Brevet FR2591657A1 — publié le 19870619

"Procédé et agent pour bloquer les venues d'eau minéralisée et/ou contenant de l'acide" L'invention concerne un procédé pour bloquer les venues d'eau minéralisées et/ou contenant de l'acide, provenant de couches de terrain contenant de l'eau et, en particulier, provenant de roches solides fissurées ou poreuses, dans des excavations ou ouvertures de mines. Comme on le sait généralement, les venues d'eau qui proviendrait des couches de terrain qui en contiennent dans les ouvertures ou excavations de mines, sont évitées en extrayant l'eau de ces couches. Les procédés appropriés sont: drainage par puits en des points déterminés; drainage par galeries; et combinaison du drainaqe par galeries et par puits filtrants, et drainage par galeries et drains filtrants prévus entre les couches contenant de l'eau et les galeries de drainage. Comme autres procédés employés pour éviter les venues d'eau, on peut citer ceux o l'on prévoit des tranchées de séparation, et l'injection d'agents de blocage dans les espaces poreux des couches qui contiennent l'eau. En principe, les procédés mentionnés aident à main- tenir dans les limites voulues les venues d'eau dans les ouvertures ou excavations des mines. Toutefois, les procédés ci-dessus ont d'importants défauts. Ils exigent des investissements considérables en matériaux et en technologie. Dans le 259 1657 drainage par puits ou galeries, des quantités importantes d'eau sont extraites par les ouvertures des mines, mais ces opérations de drainage ont des effets défavorables sur des surfaces importantes qui n'auraient pas été autrement perturbées par les travaux miniers. En plus de l'eau qui se trouve sur place, l'eau de la zone hydrographique des excavations ou ouvertures de mine doit être continuelle- ment évacuée. Principalement, les opérations de blocage, connues Jusqu'ici, demandent de grands efforts techno- logiques, ou sont limitéesen rapport avec les profondeurs de blocage. Elles demandent aussi des dépenses importantes en agents de blocage, tels que des résines synthétiques, ou des polymères, ou des substances analogues, utilisées pour le blocage des espaces poreux (brevets DD 21 902, DE 25 44 543). L'invention a pour objet de réduire ou de bloquer les venues d'eau minéralisée et/ou contenant de l'acide des couches de terrain qui la contiennent, et en particulier de roches solides, fissurées ou poreuses, dans les excavations ou ouvertures de mines, éliminant de cette façon les défauts mentionnés plus haut et réduisant les dépenses en matières qu'ils entraînent. L'invention s'est donnée pour tâche de bloquer les venues d'eau minéralisée et/ou contenant de l'acide des formations géologiques environnantes dans les ouvertures ou excavations des mines, en injectant des agents appropriés dans les couches de terrain contenant de l'eau. Suivant l'invention, il est préparé, à la surface, un liquide complexe homogène, qui est ensuite introduit dans des puits d'injection, afin d'atteindre et de traiter toutes les couches qui doivent être bloquées. Après l'injection continue de ce liquide, par'les puits, dans les horizons géologiques contenant de l'eau, y compris les couches cohésives qui les surmontent, il est injecté un volume de gaz calculé, pour former un agent dispersé (mousse) pour assurer le blocage. La pression d'injection exigée est d'au moins 0,2 MPa en-dessous de la pression fractionnelle des horizons géologiques contenant de l'eau ou des couches qui les surmontent. Des modifications technJologiques propres à stimuler la formation de mousse consisteront, par exemple, à injecter du gaz avant et après l'injection de la solution, ou à faire alterner les injections de gaz et de solution. Par ces procédés, la formation d'un milieu dispersé est particulièrement importante. Les fluides de traitement sont constitués par des solutions aqueuses d'agents tensio-actifs, qui forment des mousses finement dispersées et stables, ayant une densité relativement élevée (p > 0,04 g/cm3) quand on les met en contact avec un gaz, et sont introduits dans les couches contenant de l'eau et transformés en mousse au moyen du gaz injecté. En utilisant des concentrations déterminées, on établit une barrière temporaire, bloquant l'écoulement de l'eau contenue dans le sol, par la formation de mousse par le fluide, cette barrière ayant une extension spécifique qui est fonction de la quantité de fluide de traitement utilisé. De préférence, les fluides de traitement contiennent 0,5 à 5 % en poids d'un agent tensio-actif. On utilise des agents non-ioniques, tels que des alcools d'acides gras oxoéthylés, ou des mélanges d'agents tensio-actifs non-ioniques