简述简易钻探的优缺点(对于一般地层,在选择钻孔方法时宜选用) 钻井水溶开采技术，适用范围，优点& nbsp；缺点:& nbsp；& nbsp钻井水溶法是通过专门配备的钻孔，在一定的压力和温度下，将水或其他溶剂注入盐类沉积物中。 使有用矿物就地溶解，转化为溶解状态后提出露天开采方法。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp中国有2000多年挖井开发地下天然卤水的历史。 20世纪初，中国四川自贡首创打井注水开采卤水。 目前，世界上90%以上的岩盐矿床都是采用钻井水溶法开采的。 自20世纪50年代以来，这种方法一直用于开采钾盐和天然碱等盐类矿床。 根据国内外生产实践，钻井水溶法按生产工艺可分为单井对流法、油(气)垫对流法和水力压裂法。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp一、解散原则:& nbsp& nbsp& nbsp盐矿溶解开采是基于盐类矿物溶解的物理化学原理和流体力学原理。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)盐矿物溶解的物理& nbsp；化学原理:& nbsp；& nbsp& nbsp溶解机理取决于溶解物质的结构和组成、其晶格中的化学键以及溶剂的物理和化学特性。 盐类矿物的溶解过程包括溶剂与溶解矿物表面的接触、溶剂与溶解矿物的相互作用以及反应产物从相界面的去除。 当溶剂作用于溶解矿物表面时，由于颗粒本身的运动和溶剂分子的吸引，逐渐离开固体表面，通过扩散分散到溶剂中。 同时，溶解在溶剂中的溶质分子或离子在其运动过程中遇到未溶解的溶质时，可能被吸引并重结晶回到固体表面。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp通常在溶解初期，溶液中溶质颗粒很少，溶解速率远高于结晶速率，说明溶质以溶解为主。 随着过程的继续，单位体积的溶质粒子数逐渐增多，溶液浓度逐渐升高，结晶速度也随之加快。 当溶液中溶质的量增加到一定程度时，结晶速率和溶解速率相等。此时，单位时间内从固体溶质进入溶剂的粒子数和从溶液返回固体表面的粒子数相等，建立如下动态平衡:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp溶解过程往往伴随着甩力现象，即热量的吸收和释放。 盐矿物的离子转入溶液时，需要破坏晶格，消耗相当于晶格能的能量。因此，盐类矿物的溶解过程是在地下一定的恒温恒压条件下的吸热过程，是一个物理过程。 此外，溶质分子可以与分子结合生成水合物，这是一个释放热量的化学过程。可见，盐类固体矿物的溶解过程是一个物理化学过程。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)溶浸采矿的动力学原理:& nbsp& nbsp& nbsp水和盐的溶解过程除了物理化学原理外，还应遵循液体在多孔介质中的运动(渗流)规律和物质扩散传质规律。 盐类矿物溶解过程的驱动力是溶剂的浓度差。 由于矿物表面附近的饱和溶液边界层与溶剂接触的浓度差，溶液之间发生扩散运动，促进矿物继续溶解。 溶解是一种多相反应。 即液相和固相界面的反应。 溶解过程可分为三种类型:纯扩散溶解、动态溶解和扩散-动态溶解过程。 大多数盐的溶解是通过扩散在溶剂中进行传质，传质不取决于相界的化学反应速率，而取决于扩散速率。 但有些盐是不同的，如CaSO4、MgSO4 2H2O、K2SO4 2MgSO4等。当它们扩散和溶解时，在盐的表面形成不稳定浓度的水膜。 通过膜的扩散速率决定了溶解速率。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp进入溶解室的溶剂形成一个速度场，由于这个速度场的存在和溶解室壁的溶解性，溶质从溶液中的一点移动到另一点。 在重力作用下，溶液中各点的液体密度不同，造成溶液的自由对流运动。 由于浮力，进入溶解腔的水上升到顶部，并在静止的盐水中高速运动。产生的剪切力在入口处并沿着套管产生另一种运动-强制对流，这导致盐水中的所有点流动。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp盐类矿物溶解时，溶解室内溶剂与盐体接触面上的不稳定饱和卤水层密度增加。 由于溶液因自由对流而产生的重力分异，盐水具有非常明显的水平分层现象，即在边界层之外，主盐水中的浓度分布在径向上是相同的，但在溶液的垂直方向上存在一定的浓度梯度，上部浓度低，下部浓度高， 导致盐体上部和下部溶解速率不同，上部溶解速率最高，下部溶解速率最低，侧部溶解速率居中。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)影响盐类矿物溶解度 溶解速率的主要因素:& nbsp；& nbsp& nbsp1.影响溶解度的主要因素:& nbsp& nbsp& nbsp溶解度是在一定的温度和压力条件下，单位体积的溶剂溶解的饱和盐的量。 不同盐类矿物的溶解度不同。 温度和压力对溶解度的影响也不同。 一些盐类矿物在水中的溶解度与温度的关系见溶解度曲线1和表1。 盐的溶解度受温度和压力变化的影响较小，压力变化的影响见表2。 & nbsp& nbsp1 & nbsp某些盐的溶解度曲线:1 & nbsp几种盐在不同温度下的溶解度:盐类矿物100克水中可溶盐克数最高温度:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp度(℃)010203040506080100 NaCl(a)k2so 4 na2so 4(na2so 4·10H2O)caso 4·na2co 3·na2co 3·10H2O NaOH 35 . 707 . 304 . 600 . 40035004004 . 00005 12 . 5042 . 8052 . 0036 . 00011 . 11535& nbsp& nbsp37.3018.20 & nbsp0.24846.40589.70174.0038.4021.40 & nbsp；0.23945.80555.30313.0039.8024.1042.450.21745.50539.80340.50 & nbsp；2 & nbsp不同压力下岩石的溶解度压力(MPa)溶解度(g/100mL)压力(MPa)溶解度(g/100ml)025.050 . 075.035 . 