CN115977595A - 一种深层富锂卤水开采***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种深层富锂卤水开采***及方法，属于卤水开采技术领域，包括地下的卤水储层，卤水储层的上方设有卤水抽采井与尾水注入井；还包括卤水提锂车、过滤装置、锅炉与储气罐，以及空压机，还包括洗结盐用注汽井，洗结盐用注汽井一端与锅炉连接，另一端与卤水抽采井连通，通过蒸汽洗结盐解决了卤水抽采井易结盐，井管堵塞频发的问题，本发明利用加热后高温尾水和空气段塞交替注入，给卤水储层增能增压，增强流动性，增大储层连通性，从而提高抽采量，解决抽采效率低、产量递减快的问题，增强开采效率和可持续性，并且，本发明还解决了锂等资源提取后卤水尾水处理难度大，无处排放、环境污染大等问题，保证了卤水资源低碳环保开发利用。

Description

一种深层富锂卤水开采***及方法

技术领域

本发明属于卤水开采技术领域，具体涉及一种深层富锂卤水开采***及方法。

背景技术

深层富锂卤水是一种重要的矿产资源，锂资源是新能源产业重要的原料。随着新能源产业的迅猛发展，我国碳酸锂消费占比攀升至全球52.5％，然而锂产品进口依赖度却超过70％。我国85％的锂资源存在于盐湖卤水中，锂产品的大量需求使盐湖卤水提锂成为国家战略的重点命题，对于支撑“碳达峰，碳中和”目标具有重要的意义。目前，伴随着浅层卤水锂资源的日益减少，作为续接资源的深层富锂卤水开采迫在眉睫，深层富锂卤水成为重要的接替资源，但由于盐湖深层卤水储层非均质性强、渗透性低、连通性差，固体盐矿和卤水液态矿共存等特点，导致普通抽采技术的抽采效率极低，单井抽采量低，开采可持续性差，难以满足当前需求，所以，探索储层改造方法和研发强化开采技术是提高富锂卤水开采效率的重要途径，因此需要一种深层卤水开采***及方法来解决此问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种深层富锂卤水开采***及方法。

为达上述目的，本发明提供了一种深层富锂卤水开采***，包括地下的卤水储层，所述卤水储层的上方依次设有垂直于地面的卤水抽采井与尾水注入井，所述卤水抽采井与所述尾水注入井的下端均位于所述卤水储层内；还包括卤水提锂车、过滤装置、锅炉与储气罐，以及空压机；所述卤水抽采井的上端通过第一管道与所述卤水提锂车对接，所述卤水抽采井上靠近所述卤水提锂车处设置有第一循环泵，所述卤水提锂车通过第二管道与所述过滤装置对接，所述过滤装置通过第三管道与所述锅炉连接，所述锅炉通过第四管道与所述尾水注入井上端连通，所述第四管道上设置有第一阀门；所述储气罐通过第五管道与所述空压机连接，所述空压机通过第六管道与所述尾水注入井上端连通，所述第六管道上设置有第二阀门。

进一步的，还包括洗结盐用注汽井，所述洗结盐用注汽井一端通过第七管道与所述锅炉连接，所述洗结盐用注汽井另一端与所述卤水抽采井连通，所述第七管道上设置有第二循环泵与第三阀门。

进一步的，所述卤水抽采井与所述尾水注入井之间的距离大于所述卤水抽采井抽水水力的影响半径。

进一步的，所述卤水抽采井设置在卤水储层的下游，所述尾水注入井设置在卤水储层的上游。

一种深层富锂卤水开采方法，包括如下步骤：

S1：施工建设卤水抽采井与尾水注入井，卤水抽采井与尾水注入井下端均位于卤水储层内，卤水抽采井上安装有第一循环泵；地面施工安装卤水提锂车、过滤装置与锅炉，以及储气罐与空压机；

S2：施工建设洗结盐用注汽井，洗结盐用注汽井一端与锅炉连接，洗结盐用注汽井另一端与卤水抽采井连接；

S3：卤水抽采方法是通过第一循环泵将卤水从卤水储层抽出到卤水提锂车内，卤水提锂车将提取锂资源后的尾水输送到过滤装置内进行过滤，再输送到锅炉内进行加热，形成高温水与水蒸汽；

S4：储气罐中的气体通过空压机输送到注入井内，再将步骤S3中的高温水输送到注入井内，构成气水段塞驱替；

S5：步骤S3中的水蒸汽通过步骤S2中的洗结盐用注汽井输送到卤水抽采井内进行蒸汽洗结盐；

S6：依次重复步骤S1至S5，循环往复整个过程，进行卤水抽采。

本发明的优点是：本发明利用加热后高温尾水和空气段塞交替注入，给卤水储层增能，提高储层压力，增强储层内水体的流动性，增大储层连通性，从而提高抽采量，解决抽采效率低、产量递减快的问题，增强开采效率和可持续性。同时，通过设置的洗结盐用注汽井来对卤水抽采井进行蒸汽洗井的作用，解决了高温卤水因经过浅部低温地层极易结盐，井管堵塞频率极高的问题，实现了边抽采边洗结盐，节约了成本，提高了效率。并且，本发明还解决了锂等资源提取后卤水尾水处理难度大，无处排放、环境污染大等问题，保证了卤水资源低碳环保开发利用。