et ioniques, tels que des sels d'amines, ces mélanges ne contenant pas plus de 5 % d'agents tensio-actifs ioniques. Facultativement, des stabilisants tels que des polymères, argiles ou kaolin minéraux, ou alcools supérieurs sont ajoutés pour augmenter l'effet de blocage, à raison de 0,01 à 0,5 % en poids calculé sur le poids total du fluide de traitement. Les barrières formées par le procédé de l'invention ont pour résultat d'assurer un contrôle tempo- raire sûr de l'eau contenue dans la couche géologique. Contrairement aux procédés courants qui demandent des grands efforts technologiques et de grands investissements financiers, le procédé suivant l'invention consiste à bloquer les venues d'eau au moyen d'une mousse qui remplit les espaces poreux d'un horizon géologique donné. Cette mousse répond aux exigences de qualité en ce qui concerne la stabilité et la résistance aux eaux superficielles fortement minéralisées. Si l'on utilise des tensio-actifs appropriés, les fluides de traitement que l'on produira formeront des mousses de blocage stables dans les espaces poreux des roches, même dans des condi- tions de pression et de température extrêmes. L'injection du fluide de blocage et du gaz ne doit pas provoquer des dépenses technologiques impor- tantes. Le procédé de blocage peut être utilisé séparément, ou en combinaison avec des procédés connus, tels que le blocage des zones infrasuperficielles profondes adjacentes au fond d'une tranchée pratiquée. Description spécifique: Le fluide de traitement, dont la quantité se monte à 5 m3 par mètre d'épaisseur de l'horizon géologique donnant de l'eau, et constitué par une solution à 5 % d'un tensio-actif non-ionique (tel que par exemple le "Disper- gator BO"), mélangé avec 5 parties en poids d'un tensio- actif ionique (tel que, par exemple, FCF 350), est introduit en portions égales dont le nombre peut monter jusque 5, dans une opération d'injections alternatives de ce fluide et d'un gaz dans l'horizon géologique contenant de l'eau, à une profondeur de 250 m, l'eau arrivant étant fortement minéralisée. Pour augmenter l'effet de blocage, il a été ajouté, au fluide de traitement, 0,1 % en poids d'un polymère (TBS-0), le calcul étant fait sur la quantité totale de fluide. La pression utilisée pour introduire le fluide de traitement est de 2,8 MPa, et la pression d'injection du gaz de 2,8 à 3,5 MPa. Par cette opération, la perméabilité de l'horizon géologique contenant de l'eau a été ramenée à 10-3 m/sec. REVENDICATIONS 1) Procédé pour bloquer les venues d'eau, minéralisée et/ou contenant de l'acide, à partir de couches géologiques contenant cette eau et, en particulier, de roches solides, fissurées ou poreuses, dans les excavations ou ouvertures des mines, caractérisé en ce que l'on prépare à la surface, un fluide de traitement complexe, et l'introduit ensuite continuellement, par des puits d'injection, dans un horizon géologique contenant de l'eau que surmontent des couches de matières cohésives, que la pression d'injection est d'au moins 0,2 MPa infé- rieure à la pression fractionnelle de l'horizon contenant de l'eau ou de la couche qui le surmonte, et que l'on injecte un volume déterminé de gaz pour transformer en mousse le fluide de traitement. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, quelle que soit la composition des substances utilisées, ces substances sont injectées par portions, en faisant alterner les injections du fluide et du gaz, afin d'intensifier la formation d'un milieu dispersé pour le blocage. 3) Agent pour]a mise en oeuvre du procédé pour le blocage des venues d'eau minéralisée et/ou conte- nant de l'acide provenant de couches géologiques contenant de l'eau, et en particulier de couches de roches contenant des eaux souterraines, ces eaux pénétrant dans les exca- vations, mines à ciel ouvert, ou autres ouvertures de mines, cet agent étant contenu dans un fluide de traitement, caractérisé en ce qu'il est constitué par une solution aqueuse homogène contenant 0,5 à 5 % en poids d'un tensio- actif non-ionique tel qu'un alcool gras oxoéthylé, ou d'un mélange de tensio-actifs non-ioniques et ioniques tels que des sels aminés, ces mélanges ne contenant pas plus de % en poids de tensio-actifs ioniques, que ce milieu forme une mousse stable et finement dispersée par suite de l'injection d'un gaz, cette mousse ayant une densité de p > 0,04 g/cm3 et que, facultativement, on ajoute pour augmenter l'effet de blocage, des stabilisants tels que des polymères, du kaolin ou une argile, ou des alcools supérieurs, par portions se situant dans un ordre de grandeur de 0,01 à 0,5 % en poids, calculé sur la quantité de fluide de traitement