RU2685381C1 - Uranium and associated elements production method based on underground well leaching technology with plasma-pulse action on well hydrosphere - Google Patents
Uranium and associated elements production method based on underground well leaching technology with plasma-pulse action on well hydrosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685381C1 RU2685381C1 RU2018118011A RU2018118011A RU2685381C1 RU 2685381 C1 RU2685381 C1 RU 2685381C1 RU 2018118011 A RU2018118011 A RU 2018118011A RU 2018118011 A RU2018118011 A RU 2018118011A RU 2685381 C1 RU2685381 C1 RU 2685381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- plasma
- hydrosphere
- well
- pulse
- Prior art date
Links
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000009471 action Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 41
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 6
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 6
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 8
- WOIIIUDZSOLAIW-NSHDSACASA-N azapropazone Chemical compound C1=C(C)C=C2N3C(=O)[C@H](CC=C)C(=O)N3C(N(C)C)=NC2=C1 WOIIIUDZSOLAIW-NSHDSACASA-N 0.000 claims 1
- 229960001671 azapropazone Drugs 0.000 claims 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 claims 1
- 239000012487 rinsing solution Substances 0.000 claims 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005312 nonlinear dynamic Methods 0.000 description 1
- VIKNJXKGJWUCNN-XGXHKTLJSA-N norethisterone Chemical compound O=C1CC[C@@H]2[C@H]3CC[C@](C)([C@](CC4)(O)C#C)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 VIKNJXKGJWUCNN-XGXHKTLJSA-N 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/28—Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи урана и сопутствующих элементов, редких и благородных металлов и других полезных ископаемых методом подземного скважинного выщелачивания, а также для восстановления дебита гидрогеологических скважин водозаборов, приемистости специальных скважин при закачке активных веществ.The invention relates to the mining industry and can be used to intensify the extraction of uranium and related elements, rare and precious metals and other minerals by the method of underground borehole leaching, as well as to restore the flow rate of hydrogeological wells, injectivity of special wells during the injection of active substances.
Известен способ раскольматации призабойной зоны и межскважинного пространства технологических скважин для добычи редких металлов методом подземного выщелачивания, включающий удаление продуктов кольматации при периодическом воздействии на прискважинное и межскважинное пространство полем упругих колебаний с помощью одного или нескольких источников упругих колебаний. Перед воздействием анализируют гидродинамическую связь скважин с пластом и определяют гидропроводность пласта в межскважинном пространстве на основе гидродинамической, геологической, геофизической информации, а также анализа параметров скважин данного месторождения в процессе его эксплуатации. По результатам обработки данных отбирают те скважины, для которых снижение продуктивности обусловлено кольматацией призабойной зоны и межскважинного пространства. Для отобранных скважин задают режим воздействия полем упругих колебаний на прискважинную зону и межскважинное пространство, включающий амплитуду, частоту, длительность, очередность, синфазность. Воздействие на прискважинную зону и межскважинное пространство производят, возбуждая в них упругие колебания заданных режимов воздействия, контролируют скорость удаления кольматантов из прискважинной зоны, межскважинного пространства и скорость перевода металла в выщелачивающий раствор. По результатам контроля корректируют режимы воздействия и выдают рекомендации по оптимальным режимам эксплуатации скважин при новых значениях проницаемости призабойных зон и межскважинного пространства, полученных в результате воздействия полем упругих колебаний, затем все операции повторяют.There is a method of unzolmatisation of the bottomhole zone and the interwell space of technological wells for the extraction of rare metals by the method of underground leaching, including the removal of clogging products with periodic effects on the near-wellbore and interwell spaces by the field of elastic oscillations using one or several sources of elastic oscillations. Before the impact, the hydrodynamic connection of the wells with the formation is analyzed and the hydraulic conductivity of the formation in the interwell space is determined on the basis of hydrodynamic, geological, geophysical information, as well as analysis of the parameters of wells of this field during its operation. According to the results of data processing, those wells are selected for which the decrease in productivity is due to clogging of the bottomhole zone and the interwell space. For selected wells, the field of elastic oscillations is set on the near-wellbore zone and the interwell space, which includes amplitude, frequency, duration, sequence, and synphase. The impact on the near-wellbore zone and the interwell space is produced by energizing in them the elastic oscillations of the given exposure modes, control the rate of removal of clogging from the near-wellbore zone, the interborehole space and the rate of metal transfer to the leaching solution. According to the results of the control, the exposure regimes are adjusted and recommendations are given on the optimal operation modes of the wells with new permeability values of the bottomhole zones and the interwell space obtained as a result of the impact of the field of elastic vibrations, then all operations are repeated.
Каждый источник упругих колебаний содержит настраиваемые преобразователи электрических колебаний в акустические в диапазоне 5-200 кГц и энергией до 10 Вт/см2 и возможностью работы в искусственном режиме с частотой импульсов до 5 кГц и средней энергией до 5 Вт/см2 (пат. РФ №2162147, приор. 25.12.1998, публ. 20.01.2001).Each source of elastic vibrations contains adjustable transducers of electrical oscillations in acoustic in the range of 5-200 kHz and energy up to 10 W / cm 2 and the ability to work in an artificial mode with a pulse frequency of up to 5 kHz and an average energy of up to 5 W / cm 2 (US Pat. №2162147, Prior, 12/25/1998, Publ., 20.01.2001).
Данный способ требует тщательной настройки при выборе частот акустического воздействия, так как на предлагаемых частотах поглощение акустических сигналов - значительно, поэтому требуется большая мощность источников - преобразователей электрических сигналов в акустические, что требует значительного расхода энергоресурсов.This method requires careful adjustment when choosing the frequencies of acoustic exposure, since at the proposed frequencies the absorption of acoustic signals is significant, therefore, a large power source - electrical signal to acoustic signal transducers is required, which requires significant energy consumption.
Известен способ добычи редких металлов по технологии подземного скважинного выщелачивания (пат. РФ №2478780, приор. 21.11.2011 г., выбран в качестве прототипа).A known method for the extraction of rare metals according to the technology of underground well leaching (US Pat. Of the Russian Federation No. 2478780, prior. November 21, 2011, selected as a prototype).
Известный способ, включающий закачку в продуктивный пласт через систему распределенных в пространстве нагнетательных скважин растворов рабочего агента и откачку с помощью погружного насоса продуктов взаимодействия редких металлов с раствором рабочего агента через систему добывающих скважин, воздействие полем упругих колебаний на прискважинное и межскважинное пространство с помощью источников упругих колебаний, предусматривает остановку на время 3-4 часа работы добывающей скважины, извлечение погружного насоса и спуск в скважину на одножильном геофизическом кабеле скважинного источника упругих колебаний. При этом в качестве скважинного источника упругих колебаний используют излучатель электрогидравлического (плазменно-импульсного) воздействия, управляемый импульсами постоянного тока, и который снабжают умножителем напряжения и наземным блоком питания переменным током с частотой 300-1000 Гц. Указанный излучатель генерирует импульсы давления (сжатия и разряжения) упругого поля со спектром частот в диапазоне от нескольких герц до нескольких килогерц, серией импульсов в диапазоне 10÷30 с периодической последовательностью 2÷3 импульса в минуту и энергией упругих импульсов в диапазоне 1.0÷1.2 кДж с помощью инициирования электрогидравлического разряда калиброванным проводником в межэлектродном пространстве разрядника.There is a known method involving pumping a working agent solution distributed in space through a system of injection wells through a system of pumping agents and pumping out the interaction products of rare metals with a solution of a working agent through a system of producing wells using a submersible pump, the field of elastic oscillations on the near-wellbore and interwell wells using sources of elastic oscillations, provides for stopping for 3-4 hours of the production well, removing the submersible pump and lowering it into the well for single-core geophysical cable downhole source of elastic waves. At the same time, as the well source of elastic oscillations, an emitter is used with an electro-hydraulic (plasma-pulse) action, controlled by DC pulses, and which is supplied with a voltage multiplier and ground-based power supply unit with alternating current with a frequency of 300-1000 Hz. The specified emitter generates pressure pulses (compression and rarefaction) of an elastic field with a frequency spectrum in the range from several hertz to several kilohertz, a series of pulses in the range of 10 ÷ 30 with a periodic sequence of 2 ÷ 3 pulses per minute and the energy of elastic pulses in the range of 1.0 ÷ 1.2 kJ by initiating an electrohydraulic discharge with a calibrated conductor in the interelectrode space of a spark gap.
