 |
Залежи по геотехнологическому способу
|
|
|
|
Подготовка месторождения к эксплуатации – комплекс работ, связанный с доразведкой месторождения и его вскрытием, т.е. сооружением добычных скважин, их заканчиванием, исследованием, оборудованием и подготовкой к эксплуатации.
В геотехнологических методах скважина – основная выработка, вскрывающая залежь полезного ископаемого, подготавливающая ее к разработке и служащая для транспортировки рабочих и продуктивных флюидов. При решении основных проблем сооружения скважин приходится вести поиск в области способов и технологии проходки скважин. Решение этой проблем сложно, так как более 99% скважин бурится за счет разрушения забоя горных пород сжатием, т.е. самым невыгодным способом воздействия.
Общее представление о тех условиях, в которых приходится осуществлять вскрытие, и характеристику экономической эффективности системы вскрытия дает коэффициент вскрытия.
Различают несколько коэффициентов вскрытия: геологический, технологический и экономический.
Геологический коэффициент вскрытия – это отношение мощности покрывающих пород к мощности пласта. Определяется из выражения
где Н – мощность покрывающих пород, м; m – мощность залежи, м.
Технологический коэффициент вскрытия показывает, какая длина скважины приходится на тонну добываемых запасов. Он определяется из выражения
т/м,
где l – длина добычной скважины, м; 
-коэффициент извлечения полезного ископаемого в пределах отрабатываемого участка одной скважины; П – производительность пласта полезного ископаемого, определяемая по формуле
П = m γ, т/м2;
где γ – объемная масса полезного ископаемого, т/м3; S – площадь зоны действия скважины, определяемая из выражения:
|
|
|
S = π R2, м2;
где R – радиус участка, разрабатываемого одной скважинной, м; с - среднее содержание полезного ископаемого, %.
Экономический коэффициент вскрытия определяется как отношение затрат на сооружение и оборудование добычной скважины и стоимости полезного ископаемого. Он определяется из выражения
где С – суммарные затраты по бурению, подготовке и оборудованию скважины, тг; Ци – стоимость запасов полезного ископаемого, извлекаемого из скважины, тг.
где СБ – стоимость бурения 1 м скважины, тг/м;
С0 – стоимость оформления 1 м скважины (цементация, обсадка труб), тг/м;
L – глубина скважины, м
Ци = 0,01 с Цпр V m;
где Цпр – отпускная цена продукта (руды, флюида, газа).
Вскрытие месторождения является наиболее ответственным этапом при геотехнологии. Малейшие упущения в работах по бурению и подготовке могут привести к ее потере или вызвать необходимость в производстве длительных и трудоемких работах.
Выбор места заложения скважин всегда связан с применяемой системой разработки, принятой на данном участке или месторождении.
Под системой разработки месторождений полезных ископаемых геотехнологическими методами понимается порядок расположения, проходки и включения в работу добычных и вспомогательных скважин. Система разработки может быть признана рациональной, если она выбрана в результате комплексного анализа показателей возможных вариантов залежи с учетом геологических, гидрогеологических, технологических и экономических факторов.
Исходными данными для выбора системы разработки служит плановая производственная мощность предприятия и физико-геологическая обстановка залежи полезного ископаемого. При выборе системы разработки – это значит определить направление отработки залежи в целом и установить сетку размещении скважин. Основными элементами системы разработки являются: направление отработки, сетка скважин, порядок ввода скважин в эксплуатацию во времени и пространстве.
|
|
|
При выборе элементов системы разработки необходимо учитывать следующих факторов: глубины залегания залежи, технологичности процесса добычи, извлекаемости полезного ископаемого, производительность пласта, условий залегания, неоднородности пласта, рельефа почвы залежи.
Математически проблема выбора более рациональной системы разработки сводится к максимизации целевой функции при наличии начальных и конечных условий. Максимизируемой функцией обычно служит прибыль. Суммарная прибыль за весь срок эксплуатации месторождения определяется из выражения
где Т – число периодов при отработке месторождения; Цi – цена продукции в i-й период эксплуатации месторождения, тг/т; Сi – себестоимость продукции в i-й период эксплуатации месторождения, тг/т; Бi – балансовые запасы, отрабатываемые в i-й период эксплуатации месторождения, т; ηi – коэффициент извлечения запасов, отрабатываемых в i-й период эксплуатации месторождения.
При выборе последовательности отработки отдельных участков необходимо стремиться к обеспечению минимального числа стыковок отработанных и вновь вводимых участков, поскольку это ведет к потери рабочих агентов и продуктивных растворов.
Скважины располагаются по площади залежи по какой-то определенной геометрической сетке, например, кольцами или рядами.
