CC BY
60
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ
Достоинства и недостатки методов выщелачивания подземных резервуаров каменной соли
Р.О. Качаев, студент кафедры «СПС и ГП», Горный институт НИТУ «МИСиС»
Технология сооружения подземных резервуаров в массиве каменной соли достаточно проста. Через скважину, пробуренную с поверхности, по подвесным колоннам труб в соляную толщу подается пресная вода, которая, постепенно насыщаясь, растворяет стенки необсаженной части скважины и тем самым создает будущий резервуар. Образующийся в результате растворения каменной соли рассол вытесняется на поверхность закачиваемой в скважину пресной водой.
При разработке технологического регламента сооружения подземного резервуара в толще каменной соли крайне важно выбрать подходящий метод выщелачивания. При строительстве газонефтехранилищ в отложениях каменной соли методом выщелачивания через вертикальные буровые скважины применяется большое количество различных способов.
Самым простым является растворение массива каменной соли с использованием прямоточного режима подачи растворителя в скважину. При этом подача воды осуществляется через центральную колонну труб, а выдача рассола на поверхность по межтрубному пространству основной обсадной и внешней подвесной колонн. Граница раздела «нерастворитель-рассол» удерживается на отметке башмака внешней подвесной колонны. Достоинством данного метода является получение выработки-емкости достаточно правильной формы, равномерно развивающейся по высоте. Недостатком метода является получение ненасыщенного рассола за достаточно длительный период времени, а также велика вероятность «прихвата» центральной подвесной колонны нерастворимыми включениями, выпадающими на дно выработки-емкости при растворении массива каменной соли.
Противоточный режим подачи растворителя в скважину выглядит привлекательным с позиций получения насыщенного рассола на более ранних сроках строительства подземного резервуара по сравнению с прямоточным режимом. Однако при противоточном режиме активно развивается верхняя часть сооружаемой выработки-емкости, что приводит к ее неравномерному развитию по высоте. Данный факт заставляет сокращать высоту отрабатываемых ступеней и увеличивать их общее количество. Достоинство метода - отсутствие опасности «прихвата» центральной рассолозаборной колонны нерастворимыми включениями, так как они в ос-
новной своей массе сразу выносятся на поверхность вместе с отбираемым рассолом.
Особенностью комбинированного способа создания выработок-емкостей является последовательное применение двух технологических схем сооружения выработок-емкостей, осуществляемых по вариантам растворения массива каменной соли слоями снизу-вверх и сверху-вниз. Основная часть выработки-емкости сооружается с применением технологической схемы создания выработок-емкостей ступенями снизу-вверх без перемещения подвесных колонн (заглубленная водоподача). Потолочина выработки-емкости формируется с применением технологической схемы сооружения выработок-емкостей ступенями сверху-вниз и также без перемещения подвесных колонн.
Сближенный противоточный режим подачи растворителя в скважину (заглубленная водоподача)позволяет получать более правильную форму выработки-емкости по высоте, почти как при прямоточном режиме, и вместе с тем более высокую концентрацию, близкую к противоточному режиму. Сущность метода заключается в том, что граница раздела «нерастворитель-рассол» находится значительно выше башмака внешней подвесной колонны. При этом расстояние от границы раздела «нерастворитель-рассол» до башмака внешней подвесной колонны больше, чем между башмаками внешней и центральной подвесных колонн.
Для выбора наиболее эффективного способа строительства были проведены расчеты технологических параметров создания единичной подземной выработки-емкости геометрическим объемом 150 тыс. м3для двух режимов подачи растворителя в технологическую скважину - прямоточный и противоточный.
Очевидно, что концентрация получаемого рассола при сооружении подземного резервуара будет зависеть не только от выбранного режима выщелачивания, но и от производительности подачи растворителя в скважину.
Обвязка устья и конструкция технологической скважины подземного резервуара:
1 - манометр (или датчик давления); 2 - задвижка на линии нерастворителя; 3 - термометр (или датчик температуры); 4 и 5 - задвижки на рассол или воду (в зависимости от режима подачи растворителя в скважину)
Для определения оптимального количества ступеней размыва подземной выработки-емкости необходимой формы и геометрического объема были произведены расчеты технологических параметров размыва на прямоточном и противоточном режимах при одинаковых производительностях по подаче воды в скважину. В результате было установлено, что для формирования устойчивой кровли выработки-емкости общим геометрическим объемом 150 тыс. м3 в заданном интервале вполне достаточно четырех ступеней.
Тем самым основными факторами, влияющими на формообразование создаваемой подземной выработки-емкости, получение рассола необходимой концентрации и продолжительность его сооружения являются: выбор способа подачи растворителя в подземную выработку-емкость; производительность подачи растворителя; принятое количество ступеней размыва; расстояние между башмаками подвесных рабочих колонн и контроль нерастворителя.
Информационные источники:_
1. СНиП 34-02-99. Подземные хранилища газа, нефти и продуктов их переработки.
2. МазуровВ.А. Подземные газонефтехранилища в отложениях каменной соли. - М.: Недра, - с. 110-113,116.
3. Казарян В.А. Подземное хранение углеводородов в солевых отложениях. - М: Институт комплексных исследований РГУНЕФТИ И ГАЗА им. И.М.Губкина, 2006.
76 | «Горная Промышленность» №6 (130) / 2016