При минерализации скважинного флюида 5-30 г/л производят обработку указанным излучателем без инициирования электрогидравлического разряда калиброванным проводником.When the well fluid has a salinity of 5–30 g / l, the specified emitter is processed without initiating an electro-hydraulic discharge with a calibrated conductor.
В процессе обработки указанный излучатель перемещают с шагом 0.5÷1.0 м по всему интервалу фильтра скважины, а после обработки его извлекают из скважины, вновь спускают погружной насос и восстанавливают работу добывающей скважины.During processing, the said emitter is moved with a step of 0.5 ÷ 1.0 m over the entire interval of the well filter, and after processing it is removed from the well, the submersible pump is again lowered and the production well is restored.
Кроме того, производят плазменно-импульсную обработку нагнетательных скважин.In addition, produce plasma-pulse treatment of injection wells.
Эффективность плазменно-импульсного воздействия определяют по данным измерений дебита скважины до и после обработки, при этом измеряют дебиты и приемистость реагирующих на воздействие скважин, расположенных на расстоянии до 300÷400 м. Для оценки эффективности плазменно-импульсного воздействия производят измерения концентрации растворов рабочего агента до воздействия и после воздействия, регулярно во времени - посуточно, еженедельно, ежемесячно.The effectiveness of plasma-pulse exposure is determined according to measurements of the flow rate of the well before and after treatment, while measuring the flow rates and the injectivity of the reacting wells located at a distance of 300 ÷ 400 m. To estimate the effectiveness of the plasma-pulse effect, measure the concentration of the working agent solutions to exposure and after exposure, regularly in time - daily, weekly, monthly.
Недостаток известного способа заключается в том, что он не предусматривает одновременное плазменно-импульсное воздействие на гидросферу сразу в нескольких нагнетательных и/или добывающих скважинах, что снижает эффективность воздействия, особенно в низкопроницаемых продуктивных пластах.The disadvantage of this method is that it does not provide for the simultaneous plasma-pulse effect on the hydrosphere at once in several injection and / or production wells, which reduces the impact efficiency, especially in low-permeable production formations.
В известном способе процесс контроля параметров и управления режимом осуществления технологии воздействия на пласт скважинным источником упругих колебаний (электрогидравлического излучателя плазменно-импульсного воздействия) осуществляется в «ручном режиме» (не автоматизирован), и не позволяет синхронизировать во времени одновременное плазменно-импульсное воздействие на гидросферу сразу в нескольких скважинах.In the known method, the process of monitoring the parameters and controlling the mode of implementation of the technology of impact on the formation of a borehole source of elastic oscillations (electro-hydraulic plasma pulse impulse emitter) is carried out in “manual mode” (not automated), and does not allow simultaneous synchronous plasma-pulse effect on the hydrosphere. immediately in several wells.
Кроме того, известный способ предусматривает использование специального наземного блока питания переменного тока с частотой 300-1000 Гц, что приводит к дополнительным непроизводительным расходам, так как в условиях скважин используют постоянный или переменный ток промышленной частоты 50 Гц.In addition, the known method involves the use of a special ground-based AC power supply with a frequency of 300-1000 Hz, which leads to additional overhead costs, as in conditions of wells using a direct or alternating current of
Задачей изобретения является повышение эффективности плазменно-импульсного воздействия на гидросферу, осуществляемого одновременно в нескольких нагнетательных и/или добывающих скважин, а также снижение трудозатрат на осуществление технологии воздействия.The objective of the invention is to increase the efficiency of the plasma-pulse effect on the hydrosphere, carried out simultaneously in several injection and / or production wells, as well as reducing labor costs for the implementation of the impact technology.
Указанная задача решается тем, что способ добычи урана и сопутствующих элементов по технологии подземного скважинного выщелачивания с плазменно-импульсным воздействием на гидросферу скважин, включающий закачку в продуктивный пласт через систему распределенных в пространстве нагнетательных скважин растворов рабочего агента и откачку с помощью погружного насоса продуктов взаимодействия добываемых элементов с раствором рабочего агента через систему добывающих скважин, предусматривающий остановку работы нагнетательных и добывающих скважин, и последующее плазменно-импульсное воздействие на гидросферу нагнетательных и добывающих скважин с помощью управляемого импульсами тока скважинного излучателя электрогидравлического (плазменно-импульсного) воздействия, генерирующего импульсы давления (сжатия и разряжения) упругого поля с помощью инициирования электрогидравлического разряда калиброванным проводником в межэлектродном пространстве разрядника, в отличие от известного, предусматривает плазменно-импульсное воздействие (ПИВ) на гидросферу скважин одновременно в нагнетательной и добывающей скважинах, размещенными в них скважинными излучателями ПИВ, каждый из которых снабжют наземной индивидуальной компьютеризированной панелью управления, при этом запуск импульса синхронизации ПИВ осуществляют при помощи наземной компьютеризированной панели управления одного из указанных излучателей, соединенной линией связи с наземной компьютеризированной панелью управления другого излучателя, при этом управление скважинным излучателем ПИВ производят импульсами цифровой последовательности от наземной компьютеризированной панели управления, а питание указанных излучателей осуществляют постоянным или переменным током промышленной частоты 50 Гц.This problem is solved by the fact that the method of extracting uranium and related elements according to the technology of underground borehole leaching with a plasma-pulse effect on the hydrosphere of wells, including pumping into the productive formation through the system of working agent solutions distributed in space of the injection wells and pumping out using the submersible pump the interaction products produced elements with a solution of a working agent through a system of production wells, providing for stopping the work of injection and production wells, and the subsequent plasma-pulse effect on the hydrosphere of injection and production wells by means of pulsed-controlled current of the downhole radiator of an electro-hydraulic (plasma-pulse) effect that generates pressure pulses (compression and rarefaction) of an elastic field by initiating an electro-hydraulic discharge with a calibrated conductor in the interelectrode space of the spark gap , in contrast to the known, provides for a plasma-pulse effect (TID) on the hydrosphere of wells simultaneously in the injection and production wells, well-borne TID emitters located in them, each of which is provided with a ground-based individual computerized control panel, while the triggering pulse of the TID is performed using a ground-based computerized control panel of one of these emitters connected by a communication line with the ground-based computerized control panel another emitter, while the control of the downhole emitter TID is produced by pulses of a digital sequence from hydrochloric computerized control panel, and the power of said emitters is carried out with direct or alternating current of industrial frequency of 50 Hz.