Сетка расположения скважин в зависимости от производительности пласта и других физико-геологических условий разработки может быть равномерная и неравномерная. Равномерная сетка может быть квадратной, треугольной, пяти- и шестиугольной. Геометрический расчет показывает, что треугольная сетка скважин в сравнении с квадратной позволяет более полно охватить месторождение зоной отработки, в то же время при треугольной сетке на 15.47% возрастает число скважин, приходящихся на единицу площади. При равномерном расстоянии между скважинами l (м) площадь S (м2) ее охвата определяется по формуле
При наклонном расположении пластов или направленной фильтрации скважины целесообразно располагать по вершинам не равносторонних, а равнобедренных треугольников. В этом случае расстояние между рядами берется больше, чем между скважинами.
|
|
|
Расстояние между скважинами, с одной стороны, определяют наименьшее число скважинами для разработки залежи, а с одной стороны - обеспечивают технологические требования метода, т.е. являются компромиссом между ними.
При определении расстояние между скважинами учитываются: глубина залегания залежи, технологичность процесса добычи, извлекаемость полезного ископаемого при различных сетках скважин, производительность пласта, условия залегания.
Помимо перечисленных факторов при выборе сетки скважин следует учитывать неоднородность пласта и особенно характер рельефа его почвы, располагая добычные скважины в углублениях почвы рудного тела. В общем случае чем выше проницаемость пласта, тем больше могут быть расстояния между скважинами.
Методика выбора метода разработки. Существенные отличия геотехнологических методов от методов открытой и подземной разработки обуславливают определенную специфичность способов сравнительной экономической оценки их. При открытой или подземной разработке, как правило, получают горную массу, а при геотехнологических методах – готовый продукт.
Варианты разработки месторождения различными методами следует прежде всего сравнивать по экономической эффективности Эr, определяемой по формуле
Эr = (с1 + Еk1) – (c2 + Ek2),
где с1, с2 – себестоимость; k1, k2 – удельные капитальные затраты по вариантам; Е – нормативный отраслевой коэффициент.
Экономические последствия от потерь могут быть выражены разностью между ценностью теряемой части запасов и денежным выражением возмещения, которое допускается в результате допущенных потерь:
Эп = Бп Цп – Бн bп,
где Бп, Бн – соответственно количество потерянного и извлеченного полезного ископаемого; Цп – ценность 1т потерянного полезного ископаемого; bп – величина возмещения на 1т добытого полезного ископаемого.
Ценность 1 т потерянных в недрах запасов определяется сложением затрат: на разведку 1 т балансовых запасов, удельных капитальных затрат на добычу 1т балансовых запасов, величины недополучаемой прибыли от реализации 1т полезного ископаемого.
|
|
|
Затраты на недополучаемую прибыль Зпр могут быть определены как разность между оптовой ценой и себестоимостью добычи 1т полезного ископаемого. Однако эта величина является лишь условной прибылью. При постоянной добыче потерянная прибыль проявится только в конце отработки балансовых запасов через время 
. Поэтому в расчете недополучаемой прибыли следует учитывать коэффициент приведения Кпр, который определяется сроком отработки месторождения и коэффициентом эффективности капитальных затрат. В результате получаем
При сравнении традиционных способов добычи с геотехнологическими необходимо учитывать разницу в ценности теряемых балансовых запасов
Эп = Биг Цпг - БптЦпт - Бигbпг,
где индексы «т» и «г» - соответствуют традиционным и геотехнологическим методам разработки
При определении сравнительной экономической эффективности этот фактор можно учитывать следующими образом:
где nн – нормативная прибыль, приходящаяся на одного работающего в сфере материального производства за год; N1, N2 – число работающих на сравниваемых предприятиях.
При сравнительной оценке методов разработки месторождений необходимо учитывать также показатель рентабельности Эр
Эр = (с'0 - с') / (Ф0 - Фоб),
где с'0 и с' – соответственно стоимость и себестоимость годового объема продукции; Ф0 и Фоб – соответственно среднегодовая стоимость основных производственных фондов и нормируемых оборотных средств.
Важное значение имеет сокращение срока 
окупаемости капиталовложений
= 1 / Эр
Экономическая эффективность капиталовложений зависит не только от снижения себестоимости и удельных капиталовложений, но от времени, по истечении которого предприятие начинает приносить доход.
Важным значением экономической эффективности методов разработки является коэффициент фондоотдачи Э0 определяемый по формуле
Э0 = Агод с'r / К0
При оценке различных методов следует принимать во внимание также показатели, характеризующие производительность труда, безопасность работ и др.
При проектировании рациональной системы разработки должны удовлетворяться следующие условия: соблюдение правил эксплуатации охраны недр; учет максимального числа производственных, экономических, географических и физико-геологических особенностей разработки залежи, обеспечение максимального экономически целесообразного извлечения полезного ископаемого.
|
|
|
В четвертом разделе студент обосновывает вариант расположения вскрывающих скважин, их комбинации, привязка к элементам традиционной технологии.
|
|
|
