深井岩盐开采浅析：井身结构与采卤设备.doc

深井岩盐开采浅析：井身结构与采卤设备中置井矿盐)1091年第5期(总97期)深井岩盐开采浅析一井身结构与采卤设备四Ji省递宁市蓬莱制盐化工厂夏洪强【内容提要】奉文旨在根据卤井的经济技术指标,评价卤井的服务年限,有鼓可采量,采收率,安全生产周期与井身结构,采卤设备之问的关系.一,概述蓬莱构造位子四川盆地腹心,具有得天独厚丰富的盐卤资源.岩盐产于三迭系中统雷口坡组地层.雷二中部为含盐段,由岩盐,硬石膏,泥质灰岩,灰岩等组成.含盐顶界面埋深在2,8462,886米左右厚约68154米,其中纯岩厚约4l120米,为多层(剖面)盐系结构.蓬莱构造岩盐开采始子19/9年,现有岩盐生产井三日(各井参数如表1).生产中心管(油管)用钻杆(114mm,+89ram)代替.该构造岩盐水溶开采,迄夸为止,其深度居垒国之最.现根据十多年的开采,加以分析研究,提出个人肤浅的认识.裹1岩盐井部分参囊寰井名完钻井耀岩盐顶板界面岩盐层数管鞋位置裸眼井段长度(m)(m)(屡)(m)(m)盐四井3,OO7.882,849.80l82,152.81855.O7盐六井3,OlO.O02.866.O0102,194.37815.63盐八井3,042.O02,918.O052.929.25ll2.75备注管鞋位置是指技术套管或尾管位置(下同)=,井身结构井身结构是衡量卤井质量高低的标准.井身结构完整,科学合理,给后期进行合理开采提供了必要的先决条件,通过主现能动作用,达到主观符合客观的现实过程,从而进行有效的控制开采.蓬莱构造上的盐四井,盐六井,井身结构不完整,裸眼井段太长,而技术套管管鞋以下有三迭系须家河组第四,第二段黄卤水层,虽然黄卤水量小,但对岩盐卤水的开采也有较大的影响.三,采卤设备采卤设备应选择机械性能好,工作可靠性高,运行平稳,振动小的设备.我厂采卤设备经历了泥浆泵,柱塞泵,锅炉给水泵三个阶段,现已定型选用锅炉绐水泵.四,井身结构采卤设备对卤井的影响蓬莱构造岩盐质纯,层多,层厚,单井有效可采量大.但是,由于卤井井身结构先天不足及采卤设备的影响,使得卤井安垒生产周期缩短,井下事故频繁,对中,下部的厚层岩盐几乎是失采,采收率极低.中自并矿盐1$91年第s期(总盯期)我厂采卤工艺为单井对流生产.卤井完钻后由钻井队试采(自然建槽).盐四井于1979年2月9日至4月1日进行试采,历时1,224小时,有效采卤445小时.首次中心管下人井底,每次停产后均将中心管取出井口或提八管鞋内,以防井壁垮塌造成井下事故,但每次下管时都不能达到目的层位,试采期间就失去了下部18.89米,28,41米两厚层岩盐,58米厚的四层.2月16日管串断落27.16米,未捞获.移交生产时仅剩下上部一层23.37米,两层各约5米和三小层总厚5.13米的盐层,仅占该井含盐段岩盐可采总厚度的31.69o1981年1月16日发生中心管串断落i,365.89米,经近四个月的事故处理,仍失去了23.37米采层.1.采卤设备以泥浆泵为主,柱塞泵为辅,历时964天,有效生产时间329.35天,起停泵次数多于690次,中心管断落2次,落物总长1,4O4.09米,解堵,修井,提升(或取出)中心管4次,井堵现象频繁.2.1981年7月至1983年1O月,以锅炉给水泵为主,辅以柱塞泵组织开采,解堵活动中心管14次,生产较为正常.3.1983年1O月至夸,因盐六井完钻试采,仅采出卤水812米.,就与盐四井自然连通,形成双井对流连通生产试采期有效生产时间仅为37.2,因停产时间长(不能均衡生产),井筒内形成负压差(未装井日),造成井壁垮塌,每次下管时均采取加压划眼措施,都不能到达目的层位.生产前期有效生产时间仅为34.16,所用设备振动大,机械性能差,起停机次数频繁,单位有效生产时间内起停机额数大干2,在水锤作用下,使得中心管与套管及井壁发生碰撞,一方面加速了井壁垮塌,另一方面加速了中心管变形,产生疲劳破坏,发生断落事故.采用锅炉给水泵生产后,生产较为正常,但井堵现象较频繁.引起井堵袭2管鞋位置选择方案对比裹的原因除了井壁垮塌外,还有因黄卤中Ba”,Ca与岩卤中s0.结合生成BaSoCaSO.沉淀有关.从提管后看坚硬的垢层厚达6毫米,正位于黄卤层附近,选样在中心管接箍处外径就增大了12毫米,停产后,因重力分异作用,卤水中的悬浮杂物,黄直l溢出带出的部分沉砂及井壁垮塌物等聚积于接箍处,故发生井堵现象.两井连通生产后井下事故明显减少.