В качестве скважинных источников упругих и электромагнитных колебаний используют скважинные излучатели ПИВ, которые генерируют в межскважинное пространство гидросферы скважин импульсы давления упругого и электромагнитного поля со спектром частот в диапазоне от нескольких герц до нескольких килогерц, серией в диапазоне 10-30 импульсов с периодичностью 1-2 импульса в минуту и энергией упругих и электромагнитных импульсов в диапазоне 1.0-1.5 кДж, а в процессе обработки скважин указанные излучатели перемещают с шагом 0.25-1.0 м по всему интервалу фильтра скважины.As well sources of elastic and electromagnetic oscillations, wellhead emitters TIG are used, which generate pressure pulses of an elastic and electromagnetic field with a frequency spectrum in the range from several hertz to several kilohertz, series in the range of 10-30 pulses with a frequency of 1-2 in the interwell space of the hydrosphere of the well. pulse per minute and the energy of elastic and electromagnetic pulses in the range of 1.0-1.5 kJ, and in the process of well treatment, these emitters move with a step of 0.25-1.0 m over the entire interval well filter.
При освоении скважин, выходящих из бурения и требующих повышенной степени очистки фильтра и прискважинной зоны от глинистых частиц, производят плазменно-импульсное воздействие по всему интервалу фильтра через каждые 0,25-0.5 м в количестве 10-15 импульсов на каждой точке и осуществляют промывку ствола скважины объемом жидкости в 3-5 объема скважины, контролируя на устье в промывочном растворе содержание твердых частиц, не допуская его содержание более 50 мг\л.During the development of wells emerging from drilling and requiring a high degree of cleaning of the filter and the near-wellbore zone from clay particles, a plasma-pulse effect is produced throughout the filter interval every 0.25-0.5 m in the amount of 10-15 pulses at each point and the barrel is washed wells with a liquid volume of 3-5 volumes of the well, controlling the solids content at the mouth of the flushing solution, preventing its content of more than 50 mg / l.
При закислении технологических скважин ячейки для ускорения химических процессов в пласте и перехода урана в подвижную форму и повышения выхода урана и сопутствующих металлов производят обработку плазменно-импульсным воздействием всех нагнетательных и добывающих скважин ячейки.When acidifying technological wells of the cell to accelerate chemical processes in the reservoir and transfer uranium to a mobile form and increase the yield of uranium and related metals, the plasma-pulse action of all injection and production wells of the cell is processed.
По показаниям прибора нейтронного каротажа определяют интервал фильтра с повышенным содержания урана и сопутствующих элементов в пласте, затем в остановленной добывающей скважине производят обработку пласта серией импульсов плазменно-импульсного воздействия в этом интервале фильтра.According to the readings of the neutron logging instrument, the filter interval is determined with a high content of uranium and associated elements in the reservoir, then in the stopped production well, the reservoir is treated with a series of pulses of plasma-pulse action in this filter interval.
После обработки фильтра нагнетательной или добывающейи скважины плазменно-импульсным воздействием, скважинный прибор с излучателем упругого и электромагнитного поля на основе электрогидравлического разряда в гидросфере поднимают на 2-3 м выше фильтра и производят серию импульсов ПИВ на продуктивный пласт через обсадную колонну в низкопроницаемой части продуктивного пласта ниже кровли.After processing the injection or extraction well filter with a plasma-pulse effect, a downhole tool with an emitter of an elastic and electromagnetic field based on an electrohydraulic discharge in the hydrosphere is raised 2-3 meters above the filter and produces a series of IW impulses to the reservoir through the casing in the low-permeable part of the reservoir below the roof.
Плазменно-импульсное воздействие на гидросферу в скважинном пространстве производят из разных скважин, расположенных в определенном азимутальном направлении.Plasma-pulse effect on the hydrosphere in the well space is produced from different wells located in a certain azimuthal direction.
Осуществляют контроль за эффективностью воздействия ПИВ в добывающих скважинах путем сравнения данных измерений их дебита и определения содержания металла в пробах рабочего агента, отбираемого на устье скважин регулярно во времени - посуточно, еженедельно, ежемесячно до воздействия ПИВ и после воздействия регулярно во времени - посуточно, еженедельно, ежемесячно за весь период повышенного дебита добывающих скважины, при этом измеряют дебиты и приемистость реагирующих на воздействие ПИВ скважин, расположенных на расстоянии до 300 м.Monitor the effectiveness of the impact of TID in producing wells by comparing measurements of their flow rate and determining the metal content in samples of the working agent taken at the wellhead regularly in time - daily, weekly, monthly before the impact of TID and after exposure regularly in time - daily, weekly , monthly for the entire period of increased production rate of producing wells, at the same time measure the flow rates and the injectivity of wells reacting to the impact of IRT, located at a distance of 300 m.
На фиг. 1 представлен график режима работы откачной скважины №30-6-4 в период с 1.01.2016 г по 25.12.2016 г. на месторождении Инкай.FIG. 1 shows the schedule of operation mode of the pumping well No. 30-6-4 in the period from January 1, 2016 to December 25, 2016 at the Inkai field.
На фиг. 2 представлен сравнительный график содержания металла в скважинах №81-6-3 с обработкой ПИВ и в скважине и №81-4-1 без обработки.FIG. 2 shows a comparative graph of the metal content in wells No. 81-6-3 with TID processing and in the well and No. 81-4-1 without treatment.
Суть способа.The essence of the method.
Практика разработки месторождений урана, ванадия и др. методом подземного скважинного выщелачивания (ПСВ) показывает, что производительность технологических скважин снижается вследствие кольматации фильтров и прискважинных зон. Этот процесс неизбежен и скорость его зависит от многочисленных факторов: геологического строения рудного тела, способа бурения, конструкции скважин и фильтра, способа установки фильтра, способа и сроков освоения скважин после установки фильтра, гидрохимического состава подземных вод, типа раствороподъемного оборудования, типа рабочего реагента, применяемого для режима закисления пласта и других факторов (А.А. Калошин, Л.И. Евтеева).The practice of developing uranium, vanadium and other deposits using the method of underground well leaching (PSV) shows that the productivity of technological wells decreases due to clogging of filters and near-well zones. This process is inevitable and its speed depends on numerous factors: geological structure of the ore body, method of drilling, well design and filter, method of installing the filter, method and timing of well development after installing the filter, hydrochemical composition of groundwater, type of slurry equipment, used for the regime of acidification of the reservoir and other factors (AA Kaloshin, LI Evteeva).
Каждое месторождение, разрабатываемое с применением рабочих агентов (вода, рассолы и др.) нужно рассматривать, как сложную многофакторную нелинейную динамическую систему, в которой происходят постоянные изменения. Чаще всего в результате длительной эксплуатации залежи, постоянного техногенного вмешательства в процесс добычи полезного ископаемого необходимо оперативно применять способы и технические средства для оптимального управления физико-химическими процессами в пласте.Each field developed with the use of working agents (water, brines, etc.) must be considered as a complex multifactorial non-linear dynamic system in which constant changes take place. Most often, as a result of long-term operation of the reservoir, constant technogenic intervention in the process of mineral extraction, it is necessary to promptly apply methods and technical means for optimal control of the physicochemical processes in the reservoir.