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明深层富锂卤水开采的流程图。

附图标记说明：1、卤水储层；2、卤水抽采井；3、尾水注入井；4、卤水提锂车；5、过滤装置；6、锅炉；7、储气罐；8、空压机；9、第一循环泵；10、第一阀门；11、第二阀门；12、洗结盐用注汽井；13、第二循环泵；14、第三阀门。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“对齐”、“重叠”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

本实施例提供了如图1与图2所示的一种深层富锂卤水开采***，包括地下的卤水储层1，卤水储层1的上方依次设有垂直于地面的卤水抽采井2与尾水注入井3，卤水抽采井2与尾水注入井3的下端均位于卤水储层1内；还包括卤水提锂车4、过滤装置5、锅炉6与储气罐7，以及空压机8；卤水抽采井2的上端通过第一管道与卤水提锂车4对接，卤水抽采井2上靠近卤水提锂车4处设置有第一循环泵9，卤水提锂车4通过第二管道与过滤装置5对接，过滤装置5通过第三管道与锅炉6连接，锅炉6通过第四管道与尾水注入井3上端连通，第四管道上设置有第一阀门10；储气罐7通过第五管道与空压机8连接，空压机8通过第六管道与尾水注入井3上端连通，第六管道上设置有第二阀门11。

通过设置的过滤装置5与锅炉6对尾水进行过滤加热后的水，以及储气罐7通过空压机8输送的气，交替输入到尾水注入井3内，构成气水段塞驱替，解决了单纯气驱可能会导致储层穿透而使得气体源源不断被抽出，导致卤水产出率低，驱替效果差的问题；气水段塞驱替解决了单纯水驱，因尾水量少，要达到驱替效果还需要外部水源，卤水产出区一般为无人区，无外部水源或开发外部水源成本极高的问题；同时，尾水经过高温加热，解决了直接凉水注入可能会因储层温度骤降而破坏储层的问题，甚至比储层温度更高的高温水注入，还会增强渗流速率，和固矿溶解速率，从而提高卤水抽采效率；其中，尾水注入井3为气水段塞注入井，卤水提锂车4为可以移动式提锂车，储气罐7通过空压机8输送的气体可以是一般的空气或者二氧化碳，并且气驱压力应大于地层流体的压力。

进一步的，还包括洗结盐用注汽井12，洗结盐用注汽井12一端通过第七管道与锅炉6连接，洗结盐用注汽井12另一端与卤水抽采井2连通，第七管道上设置有第二循环泵13与第三阀门14，通过设置洗结盐用注汽井12为蒸汽水洗注入井，使得通过锅炉6加热形成的高温水蒸汽可以对卤水抽采井2内易结盐层段进行蒸汽洗井，解决了卤水抽采井2易结盐、堵塞的问题，其中，洗结盐用注汽井12最大深度地温应大于或等于卤水抽采井2出口水温的层位。

进一步的，卤水抽采井2与尾水注入井3之间的距离大于卤水抽采井2抽水水力的影响半径，可以防止热突破影响卤水温度，同时确保卤水的高效开采和利用。

进一步的，卤水抽采井2设置在卤水储层1的下游，尾水注入井3设置在卤水储层1的上游，可以保证地层增能补压，有利于可持续开采。

一种深层富锂卤水开采方法，包括如下步骤：

S1：施工建设卤水抽采井2与尾水注入井3，卤水抽采井2与尾水注入井3下端均位于卤水储层1内，卤水抽采井2上安装有第一循环泵9；地面施工安装卤水提锂车4、过滤装置5与锅炉6，以及储气罐7与空压机8；

S2：施工建设洗结盐用注汽井12，洗结盐用注汽井12一端与锅炉6连接，洗结盐用注汽井12另一端与卤水抽采井2连接；

S3：卤水抽采方法是通过第一循环泵9将卤水从卤水储层1抽出到卤水提锂车4内，卤水提锂车4将提取锂资源后的尾水输送到过滤装置5内进行过滤，再输送到锅炉6内进行加热，形成高温水与水蒸汽；