9136.2236.5036.0100.0125.0150.0 36.9037 . 1837.37 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp钾盐的溶解度随着温度的升高而增加(见图1)。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp天然碱中的碳酸钠比碳酸氢钠更易溶解。当它们同时溶解并达到一定浓度时，碳酸钠继续溶解，碳酸氢钠饱和重结晶。 它们的溶解度随温度的升高而增大，但当温度超过40℃时，碳酸钠的溶解度随温度的升高而减小，而碳酸氢钠的溶解度则增大。 因此，30 ~ 40℃是碳酸钠溶解的最佳温度。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp大多数单盐矿物在水中的溶解度随着温度和压力的增加而增加。 但也有不正常的现象(见图1)。 对于复盐或由两种以上盐矿物组成的混合盐 它的溶解度取决于三个基本因素:溶剂、温度和压力。 此外，还受到同离子效应的制约。 即当另一种含有常见离子的盐出现时，该盐的溶解度降低；当另一种不含共离子的盐出现时，该盐的溶解度增加。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2.影响溶出率的主要因素:& nbsp& nbsp& nbsp溶解速率是单位时间内从单位面积上溶解的盐量(溶解速率)，或溶解扩散的距离(溶解线速度)。 主要影响因素如下:& nbsp；& nbsp& nbsp①矿石品位& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp盐类矿物的矿石品位越高，溶解速度越快，反之，溶解速度越慢 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp②溶剂浓度:& nbsp& nbsp& nbsp溶剂的浓度对盐类矿物的溶解速率有很大影响。 以清水为溶剂时，初始溶解速率最高。 随着盐的溶解，溶液中的盐浓度增加，溶解速率逐渐降低。 对于矿化度低于22be’’的岩盐卤水，溶解速率的变化与溶液中盐的浓度成反比(图2)。 当溶液的盐度高于23be’’时，溶解速率呈指数下降。 浓度达到饱和时，溶出率为零(表3):& nbsp；2 & nbsp盐水浓度 溶解速率曲线图:1-溶解速率与盐水浓度关系曲线；2-体积增长与盐水浓度的关系曲线:表3:盐水浓度与溶解速率对照表盐水浓度be′溶解速率kg/m2·h盐水浓度be′溶解速率kg/m2·h盐水浓度be′溶解速率kg/m2·h盐水浓度be′溶解速率kg/m2·h 0.51234:296.02920288.00404005& nbsp& nbsp& nbsp③注水速度:& nbsp& nbsp& nbsp注水的速度影响溶解速率和腔室的形状。 当向井中注水进行静态溶解时，盐的溶解速率相当小；在同等条件下，注入井中的淡水不断循环或沿溶解面流动时，溶解度会明显增加。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp④温度 压力的影响:& nbsp；& nbsp& nbsp在不同的注水温度和压力条件下，盐类物质的溶解速率不同，一般随温度和压力的升高而加快，反之亦然。见下图:& nbsp& nbsp& nbsp温度℃:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp20 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp25 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp30 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp35 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp40 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp45 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp50 & nbsp& nbsp& nbsp溶解速率kg/m2·h:& nbsp；& nbsp11.1 & nbsp& nbsp12.5 & nbsp& nbsp13.8 & nbsp& nbsp15.0 & nbsp& nbsp16.2 & nbsp& nbsp17.8 & nbsp& nbsp19.0 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp⑤溶解面空之间的位置:& nbsp& nbsp& nbsp在一定温度条件下，溶出面在空之间的位置(用溶出面与理想水平面的夹角表示)不同，溶出速率也不同，如图3所示。 从曲线可以看出，当溶出面与理想水平面的夹角为零时(即在溶出室底部)，溶出速率最低；当夹角为90°时(即溶出室侧壁面的垂直部分)，溶出速率开始明显增大；与水平面成180°角时，溶解速率(溶解室顶部盐体表面)最高。 & nbsp& nbsp图3 & nbsp溶解面倾角与溶解速率的关系:ω-溶解速率(kg/m2·h)；ψ-溶解面与理想水平面的夹角:& nbsp& nbsp& nbsp二。适用条件、范围、优缺点& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp钻孔水溶法适用于开采埋深60-1500米、厚度不等、品位高、裂隙发育的可溶性盐类矿床。 矿井顶底板稳定，不溶于水，隔水层裂隙不发育。 矿区地质构造和水文地质条件简单，没有大的断裂破坏，也是必要条件。 现在这种方法已有效地应用于开采岩盐、钾盐、天然碱和芒硝矿床。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp这种方法的主要优点是:生产工艺简单，有利于采矿技术的自动化；可以直接获得加工所需浓度的盐水；无道路工程，基建时间短，投资少，成本低，劳动生产率高，劳动强度低；无炉渣污染，开采深度越大，其优越性越突出。 主要缺点是油回收率低。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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