Поиски новых решений использования энергии продуктивного пласта и более внимательное рассмотрение свойств геологического разреза с характерными для каждого пласта массой, плотностью, скоростью распространения упругих колебаний (продольные, поперечные и другие типы волн) натолкнули на мысль, что затухание упругих колебаний разных частот в разрезе, сложенном породами с различными физическими параметрами, включая пористые среды, отличающиеся параметрами пористости, проницаемости, содержания глинистого материала, заполненные различными флюидами, должно быть различным.The search for new solutions for using the energy of the productive stratum and a closer look at the properties of the geological section with characteristic for each layer mass, density, velocity of propagation of elastic oscillations (longitudinal, transverse and other types of waves) suggested that the damping of elastic oscillations of different frequencies in the section folded rocks with different physical parameters, including porous media, differing in parameters of porosity, permeability, content of clay material, filled with different and fluids should be different.
Каждый насыщенный пласт имеет свою собственную резонансную (доминантную) частоту, в продуктивной залежи постоянно идет процесс неупорядоченных колебаний за счет закачиваемого в пласт рабочего агента для создания перепада давления в пласте и энергии, поступающей извне (приливы-отливы, природные и техногенные землетрясения и т.д.).Each saturated reservoir has its own resonant (dominant) frequency, in a productive reservoir the process of disordered fluctuations is constantly going on due to a working agent injected into the reservoir to create a pressure drop in the reservoir and energy coming from outside (ebb and flow, natural and man-made earthquakes and so on. d.)
Такие явления характерны для неравновесных упругих автоколебательных систем. В каждой комплексной системе коэффициенты отражения, преломления и поглощения упругих колебаний меняют свои параметры и характеристики.Such phenomena are characteristic of nonequilibrium elastic self-oscillatory systems. In each complex system, the coefficients of reflection, refraction and absorption of elastic vibrations change their parameters and characteristics.
Теория самоорганизации показывает, что траектория в фазовом пространстве, описывающая эволюцию системы со сложно организованной внутренней структурой, оказывается очень чувствительной к малым возмущениям, обладая многими точками бифуркации (самоорганизации) открытых систем, их переходу от хаоса к порядку и наоборот.The theory of self-organization shows that the trajectory in phase space, describing the evolution of a system with a complexly organized internal structure, is very sensitive to small perturbations, having many points of bifurcation (self-organization) of open systems, their transition from chaos to order and vice versa.
В такой ситуации резко возрастает роль малых величин и эффектов, которые будучи задействованы вовремя, позволяют управлять процессами самоорганизации, направляя их желательным образом. Малые эффекты играют роль спускового крючка, запуская в действие скрытые резервы систем.In such a situation, the role of small quantities and effects, which are involved in time, allows you to manage the processes of self-organization, directing them in the desired way. Small effects play the role of a trigger, triggering hidden reserves of systems.
Важным фактором является то, что сама продуктивная залежь слоиста, и каждый слой, несмотря на анизотропию пласта, имеет свою собственную резонансную частоту. В самой залежи постоянно идут незатухающие колебания, поддерживаемые внешними источниками энергии флюидопотоков, обеспечивающих закачкой рабочего агента (воды с реагентами) через нагнетательные (закачные) скважины, а также за счет лунно-солнечной активности, приливов-отливов, природных и техногенных землетрясений и т.д. Все это происходит в нелинейной диссипативной системе, вид и свойства колебаний которой определяются самой системой (автоколебательный режим - А.А. Андронов, 1929 г.).An important factor is that the productive reservoir itself is layered, and each layer, despite the formation anisotropy, has its own resonant frequency. Continuous oscillations constantly occur in the reservoir itself, supported by external sources of fluid flow, which ensure the injection of working agent (water with reagents) through injection (injection) wells, as well as lunar-solar activity, tides, natural and man-made earthquakes, etc. d. All this happens in a nonlinear dissipative system, the type and properties of oscillations of which are determined by the system itself (self-oscillatory mode — AA Andronov, 1929).
Так, понимая сложность процессов, происходящих в продуктивном пласте, надо рассматривать продуктивную залежь как совокупность колебательных систем (нелинейный осциллятор в неравновесной упругой среде), на которую можно воздействовать путем внешних вынужденных колебаний. Важнейшей особенностью неравновесной среды является то, что даже небольшая возмущающая сила может привести к непропорционально большому эффекту (триггерный эффект). Для возбуждения такой среды и декольматации прискважинной зоны необходимо иметь идеальный нелинейный источник внешних вынужденных колебаний.So, understanding the complexity of the processes occurring in the reservoir, it is necessary to consider the productive reservoir as a set of oscillatory systems (nonlinear oscillator in a non-equilibrium elastic medium), which can be influenced by external forced oscillations. The most important feature of a non-equilibrium medium is that even a small perturbing force can lead to a disproportionately large effect (trigger effect). To excite such a medium and decolmate the near-wellbore zone, it is necessary to have an ideal non-linear source of external forced oscillations.
Таким источником упругих импульсов является электрогидравлический (плазменно-импульсный) источник. В нем накопленная в высоковольтных конденсаторах большой емкости энергия (более 1,0-1.5 кДж) при электрическом разряде в жидкости создает плазменный канал, сопровождаемый мощным упругим импульсом с широким частотным спектром (пат. РФ №2478780, пат. РФ на ПМ №174106).Such a source of elastic pulses is an electro-hydraulic (plasma-pulse) source. In it, the energy accumulated in high-voltage high-capacity capacitors (over 1.0-1.5 kJ) with an electric discharge in a liquid creates a plasma channel, accompanied by a powerful elastic pulse with a wide frequency spectrum (Pat. RF №2478780, Pat. RF on PM №174106) .
Этот импульс формирует ударную волну, которая через лабиринт отверстий в фильтре распространяется в пласт.This impulse forms a shock wave that propagates through the maze of holes in the filter into the reservoir.
Высокочастотные составляющие импульса возбуждения расходуются на разогрев прискважинной зоны пласта, ее очистку от загрязнений механическими частицами при первичном и при вторичном вскрытии пласта, отложений солей, низкочастотные составляющие проникают далеко в пласт, возбуждая пласт на резонансных (доминантных) частотах (А.А. Молчанов, М.К. Рогачев, 2007).High-frequency components of the excitation pulse are spent on heating the near-wellbore zone of the reservoir, its cleaning from contamination by mechanical particles during the primary and secondary reservoir, salt deposits, low-frequency components penetrate far into the reservoir, exciting the reservoir at resonant (dominant) frequencies (A. Molchanov, MK Rogachev, 2007).
Особенностью предлагаемой технологии скважинного электрогидравлического (плазменно-импульсного) воздействия является воздействие не только на прискважинную зону, но и на пласт в целом благодаря глубокому проникновению сейсмоакустической волны в пласт и созданию в пласте резонансных процессов.A feature of the proposed downhole electrohydraulic (plasma-pulse) effect is the impact not only on the near-wellbore zone, but also on the formation as a whole due to the deep penetration of the seismoacoustic wave into the formation and the creation of resonant processes in the formation.
Для поддержания в пласте незатухающих колебаний необходимо, чтобы каждый последующий импульс «накачки» был в фазе с резонансными колебаниями в пласте, создавая «триггерный » эффект.To maintain undamped oscillations in the formation, it is necessary that each subsequent “pumping” impulse be in phase with resonant oscillations in the formation, creating a “triggering” effect.
Необходимое количество периодических импульсов «накачки» зависит от горно-геологических, фильтрационно-емкостных и других особенностей залежи, свойств пластовых флюидов и рассчитывается по специальной методике. Чем больше инициируется импульсов через равные промежутки времени определенного давления, тем дальше проникает ударная волна, которая в упругой среде вызывает упругие колебания во всей газожидкостной поровой системе.The required number of periodic "pumping" pulses depends on the geological, reservoir and other features of the reservoir, the properties of reservoir fluids and is calculated by a special technique. The more pulses are initiated at regular intervals of a certain pressure, the further the shock wave penetrates, which in an elastic medium causes elastic oscillations in the entire gas-liquid pore system.
