地应力状态及其大小、井内液体支撑压力对岩盐层套管受力的影响规律。研究表明,非均匀地应力作用下,盐岩蠕变产生的套管外载是非均匀的,在最小地应力方向的套管外载最大,此时若按上覆地层压力计算套管外挤载荷局限性较大。应用新模型对深井、超深井封固岩盐层的Φ250.83mm套管、Φ177.8mm套管和Φ206.38mm3种技术套管的强度进行了分析,计算结果与该油田技术套管挤毁的情况吻合,可见新建模型是合理的,可为深井岩盐层套管强度设计提供理论依据。

井矿盐卤水中硫酸钙颗粒沉降过程研究

测定了硫酸钙颗粒在不同颗粒浓度和卤水浓度中沉降高度与时间的关系,测量的实际值与理论值做了对比,并分析了硫酸钙颗粒浓度和卤水浓度对硫酸钙颗粒沉降速率的影响。结果表明:沉降速率随硫酸钙颗粒浓度和卤水浓度的增加而减小;实验中的实际值远远小于理论值;硫酸钙颗粒浓度从5%(体积分数,下同)增至20%时,介质浓度高的沉降速率下降快;卤水浓度升高时,颗粒浓度高的沉降速率下降快。在纯水中,硫酸钙颗粒浓度为5%时,硫酸钙的沉降速率为19.1 mm/min。在卤水质量浓度为360 g/L、硫酸钙颗粒浓度为20%时,硫酸钙颗粒的沉降速度仅为0.33 mm/min。

应城盐矿区采卤对接井施工技术

以应城盐矿区施工的XK402井与ZK401井采卤对接工程为例,简单介绍了该工程盐岩开采的采卤对接井施工工艺技术及工程效果,并总结出几点体会。

顶空进样-气相色谱-质谱法测定井矿盐中的短链脂肪酸

建立了测定井矿盐中未知异味成分的定性和定量分析方法。将具有异味的井矿盐成品及其原料卤水采用顶空进样,HP-innoWax色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25μm)进行分离,电子轰击离子源进行电离,使用扫描离子模式(Scan)对未知异味成分进行定性分析,经过NIST谱库检索和标准品双柱确认,在原料卤水和异味井矿盐成品中分别准确鉴定了13种和5种短链脂肪酸。采用选择离子模式(SIM),基质匹配外标法对井矿盐成品进行定量分析。结果表明,5种短链脂肪酸在0.13～5.00 mg/kg范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,检出限为0.05～0.20 mg/kg。在0.25、0.50和2.50 mg/kg添加水平时,回收率范围为82.0%～104.0%,相对标准偏差为5.1%～9.8%(n=6)。本方法简单、灵敏,可用于井矿盐中短链脂肪酸的准确定性定量分析。

复杂超深井KS1井四开尾管固井技术

为解决高温高压超深井KS1井存在的溢漏同存、岩盐层缩径、盐水层高压、顶替效率低、固井窜槽等固井难题,该井四开固井采用了特殊的固井工艺流程,先采用底部尾管悬挂固井工艺,再进行五开钻进、五开尾管固井、五开中完作业(钻塞、刮壁、电测等工序)后再下铣锥对四开铣喇叭口及回接筒进行修整,最后进行四开回接套管固井工艺。为了确保四开尾管固井作业顺利,根据钻井复杂情况,充分分析了固井作业存在的难点,从通井技术、下套管技术、水泥浆体系、固井排量、固井施工工艺等方面制定了详细的技术措施。固井质量测井解释表明,高压盐水层、漏失层、敏感地层均得到了有效封固,实现了"穿鞋戴帽"的目标,为后续油气开发、井筒完整性等创造了有利条件。该井的固井成功为今后类似复杂岩盐层固井作业提供了经验。

浅谈井矿盐制盐工艺发展趋势

主要介绍了我国井矿盐发展现状,并从投资费用、运行成本以及能耗等方面对五效蒸发和机械压缩式热泵制盐技术进行对比。

一种能改善盐岩层固井胶结质量的饱和盐水胶乳水泥浆体系的研制

固井水泥浆与盐岩地层间难以形成有效胶结,是造成盐岩层固井质量差的主要原因。为解决这个问题,提出用饱和盐水胶乳水泥浆体系来改善盐岩层固井胶结面的胶结质量。通过试验优选出抗盐胶乳GR1、降滤失剂CG88L等添加剂材料,构建了一套饱和盐水胶乳水泥浆体系,室内对水泥浆体系的抗温性能及其与地层的胶结性能进行了评价。评价结果显示,饱和盐水胶乳水泥浆体系具有广泛的温度适应性和较高的胶结强度。与常规聚合物抗盐水泥浆相比,该水泥浆体系可将水泥浆与模拟盐岩地层的胶结强度提高20%以上,能够有效改善盐岩层固井胶结质量。

国内井矿盐钻井技术新进展

通过钻井技术实现地下盐类矿物的连续水溶开采是井矿盐资源最常用和经济有效的手段。我国井矿盐资源开发历史悠久,堪为人类钻井活动的起源,是近年来发展最快的原盐资源;由于盐类矿物的水溶性、流变性和赋存形式等特点,井矿盐钻井技术与油、气等资源的钻井开采有很大不同之处;在吸收了现代钻井技术(定向井和水平井等)和测井技术后,形成了独具特色的井矿盐防碰绕障、多分支井、带压钻进和精准对接连通等关键应用技术。

TD-11吸附剂对盐矿卤水中钙镁离子吸附净化实验研究

采用TD-11吸附剂,对盐矿卤水中钙镁离子进行吸附净化实验,考察了卤水操作流速、pH值及钙镁总浓度等对吸附净化效果的影响。实验结果表明,TD-11吸附剂能有效吸附去除化学净化后卤水中的钙镁离子;提高卤水过柱流速,吸附净化效果变差;升高卤水pH值及降低钙镁离子总浓度,则有利于钙镁离子的吸附净化。TD-11吸附剂适宜的吸附操作条件为:pH值为9~10,卤水钙镁总浓度控制在5 mg/kg^8 mg/kg,吸附操作流速控制在0.6 mm/s^1.0 mm/s。

盐岩层钻大斜度井的井壁稳定性研究

针对盐岩井段易发生蠕变缩径,引起卡钻、固井后又易发生挤毁套管等事故的现象,应用有限元方法,建立了描述盐岩层中斜井井眼蠕变缩径的空间力学模型,从岩石力学角度分析了塔里木油田羊塔克地区盐岩层钻大斜度井的井壁稳定性,论述了一定地应力状态下井斜角和方位角对井眼缩径的影响规律。该研究成果为盐层段定向井井眼轨迹设计、合理确定泥浆密度和盐岩层钻井施工提供了理论参考,已成功应用于塔里木地区钻遇盐岩层时钻井工程的设计和施工。

云—应盆地薄层复层岩盐矿水采区地面沉陷机理研究

在高分辨率地震、电测深、声波测井和钻探采取岩土样试验的基础上,分析了云—应盆地薄层复层岩盐矿水采区地面沉陷的诸多影响因素。认为采卤井断裂或穿漏和生产井停产或突然卸压是导致地面沉陷的主要因素,其沉陷模式为潜蚀破坏—自重沉陷—固结压密。