[发明专利]可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法及专用高能气体发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法及专用高能气体发 生器，属提高赋矿岩层渗透性技术领域。

背景技术

矿物资源的地下浸出开采过程主要分3个阶段：将配制的溶浸液通过注液钻 孔注入到矿层；在矿层中，溶浸液运移过程中与矿物发生化学反应；浸出液通 过抽液钻孔抽出地表。在3个阶段中，溶浸液能否注入矿层和浸出液能否抽出 地表是最重要的环节之一，也是实现地浸法开采矿物的基础，而决定这一重要 环节的是矿层渗透性的大小。由于部分矿产的客观地质特点(主要是渗透率低)， 造成了地浸开采过程中的诸多突出矛盾，使地浸开采成本升高、开采速度和采 收率降低，严重阻碍了中国可地浸开采矿物资源的利用。因此，赋矿岩层的低 渗透性成为制约地浸法开采矿物顺利生产的瓶颈。

为改善赋矿岩层的渗透性，当前在实际生产中经常用到的方法主要有以下两 种：钻孔洗井，通过洗井的措施减少钻孔钻进过程对含矿含水层的污染，并及 时恢复污染后的含矿含水层，常用的洗井措施包括，空压机洗井、空压机水泵 联合洗井、泡沫洗井、焦磷酸钠洗井及活塞洗孔等方法清洗钻孔；除采用洗井 措施恢复地层渗透性外，还通过改进钻孔工艺来避免钻孔钻井过程中对矿层渗 透性的影响，常用的改进后钻孔工艺有气举负压钻进施工技术、泡沫钻进施工 技术等。而矿物地浸开采中，成井后的洗井及采用改进的钻孔工艺只能最大限度 的减轻或避免钻孔钻进过程中对矿层的污染，在一定程度上恢复地层的渗透性。 因此，这两种方法都不能提高矿层的固有渗透性。

含烃地层的高能气体压裂技术是众所周知的，并且已被广泛用来增加含烃地 层中石油和天然气的采收率。这些技术是利用冲击弹在井下有规律的燃烧，产 生大量超过油气层最大地应力值的高温高压气体以脉冲加载方式作用于油气 层，将地层堵塞物压开，在近井地带可形成多条径向裂隙，提高井筒附近地层 的渗流能力。这些方法的主要目的是在钻井周围形成几条大长裂缝，使其成为 石油或天然气的汇集通道，利用大长裂缝的高导流能力，增加了石油或天然气 的生产效率。但是，矿物资源地浸开采过程与石油及天然气的采收过程不同， 矿物资源地浸开采过程中，需要溶浸液在矿层中均布迁移，并且和矿层中的矿 物充分反应，随后浸出液汇集抽液孔，通过抽液孔抽出地表。矿层的渗透性过 小或过大均不利于地浸开采，过小不利于溶浸液在岩层中的迁移，过大不利于 溶浸液和铀矿物之间的充分反应，特别是前述在含烃地层中使用的方法在矿层 中形成几条明显的径向裂缝，使溶浸液易形成优势流，不能使溶浸剂充分全面 的溶浸矿石，达不到浸出的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方 法及设备，适用于可采用地浸法开采的铀、金、铜、银、钼等矿物资源开采， 提高赋矿岩层的渗透性，降低地浸开采成本，提高地浸开采的采收率和单产量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法，其特征在于：通过生产井用电缆将 高能气体发生器送至赋矿岩层，开启封堵器，封堵器与生产井壁紧密结合使高 能气体发生器固定，引燃高能气体发生器中的爆燃弹，高能气体对矿层作用10 分种到30分种后，关闭封堵器，封堵器与生产井壁紧密结合松开，给矿层卸压， 使矿层中的高能气体、气水混合物以及地下水在瞬间产生的水力梯度作用下形 成快速渗流，完成连续高能气体压裂增渗。

该方法的进一步改进在于：

高能气体的峰值压力控制在100MPa到500MPa之间。

爆燃弹的引燃由延时点火器控制。

延时点火器之间的延时时间为10秒种到1分钟。

用于可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法的高能气体发生器，其特征在 于：其结构包括，连接管由上至下依次连接封堵器、上缓冲器、延时点火器、爆 燃弹、下缓冲器、端头；

封堵器通过丝扣与连接管连接，上缓冲器和下缓冲器中间有套管与连接管通 过丝扣连接，缓冲器两端为抗压的钢板，钢板间用弹簧焊接，上缓冲器和下缓 冲器中靠近爆燃弹一端的钢板自由，另一端钢板固定在套管上，延时点火器及 爆燃弹有中心孔，通过连接管组装。

该设备具体结构的进一步改进在于：

爆燃弹间串连连接，串连爆燃弹的个数为1个到10个。

每个爆燃弹相对应设置一个延时点火器。

所述爆燃弹内填充固体、液体或固体液体混合态炸药或火药。