S4：储气罐7中的气体通过空压机8输送到注入井内，再将步骤S3中的高温水输送到注入井内，构成气水段塞驱替；

S5：步骤S3中的水蒸汽通过步骤S2中的洗结盐用注汽井12输送到卤水抽采井2内进行蒸汽洗结盐；

S6：依次重复步骤S1至S5，循环往复整个过程，进行卤水抽采。

使用时，卤水资源通过卤水抽采井2借助第一循环泵9由地下的卤水储层1抽至地面，再通过卤水提锂车将卤水中的锂资源提走，卤水提锂车4为可以移动式提锂车，卤水提锂车4将锂资源提走后，将剩下的尾水输送到过滤装置5处进行过滤，过滤后再通过锅炉6加热产生水蒸汽与高温水，产生的蒸汽借助第二循环泵13由洗结盐用注汽井12注入至卤水抽采井2内，通过蒸汽来溶洗卤水抽采井2内因降温而结晶在卤水抽采井2井壁的盐类，使其溶解到卤水中被开采，以此起到防堵的同时，还提高了开采效率，其中，洗结盐用注汽井12最大深度地温应大于或等于卤水抽采井2出口水温的温度；而另一部分尾水通过锅炉6加热后变成的高温水和储存在储气罐7中的压缩气体，通过空压机8段塞驱替由尾水注入井3注入到卤水储层1，储气罐7通过空压机8输送的气体可以是一般的空气或者二氧化碳，并且气驱压力应大于地层流体的压力，卤水储层1经过增能增压改造后，使得更多的卤水由卤水抽采井2抽出，最后，一直循环往复上述整个过程来进行卤水抽采。

综上所述，本发明利用加热后高温尾水和空气段塞交替注入，给卤水储层1增能，提高储层压力，增强储层内水体的流动性，增大储层连通性，从而提高抽采量，解决抽采效率低、产量递减快的问题，增强开采效率和可持续性。同时，通过设置的洗结盐用注汽井12来对卤水抽采井2进行蒸汽洗井的作用，解决了高温卤水因经过浅部卤水温度降低地层极易结盐，井管堵塞频率极高的问题，实现了边抽采边洗结盐，节约了成本，提高了效率。并且，本发明还解决了锂等资源提取后卤水尾水处理难度大，无处排放、环境污染大等问题，保证了卤水资源低碳环保开发利用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种深层富锂卤水开采***，其特征在于：包括地下的卤水储层(1)，所述卤水储层(1)的上方依次设有垂直于地面的卤水抽采井(2)与尾水注入井(3)，所述卤水抽采井(2)与所述尾水注入井(3)的下端均位于所述卤水储层(1)内；还包括卤水提锂车(4)、过滤装置(5)、锅炉(6)与储气罐(7)，以及空压机(8)；所述卤水抽采井(2)的上端通过第一管道与所述卤水提锂车(4)对接，所述卤水抽采井(2)上靠近所述卤水提锂车(4)处设置有第一循环泵(9)，所述卤水提锂车(4)通过第二管道与所述过滤装置(5)对接，所述过滤装置(5)通过第三管道与所述锅炉(6)连接，所述锅炉(6)通过第四管道与所述尾水注入井(3)上端连通，所述第四管道上设置有第一阀门(10)；所述储气罐(7)通过第五管道与所述空压机(8)连接，所述空压机(8)通过第六管道与所述尾水注入井(3)上端连通，所述第六管道上设置有第二阀门(11)。

2.如权利要求1所述的一种深层富锂卤水开采***，其特征在于：还包括洗结盐用注汽井(12)，所述洗结盐用注汽井(12)一端通过第七管道与所述锅炉(6)连接，所述洗结盐用注汽井(12)另一端与所述卤水抽采井(2)连通，所述第七管道上设置有第二循环泵(13)与第三阀门(14)。

3.如权利要求1所述的一种深层富锂卤水开采***，其特征在于：所述卤水抽采井(2)与所述尾水注入井(3)之间的距离大于所述卤水抽采井(2)抽水影响半径的长度。

4.如权利要求1所述的一种深层富锂卤水开采***，其特征在于：所述卤水抽采井(2)设置在卤水储层(1)地下水流向的下游，所述尾水注入井(3)地下水流向设置在卤水储层(1)的上游。

5.一种深层富锂卤水开采方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：施工建设卤水抽采井(2)与尾水注入井(3)，卤水抽采井(2)与尾水注入井(3)下端均位于卤水储层(1)内，卤水抽采井(2)上安装有第一循环泵(9)；地面施工安装卤水提锂车(4)、过滤装置(5)与锅炉(6)，以及储气罐(7)与空压机(8)；

S2：施工建设洗结盐用注汽井(12)，洗结盐用注汽井(12)一端与锅炉(6)连接，洗结盐用注汽井(12)另一端与卤水抽采井(2)连接；

S3：卤水抽采方法是通过第一循环泵(9)将卤水从卤水储层(1)抽出到卤水提锂车(4)内，卤水提锂车(4)将提取锂资源后的尾水输送到过滤装置(5)内进行过滤，再输送到锅炉(6)内进行加热，形成高温水与水蒸汽；

S4：储气罐(7)中的气体通过空压机(8)输送到注入井内，再将步骤S3中的高温水输送到注入井内，构成气水段塞驱替；

S5：步骤S3中的水蒸汽通过步骤S2中的洗结盐用注汽井(12)输送到卤水抽采井(2)内进行蒸汽洗结盐；

S6：依次重复步骤S1至S5，循环往复整个过程，进行卤水抽采。

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