Благодаря широкому диапазону частот в спектре (от нескольких герц до нескольких килогерц) пласт сам выбирает свою резонансную частоту для поддержания незатухающих колебаний.Due to the wide range of frequencies in the spectrum (from several hertz to several kilohertz), the reservoir itself chooses its own resonant frequency to maintain undamped oscillations.
Дальность действия электрогидравлического (плазменно-импульсного) воздействия на пласт составляет в терригенном разрезе до 100-150 м и более. Поэтому скважины, находящиеся на обрабатываемом пласте, воспринимают это воздействие. За счет очистки пор коллектора, образования новых каналов, лучшей подвижности полезного компонента, увеличивается дебит добываемой продукции обрабатываемой и реагирующих скважин.The range of electro-hydraulic (plasma-pulse) impact on the reservoir in the terrigenous section is up to 100-150 m or more. Therefore, the wells located on the treated reservoir perceive this effect. Due to the cleaning of the pores of the reservoir, the formation of new channels, the better mobility of the useful component, the flow rate of the extracted products of the treated and reacting wells is increased.
Технология осуществления настоящего способа предусматривает останавку работы нагнетательной скважины, затем извлекают погружной насос, шаблонируют скважину шаблоном диаметром 52 мм или 42 мм длиной не более 3 м для определения целостности обсадной колонны, чистоты пространства фильтра и отстойника, выполняют токовый каротаж (ТК), затем спускают в скважину аппаратуру ПИВ, и перемещая ее через каждый 0.25-1 м по всему интервалу фильтра сверху-вниз, производят в каждой точке по 10-30 импульсов скважинным генератором ПИВ акустическим и электромагнитным полем с интервалом 1-2 импульса в минуту и после этого поднимают скважинный прибор ПИВ. Проводят ТК на этом же геофизическом кабеле и осуществляют промывку технической водой фильтра всей скважины в размере 3-5 объемов скважины, затем извлекают из скважины технологическое оборудование, подсоединяют насос и запускают скважину вновь в эксплуатацию. Эффективность декольматации фильтра нагнетательной (закачной) и добывающей (откачной) скважины определяют по разнице показаний глубины погружения прибора токового каротажа (ТК) в фильтре или отстойнике скважины до и после измерений.The implementation technology of this method provides for stopping the operation of the injection well, then removing the submersible pump, template the well with a pattern of 52 mm or 42 mm in length not more than 3 m to determine the integrity of the casing, cleanliness of the filter space and sump, perform current logging (TC), then descend In the well, the TID instrument, and moving it through every 0.25-1 m over the entire filter interval from top to bottom, produces at each point 10-30 pulses by the downhole generator TID acoustic and electromagnet itnym field pulse with an interval of 1-2 per minute and then raising the downhole tool TID. Carry out TC on the same geophysical cable and carry out washing with technical water of the filter of the entire well in the amount of 3-5 volumes of the well, then remove the technological equipment from the well, connect the pump and start the well again into operation. The efficiency of decolmatisation of the filter injection (injection) and production (pumping) wells is determined by the difference in the readings of the depth of the current logging device (TC) in the filter or the sump of the well before and after the measurements.
При этом создаваемые в гидросфере скважины упругие импульсы сжатия и разряжения достигают давления до 1.0-5-1.5-10 МПа, а температура превышает 20-5-40-10 градусов Цельсия. Регулярно посылаемые в пласт импульсы с периодом 1-2 импульса в минуту создают параметрический резонанс в системе «скважина-пласт», благодаря этому происходит декольматация фильтра и прискважинной зоны. Импульсы, распространяясь в пласт, создают дополнительные каналы в пласте, повышая проницаемость продуктивного пласта, ускоряя движение флюида и переход урана и сопутствующих элементов в подвижную форму.At the same time, elastic compression and discharge pulses generated in the well hydrosphere reach pressures up to 1.0-5-1.5-10 MPa, and temperatures exceed 20-5-40-10 degrees Celsius. Regular impulses sent to the formation with a period of 1–2 impulses per minute create parametric resonance in the “well-formation” system, due to this decolmatization of the filter and the near-wellbore zone occurs. Impulses, spreading into the reservoir, create additional channels in the reservoir, increasing the permeability of the reservoir, accelerating the movement of fluid and the transition of uranium and related elements into a mobile form.
После обработки фильтра добывающих или нагнетательных скважин плазменно-импульсным воздействием скважинный прибор с указанным излучателем поднимают на 2-3 м выше фильтра и производят серию импульсов 10-20 импульсов воздействия на продуктивный пласт через обсадную колонну.After processing the filter of production or injection wells with a plasma-pulse effect, the downhole tool with the specified radiator is raised 2-3 m above the filter and a series of pulses of 10-20 pulses of exposure to the reservoir are produced through the casing.
Аналогичным образом обрабатывают другие откачные или закачные скважины с пониженным дебитом или приемистостью.Similarly, other pumped or injection wells are processed with a reduced flow rate or injectivity.
При низкой приемистости нагнетательных скважин производят отключение скважин от сети магистрального трубопровода, осуществляют шаблонирование скважин, выполняют токовый каротаж для проверки целостности обсадной колонны и чистоты фильтра и отстойника, и после уточнения глубин установки фильтра производят серию из 20-50 импульсов на каждой точке в заданном интервале глубин фильтра через каждые 0.25-0.5 м, а после извлечения аппаратуры ПИВ из скважин, вновь проводят токовый каротаж, прокачивают фильтр и промывают скважины в течении суток или одной рабочей смены, затем подключают скважины к магистрали.With low injectivity of injection wells, wells are disconnected from the main pipeline network, well patterning is performed, current logging is performed to check the integrity of the casing string and the cleanliness of the filter and sump, and after specifying the depth of the filter installation, a series of 20-50 pulses are made at each point in a given interval filter depths every 0.25–0.5 m, and after extracting the TID equipment from the wells, current logging is performed again, the filter is pumped and the wells are flushed during the day or one shift, then connect the wells to the line.
При освоении скважин, выходящих из бурения, с целью повышения степени очистки фильтра и прискважинной зоны пласта от глинистых частиц, производят плазменно-импульсное воздействие по всему интервалу фильтра через каждые 0.25-0.5 м в количестве 20-50 импульсов в каждой точке.During the development of wells emerging from drilling, in order to increase the degree of cleaning of the filter and the near-wellbore zone of the reservoir from clay particles, a plasma-pulse effect is produced over the entire filter interval every 0.25-0.5 m in the amount of 20-50 pulses at each point.
При закислении технологических скважин ячейки для ускорения химических процессов в пласте и перехода урана в подвижную форму и повышения выхода урана и сопутствующих металлов производят обработку плазменно-импульсным воздействием всех нагнетательных и добывающих скважин ячейки.When acidifying technological wells of the cell to accelerate chemical processes in the reservoir and transfer uranium to a mobile form and increase the yield of uranium and related metals, the plasma-pulse action of all injection and production wells of the cell is processed.
В добывающей скважине по показаниям прибора нейтронного каротажа определяют интервал фильтра с повышенным содержания урана и сопутствующих элементов в пласте, затем в остановленной добывающей скважине производят обработку пласта серией импульсов плазменно-импульсного воздействия в этом интервале фильтра.In the production well, according to the neutron logging instrument, the filter interval is determined with a high content of uranium and associated elements in the reservoir, and then, in a stopped production well, the reservoir is processed by a series of pulses of plasma-pulse action in this filter interval.