五,井身结构合理性探讨(一)管鞋(技管或尾管)位置选择一般地说管鞋应位于岩盐层顶板,当顶板疏松或破碎时则宜将管鞋位置上移或下移中罾并矿盐199年第5期(总97期)(视盐层层数而定)至坚硬的岩层固井在多盐层,层厚的矿体中,含盐段总厚在100至200米之问时,管鞋位置的选择尤为重要.选择方案大致可分为两种:一是在含盐段顶板固井j二是分段固井(即将含盐段分为几个开采小段,在第一开采段顶板固井).选择方案对比见表2.(二)中心管组合选择中心管串组合大致也可分为两种,一是垒部用钻杆配合组成j二是由钻铤,钻杆配合组成.两种组合形式从理论和实践中看,后者优于前者,它克服了盐腔内管串发生弯曲变形以致断落的弱点,可将变形位置或断点上移至管鞋内(或溶腔之上),以利提管或事故处理.但是,如何确定钻铤的位置高度呢?笔者认为钻铤位置高度的确定,应低于或等于该采层的位置高度.因为钻铤强度比钻杆要强得多,因而钻铤之上的第一,第二根钻杆发生弯曲变形至断落的可能性最大,在该情况下,钻杆断落时产生一个冲击力,使得下部掉落管串发生横向位移,当溶腔形成一定半径时,落物就有很大可能垒部滑人腔体内(盐四井试采期就出现过这一现象),这样既使发生了井下事故,也无需打捞落物,既省时,叉可节约修井费用.若以含盐段高度作为钻铤位置高度,即将断点上移至管鞋内,当含盐段较长时,即使断点在管鞋之上,因断落时冲击力的作用,下都落物仍同样在腔体内发生横向位移,使得落物顶下滑一段距离,此时有两种可能:一是落鱼顶已滑入盐腔内二是落鱼顶仍在井筒内,但已出管鞋.后者的出现(如盐四井,盐六井)将造成处理事故的复杂性,难度极大.其因是井壁裸露,井径已发生变形或垮塌及各层岩盐均已形成大小不等的溶腔,鱼顶偏离中心或进入上部腔体中(鱼顶消失),如图1所示.鱼顶无论出现哪一状态,要打捞起落鱼是非常困难的,因此打捞的希望就报渺茫.下一步将采取强行挤进等措施,叉园各腔体的存在和落鱼的阻挡导向作用,将下部钻具导人上部溶腔内,而不能到达原采层或造成假象已达到原采层(如图2所示),造成原采层失采,且修井时间长,图l事故发生后落物可能存在状态剖面示意图图2修井后可能开采盐层示意图修井费用高,矿山无备用井时,将直接影响到生产,造成停产或半停产损失.盐四井大修后,中心管名义深度对应的盐层为第四小层,盐系剖面顺序:岩盐4.4O米,2.10米,2.30米,4.86米(从上至下)j夹层4.80米(顶板),19.10米,1.30米,0.50米.盐六井大修后,中心管名义深度对应的盐层为第二小层,盐系剖面顺序岩盐9米,27米(从上至下)j夹层1.oR(顶板)3米.盐八井于1990年6月8日进行试采及生产至今,该井井身结构较为完整,装有井口装置,采卤设备为锅炉给水泵,设备运行平稳,振动小,除停电造成停机外,其余时问都能连续运行,生产正常,还未发生过井下事故,与盐四,盐六井生产前期相比,具有安垒生产周期长的特点.中蕾井矿盐,1a年第5瓤(总97期)真空制盐匹配规模方法之探讨自贡市轻工业设计研究院陈鹰一,确定真空制盐经济匹配规横的必要性和紧迫性真空制盐生产的经济匹配规模,就是在真空制盐生产所需要的热负荷与热电站提供的最经济的热负荷相同的情况下,经济,连续,稳定的生产规模.国务院国发(1987)25号文件规定”企业凡装设单台锅炉容量l0吨/b时以上,有稳定的热负荷,年运行小时数在四千小时以上的可安排热电联产.”我国真空制盐行业几十年的理论研究,设计,生产实践从理论和实践上证明:热电联产做为真空制盐的辅助生产工序是经济可行和必要的.由于满足真空制盐生产热电站的三大机组(锅炉,汽轮机,发电机)为定型产品,一般按表1规模选型真空制盐的主体设备为非定型设备,可根据原料,热负荷等具体情况,设计出相应的经济匹配规模.综上所述,热电联产,以热定产,以热定电,应为确定真空制盐生产规模的基本原则.然而,在现有的真空制盐项目建设过程中,一般根据经验或习惯确定一个生产规模如3万吨/年,5万吨/年,10万吨/年,30万吨/年.由真空制盐工艺设计人员向热电站机务设计人员提出需要多少热负荷,再由此确定热电站的规模及方式.这样的生产规模是否经济匹配呢?若把真空制盐与热电站襄1热电站三太机组进型12345锅炉tot/h2ot/h35t/h65【/htsot/h汽轮机75okW1500kw3O0Okw6000kw12Bookw发电机750kw1500kW3O0okw6OO0kw120ookw六,结束语经过上讨论分析,笔者认为,若能将管鞋确定在采段顶板,则可