Указанная технология реализуется использованием устройства для генерирования упругих и электромагнитных импульсов в гидросфере скважины по патенту РФ на полезную модель №174106, приор. 04.04.2017, опубл. 02.10.2017.This technology is implemented using a device for generating elastic and electromagnetic pulses in the hydrosphere of a well according to the RF patent for useful model No. 174,106, prior. 04.04.2017, publ. 10/02/2017.
Особенностью известного устройства является то, что наземный блок управления и контроля подключен к источнику переменного тока от промышленной сети и содержит портативный персональный компьютер с компьютизированной панелью, с помощью которой осуществляют процесс ПИВ в автоматическом режиме.A feature of the known device is that the ground control and monitoring unit is connected to the AC source from the industrial network and contains a portable personal computer with a computerized panel, with which the TID process is carried out in automatic mode.
Кроме того, в блок-схему скважинного прибора введен контроллер, который предназначен как для управления функциональными блоками устройства, так и для контроля параметров осуществления технологического процесса, влияющих на эффективность воздействия на пласт. Контроллер обеспечивает режим подачи калиброванного проводника в межэлектродное пространство излучателя и контроль соединения высоковольтного и низковольтного электродов, установление необходимого напряжения заряда, измерение его величины при помощи датчика напряжения, управление электрическим разрядником, что обеспечивает более точный контроль параметров проведения технологического процесса, влияющих на эффективность воздействия на пласт, путем автоматизации контроля параметров и управления режимом осуществления технологии воздействия на пласт скважинным источником упругих колебаний.In addition, a controller is introduced into the block diagram of the downhole tool, which is designed both to control the functional blocks of the device and to control the parameters of the technological process that affect the effectiveness of the formation. The controller provides a calibrated conductor supplying mode to the interelectrode space of the emitter and monitoring the connection of high-voltage and low-voltage electrodes, setting the required charge voltage, measuring its value using a voltage sensor, controlling an electric discharger, which provides a more accurate control of process parameters affecting reservoir, by automating the monitoring of parameters and controlling the implementation mode of the technology Exposure to a downhole reservoir for a source of elastic vibrations.
Такая особенность позволяет осуществить технологию обработки пласта с двумя (и более) излучателями плазменно-импульсного воздействия (ПИВ) в двух (и более) скважинах одновременно.This feature allows the technology of reservoir treatment with two (or more) plasma-pulse action emitters (TID) in two (or more) wells simultaneously.
Один генератор ПИВ после извлечения погружного насоса из откачной скважины спускается на каротажном кабеле в фильтр откачной скважины, в которой импульсами сжатия - разряжения производится очищение фильтра и прискважинного пространства от кольматантов, перемещая прибор в интервале фильтра, при этом несколько ослабленные импульсы распространяются далее в пласт на 50-75 м, улучшая подвижность рабочего агента и вспособствуя ускорению химических реакций по переходу урана в подвижную форму, увеличивает выход металла в отбираемых пробах на устье откачных скважин.After removing the submersible pump from the pumping well, one PIV generator is lowered onto the wireline filter into the pumping well filter, in which compression and vacuum pulses clean the filter and near-wellbore space from the mattresses, moving the device in the filter interval, while slightly weakened impulses propagate further into the formation 50-75 m, improving the mobility of the working agent and contributing to the acceleration of chemical reactions on the transition of uranium into a mobile form, increases the metal yield in the samples taken on pumping well assembly.
Такой же излучатель ПИВ спускается в закачную скважину, отключив подачу в нее продуктивного раствора от магистрали, в ней также проводится обработка ПИВ при перемещении скважинного прибора ПИВ в интервале фильтра, при этом запуск импульсов этого генератора автоматически синхронизируют с запуском импульсов первого генератора.The same TID emitter is lowered into the injection well, disabling the supply of the productive solution to it from the line, it also processes the TID when the TIG downhole tool is moved in the filter interval, and the triggering of the pulses of this generator is automatically synchronized with the triggering of the pulses of the first generator.
Каждый скважинный излучатель ПИВ снабжен наземной индивидуальной компьютеризированной панелью управления, соединенные между собой линией связи, которая позволяет синхронизировать подачу импульсов запуска действия излучателей ПИВ при помощи наземной компьютеризированной панели управления одного из указанных излучателей.Each borehole emitter TIG is equipped with a ground-based individual computerized control panel, interconnected by a communication line, which allows you to synchronize the supply of pulses triggering the action of TIG emitters using a ground-based computerized control panel of one of these emitters.
При этом управление скважинным излучателем ПИВ производят импульсами цифровой последовательности от наземной компьютеризированной панели управления, а питание указанных излучателей осуществляют постоянным или переменным током промышленной частоты 50 Гц.At the same time, the control of the downhole emitter TID is produced by pulses of a digital sequence from a ground-based computerized control panel, and the power supply of said emitters is performed by a constant or alternating current of
Таким образом, мощность воздействия на гидросферу ячейки возрастает в два раза, увеличивается дальность воздействия на фильтры, прискважинное пространства и продуктивный пласт в целом, включая соседние ячейки. Эффект воздействия на пласт от ПИВ возрастает за счет возбуждения пласта в режиме собственного резонанса на доминантных частотах.Thus, the power of impact on the hydrosphere of the cell doubles, the range of impact on the filters, near-well space, and the reservoir as a whole, including neighboring cells, increases. The effect on the reservoir from the TID increases due to the excitation of the reservoir in the mode of its own resonance at dominant frequencies.
Такую обработку можно производить с любыми скважинами (откачными или закачными) в заданном азимутальном направлении, регулируя необходимое направление потоков рабочего агента, например, при закислении, в ячейках с невыработанным запасом металла и др.Such processing can be performed with any wells (pumped or injection) in a given azimuthal direction, adjusting the desired direction of flow of the working agent, for example, during acidification, in cells with an undeveloped metal supply, etc.
При минерализации скважинного флюида 5-30 г/л производят обработку пласта указанными излучателями без инициирования электрогидравлического разряда калиброванным проводником.When the well fluid has a salinity of 5–30 g / l, the formation is treated with these emitters without initiating an electro-hydraulic discharge with a calibrated conductor.
Эффективность плазменно-импульсного воздействия определяют по данным измерений дебита откачных или приемистости закачных скважин наземными контрольно-измерительными приборами до и после обработки, при этом измеряют дебиты и приемистость реагирующих на воздействие скважин, расположенных на расстоянии до 100÷300 м. Эффект воздействия составляет 3-6 месяцев и зависит от состояния скважины и режима отработки залежи. Для оценки эффективности плазменно-импульсного воздействия производят измерения концентрации рабочего агента до воздействия, и после воздействия регулярно во времени - посуточно, еженедельно, ежемесячно.The effectiveness of plasma-pulse exposure is determined according to measurements of the flow rate of pumping or injection wells injection wells using ground-based instrumentation before and after treatment, while measuring the flow rates and injectivity of reacting wells located at a distance of up to 100 ÷ 300 m. 6 months and depends on the state of the well and the mode of mining deposits. To assess the effectiveness of plasma-pulsed exposure, measure the concentration of the working agent before exposure, and after exposure regularly in time - daily, weekly, monthly.
Примеры реализации способа.Examples of the method.
На фиг. 1 представлен график режима работы откачной скважины №30-6-4 в период с 1.01.2016 г по 25.12.2016 г. на месторождении Инкай.FIG. 1 shows the schedule of operation mode of the pumping well No. 30-6-4 in the period from January 1, 2016 to December 25, 2016 at the Inkai field.
Сплошной линией показан дебит скважины в куб. м, линией с точками - содержание металла в отбираемых пробах на устье скважины в мг/л. На графике отмечен период времени проведения ПИВ - 11.05.1016 г., в результате которого дебит скважины увеличился скачкообразно, а выход металла плавно увеличивался несколько месяцев.The solid line shows the flow rate per cubic meter. m, line with dots - the metal content in the samples taken at the wellhead in mg / l. The graph shows the period of time of the TID - 11.05.1016, as a result of which the flow rate increased spasmodically, and the yield of the metal gradually increased for several months.
На фиг. 2 представлен сравнительный график содержания металла в скважинах №81-6-3 с обработкой ПИВ и в скважине и №81-4-1 без обработки. Откачная скважина 81-6-3 была обработана ПИВ при закислении в ноябре 2016 г., выход металла начался 09.12 2016 г и стабилизировался на уровне 266 мг/л. Такой режим наблюдался более 240 дней. Выход металла контрольной скважины 81-4-1 без ПИВ начался 21.12.2016 г. и стабилизировался лишь на уровне 174.4 мг/л.FIG. 2 shows a comparative graph of the metal content in wells No. 81-6-3 with TID processing and in the well and No. 81-4-1 without treatment. The pumping well 81-6-3 was treated with TID during acidification in November 2016, the metal yield began on 09.12.2016 and stabilized at the level of 266 mg / l. This mode was observed for more than 240 days. The metal output of the control well 81-4-1 without TID began on 12/21/2016 and stabilized only at the level of 174.4 mg / l.
Последовательность операций при обработке откачных и закачных скважин.The sequence of operations in the processing of pumping and injection wells.
По закачным скважинам:For injection wells:
1. Изучаются материалы по режиму работы скважины, параметры продуктивного пласта, профиль приемистости, объемы закачиваемой жидкости (приемистость).1. Materials are studied on the mode of operation of the well, the parameters of the productive formation, the injectivity profile, the volume of injected fluid (injectivity).
2. Измеряется приемистость скважины до обработки. Затем скважина отключается от питающей магистрали.2. The injectivity of the well before treatment is measured. Then the well is disconnected from the supply line.
3. Скважинный прибор ПИВ спускается на каротажном кабеле в зону фильтра (лучше привязать данные глубины по электрическому (токовому) каротажу) и с установленным шагом перемещения скважинного прибора проводится обработка по всей длине фильтра серией импульсов в каждой точке в автоматическом или ручном режимах.3. The downhole tool PIV is lowered on the logging cable to the filter zone (it is better to bind the depth data on the electrical (current) logging) and with a set downhole movement step of the downhole tool, processing is performed along the entire length of the filter by a series of pulses at each point in automatic or manual modes.
4. После извлечения скважинного прибора из скважины вновь подключают скважину к магистрали, измеряют приемистость скважины после обработки ПИВ. Повышение приемистости свидетельствует о результативности обработки.4. After the well instrument is removed from the well, the well is reconnected to the line, and the injectivity of the well after the TID is measured. Increased pickup indicates the effectiveness of processing.
5. Устанавливается контроль над режимом работы скважины. Результаты измерений поступают Заказчику и направляются Исполнителю для анализа. При обработке ПИВ закачной скважины могут улучшаться режимы работы других скважин (закачных и откачных). Эти изменения необходимо также регистрировать для анализа.5. Control over the well operation mode is established. The measurement results are received by the Customer and sent to the Contractor for analysis. When processing the TID of the injection well, the operation modes of other wells (injection and pumping) may be improved. These changes must also be recorded for analysis.
По откачным скважинам:By pumping wells:
1. Изучаются материалы по режиму работы скважин ячейки, блока с момента освоения скважины, результаты по объемам добываемой жидкости после очередных ремонтов (очистке фильтров) во времени, текущие показатели, строятся кривые спада добычи.1. The materials on the operation mode of the wells of the cell, the unit from the moment of well completion, the results on the volumes of the produced fluid after the next repairs (filter cleaning) over time, the current indicators are studied, the production decline curves are constructed.
2. После отключения погружного насоса и его извлечения из скважины измеряется статический уровень жидкости в скважине при отсутствии самоизлива. С целью контроля целостности обсадной колонны и фильтра проводится токовый каротаж.2. After shutting down the submersible pump and removing it from the well, the static level of the fluid in the well is measured in the absence of self-emptying. In order to control the integrity of the casing and the filter current logging is carried out.
3. Затем в скважину в интервал фильтра спускается прибор ПИВ и по точкам снизу вверх производится обработка серией импульсов. Если при снятии дебитограммы до обработки скважины выявлены интервалы, не дающие притока, количество импульсов на этих интервалах рекомендуется увеличить до 30-50.3. Then, the TID device is lowered into the well in the filter interval and is processed by points of bottom-up processing by a series of pulses. If at the removal of the flow chart before the well treatment intervals that do not give inflow are revealed, the number of pulses at these intervals is recommended to be increased to 30-50.
4. После извлечения из скважины скважинного прибора, повторно измеряются: статический уровень жидкости в скважинах без самоизлива и дебитограмма по длине фильтра. Это позволяет уточнить работающие интервалы. После установки погружного насоса и пуска скважины в эксплуатацию регулярно измеряется дебит и содержание металла в отбираемых на устье пробах рабочего агента.4. After extraction from the well, the downhole tool is re-measured: static fluid level in the wells without self-emptying and flow chart along the filter length. This allows you to specify the working intervals. After installing the submersible pump and putting the well into operation, the flow rate and metal content in the working agent samples taken at the wellhead are regularly measured.
5. Во время обработки и после обработки откачной скважины необходимо следить за параметрами, связанных с ней закачных скважин, определяющих эффективность ее обработки.5. During treatment and after treatment of the pumping well, it is necessary to monitor the parameters of the injection wells associated with it, which determine the efficiency of its treatment.
6. После обработки откачной скважины устанавливается контроль за изменениями режимов ее работы. Результаты измерений поступают Заказчику и направляются Исполнителю для анализа. Регистрация результатов наблюдений ведутся за весь период рентабельной работы скважины (продолжительность и эффективность воздействия, изменение содержания извлекаемого полезного продукта).6. After processing the pumping well, monitoring of changes in its operation modes is established. The measurement results are received by the Customer and sent to the Contractor for analysis. Records of the results of observations are conducted for the entire period of profitable operation of the well (the duration and effectiveness of exposure, the change in the content of the recoverable useful product).
Решаемые задачи предлагаемым способом:Tasks to be solved by the proposed method:
- увеличение проницаемости прифильтровой зоны пласта, очистка фильтров от механических кольматантов и других песчано-глинистых отложений;- an increase in the permeability of the filter zone of the reservoir, cleaning the filters from mechanical clogging and other sandy-clay deposits;
- развитие систем каналов в продуктивном пласте;- development of channel systems in the reservoir;
- увеличение подвижности рассолов и ускорение процессов перехода урана в подвижную форму в т.ч. в сложных терригенных и песчано-глинистых коллекторах.- increase in the mobility of brines and acceleration of the processes of transition of uranium to the mobile form including in complex terrigenous and sandy-argillaceous reservoirs.
Преимущества способа:Advantages of the method:
- повышение дебита откачных и приемистости закачных скважин в 2-8 раз и более;- increasing the flow rate of pumping and injection wells by 2-8 times or more;
- увеличение извлекаемых запасов урана и других металлов на 15-20% и более за счет ускорения процессов перехода металла в подвижную форму;- an increase in the recoverable reserves of uranium and other metals by 15-20% or more due to the acceleration of the processes of transition of the metal into the mobile form;
- минимальные затраты материальных средств;- The minimum cost of material resources;
- уменьшение расхода реагентов (кислоты);- reducing the consumption of reagents (acid);
- увеличение межремонтного срока эксплуатации скважин в 3 и более раз в сравнении с существующими методами;- an increase in the overhaul life of wells by 3 or more times in comparison with existing methods;
- сокращение количества проводимых ремонтно-восстановительных работ.- reduction in the number of repair and restoration works.
Заявленную технологию ПИВ применяют:The claimed TID technology is used:
- при освоении скважин, выходящих из бурения, с целью повышения степени очистки фильтра и прискважинной зоны от глинистых частиц и выхода скважин на запланированный регламент дебита или приемистости, при этом производят ПИВ по всему интервалу фильтра.- during the development of wells emerging from drilling, in order to increase the degree of cleaning of the filter and the near-wellbore zone from clay particles and the exit of wells to the planned rate of production or injectivity, while producing TIDs throughout the filter interval.
- при закислении скважин, в которых с целью ускорения химических процессов в пласте и перевода урана в подвижную форму, повышения степени извлечения урана, сокращения сроков отработки залежи после завершения этапа закисления, производится обработка всех технологических (закачных и откачных) скважин по регламенту технологии ПИВ,- during acidification of wells, in which, in order to accelerate chemical processes in the reservoir and transfer uranium into a mobile form, increase the degree of uranium extraction, shorten the time period for deposit development after the completion of the acidification stage, all technological (injection and pumped) wells are processed,
- с целью дополнительного воздействия на пласт для создания резонансных явлений в продуктивном пласте на доминантных частотах, производится обработка проницаемой части пласта набором импульсов плазменно-импульсного воздействия выше фильтра откачных скважин в низкопроницаемой части продуктивного пласта,- with the aim of additional impact on the reservoir to create resonant phenomena in the reservoir at dominant frequencies, the permeable part of the reservoir is processed with a set of impulses of plasma-pulse action above the pumping well filter in the low-permeable part of the reservoir,
- при недостаточной кислотности продуктивного пласта производится химическая обработка фильтра откачных скважин и обработка ПИВ с последующей промывкой и прокачкой скважин,- in case of insufficient acidity of the reservoir, chemical treatment of the pumping well filter and processing of the TID followed by flushing and pumping of the wells is performed,
- при регистрации повышенного содержания урана, сопутствующих элементов или других редких металлов в пласте производится обработка скважины ПИВ в этом интервале фильтра.- when registering a high content of uranium, related elements or other rare metals in the reservoir, the well PIV is processed in this filter interval.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118011A RU2685381C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Uranium and associated elements production method based on underground well leaching technology with plasma-pulse action on well hydrosphere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118011A RU2685381C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Uranium and associated elements production method based on underground well leaching technology with plasma-pulse action on well hydrosphere |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685381C1 true RU2685381C1 (en) | 2019-04-17 |
Family
ID=66168577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018118011A RU2685381C1 (en) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | Uranium and associated elements production method based on underground well leaching technology with plasma-pulse action on well hydrosphere |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685381C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111734386A (en) * | 2020-06-24 | 2020-10-02 | 中国石油大学(华东) | Multi-path high-low pressure composite plasma drilling control system |
| RU2765417C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-01-31 | Акционерное общество "Хиагда" (АО "Хиагда") | Method for managing groundwater resources for uranium mining by underground leaching from poorly watered ore deposits |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4116488A (en) * | 1976-09-20 | 1978-09-26 | Kennecott Copper Corporation | In-situ mining method and apparatus |
| SU1596081A1 (en) * | 1988-06-27 | 1990-09-30 | Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта | Method of developing flooded oilfield |
| RU2162147C2 (en) * | 1998-12-25 | 2001-01-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики | Method of demudding bottom-hole zone and interhole space of holes for mining of rare metals by method of underground leaching |
| RU2478780C1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "ГеоМИР" (ООО НПЦ "ГеоМИР") | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation |
| RU2520672C2 (en) * | 2012-09-28 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Production simulation method in oil wells and device for its implementation |
-
2018
- 2018-05-15 RU RU2018118011A patent/RU2685381C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4116488A (en) * | 1976-09-20 | 1978-09-26 | Kennecott Copper Corporation | In-situ mining method and apparatus |
| SU1596081A1 (en) * | 1988-06-27 | 1990-09-30 | Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта | Method of developing flooded oilfield |
| RU2162147C2 (en) * | 1998-12-25 | 2001-01-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики | Method of demudding bottom-hole zone and interhole space of holes for mining of rare metals by method of underground leaching |
| RU2478780C1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "ГеоМИР" (ООО НПЦ "ГеоМИР") | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation |
| RU2520672C2 (en) * | 2012-09-28 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Production simulation method in oil wells and device for its implementation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111734386A (en) * | 2020-06-24 | 2020-10-02 | 中国石油大学(华东) | Multi-path high-low pressure composite plasma drilling control system |
| RU2765417C1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-01-31 | Акционерное общество "Хиагда" (АО "Хиагда") | Method for managing groundwater resources for uranium mining by underground leaching from poorly watered ore deposits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2478778C2 (en) | Treatment method of productive formation, and downhole equipment for its implementation | |
| RU2291955C1 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| Furui et al. | A Comprehensive Model of High-Rate Matrix-Acid Stimulation for Long Horizontal Wells in Carbonate Reservoirs: Part II—Wellbore/Reservoir Coupled-Flow Modeling and Field Application | |
| US11319790B2 (en) | Proppant ramp up decision making | |
| RU2685381C1 (en) | Uranium and associated elements production method based on underground well leaching technology with plasma-pulse action on well hydrosphere | |
| RU2231631C1 (en) | Method of development of an oil pool | |
| US10677036B2 (en) | Integrated data driven platform for completion optimization and reservoir characterization | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| RU2357073C2 (en) | Method of development of mineral deposits extracted through wells | |
| RU2349741C2 (en) | Method of hydrocarbon deposit development with physical effect onto geological medium | |
| US20230020671A1 (en) | Method of predicting and preventing an event of fracture hit | |
| RU2247828C2 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
| RU2380529C2 (en) | Method of production wells recovery rate increase at late stages of oil field production | |
| RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
| RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2283945C1 (en) | Method for hydrocarbon deposit development at later stage | |
| Bakker et al. | The New Dynamics of Underbalanced Perforating | |
| RU2526922C2 (en) | Oil deposit development method | |
| RU2162147C2 (en) | Method of demudding bottom-hole zone and interhole space of holes for mining of rare metals by method of underground leaching | |
| RU2291954C2 (en) | Method for extracting hydrocarbon deposits including complex physical bed stimulation | |
| RU2151273C1 (en) | Method of cleaning oil-producing and water wells | |
| RU2737437C1 (en) | Method of operating horizontal wells in weakly cemented manifold | |
| Fensky et al. | Rejuvenate unconventional wells by application of high-pressure pulse waves in the fracture network-An alternative to refracturing operations | |
| RU2779437C1 (en) | Method for reducing excess elastic energy in deep earthquake-prone fault segments by high-frequency wave hydraulic impacts |