Способ определения газоносности угольных пластов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий отбор проб угля из пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и скорости измерений , дополнительно измеряют пластовое давление газа и концентрацию парамагнитных центров в пробе угля с использованием электронного парамагнитного резонанса, a газоносность угольного пласта определяют из зависимости х а-Ы4 ЬСп Р+с , где а , Ь и спостоянные, равные: -19 М г га

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК это G 01 N 24/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ мэг (2, 3+О, 1) .10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧ НРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3447872/18-25 (22) 01 . 04.82 (46) 23.08.84. Бюл. 9 3! (72) В.А. Касьянов, Е.А. Будзило, Ю.Т. Товстогань и В.В. Коршун (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 538.69.083 (088.8) (56) 1. Шарманова Г.В. Методика разведки угольных месторождений Донецкого бассейна. M. "Недра", 1972, с. 135-136.

2, Шарманова Г.В. и др, Методика разведки угольных месторождений

Донецкого бассейна, М., "Недра, 1972, с. 136-137 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий отбор проб угля из пласта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

SU„„1109615 А повьппения точности и скорости измерений, дополнительно измеряют пластовое давление газа и концентрацию парамагнитных центров в пробе угля с использованием электронного парамагнитного резонанса, а газоносность угольного пласта определяют из зависимости

x=a +be. Р с, где а Ь и t: - постоянные, равные:

М3

-(0,30+0,03) — ; пластовое давление, кГс/см концентрация парамагнитных центров, !/r. чающему отбор проб угля из пласта, дополнительно измеряют пластовое давление газа и концентрацию парамагнитных центров в пробе угля с использованием ЭПР, а газоносность угольного пласта определяют из зависимости

-19 мэ г (2,3+О, 1) ° 10

c, = -(0,30+0,03) т

Р— пластовое давление, 20 измеренное в кГс/см ;

N — концентрация парамаrнитных центров, 1/г.

Способ осуществляется следующим образом.

При лабораторных исследованиях определяют концентрацию парамагнитных центров с помощью радиоспектрометра

ЭПР. B углях сигнал ЭПР обусловлен свободными радикалами или разорванными углеродными связями.

Разорванные углеродные связи в веществе угля связаны с дефектами кристаллической углеродной решетки, которая представляет собой гексогональную структуру, имеющей несколько слоистых структур в виде пачек, в которых атомы углерода находятся в вершинах правильных шестиугольников.

Реальная структура угля состоит из пакетов углеродных сеток, ориентированных в различных направлениях.

Расстояния между пакетами углеродных сеток изменяются от единиц до тысяч ангстрем и представляют собой поры, размеры которых и их количество в единице объема меняются в зависимости от суммарной степени метаморфизма. Поэтому объем всех пор и трещин в единице объема реального куска угля пропорционален количеству разорванных углеродных связей (свободным радикалам) и соответственно пропорционален концентрации парамагнитных центров.

Так как основная часть газа (метана) в угле содержится в адсорбированной фазе, то, зная объем пор в единице вещества угля и давление газа

1 1109615 2

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств веществ методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и касается определения газоносности угольных пластов.

Известен способ определения газоносности угольных пластов, основан- х=сНЧ+Ь Рп Р+с ный на отборе проб угля с применением различных типов керногазона- 1О где м, Ь, с — постоянные, равные . борников, позволяющих выбуривать из угольного массива керн и поднимать его на поверхность, сохраняя содержащийся в нем газ (13. м .см

Недостатком этого способа является высокая стоимость, большое количество непредставительных проб (40557) в результате утечек газа, большая трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изучения газоносности угольных пластов, включающий отбор проб угля из пласта.

В известном способе уголь, отобранный в скважине обычной двойной колонковой трубой или в горной выработке свежеобнаженного забоя, помещается в металлический или стеклянный сосуд с герметически закрываю30 щейся крышкой, оборудованной специальным штуцером или соском со шлангом. При этом берется проба угля, по объему примерно равная объему сосуда. В лаборатории проба дегазируется j2 ).

Недостатками известного способа .являются неизбежная потеря газа, так как проходит значительное время между взятием пробы угля и помещени40 ем ее в герметический стакан, и достаточно большое время лабораторных исследований (до нескольких суток на одну пробу), так как дегазация пробы заключается в отборе свободно выде45 ляющегося газа и извлечении газа под вакуумом.

Кроме того, в связи с тем, что основная часть газа в угле содержится в адсорбированном состоянии в порах размером десятки и сотни ангстрем,0 0 то даже при нагреве и дроблении не удается извлечь большую его часть из угольной пробы.

Цель изобретения — повьппение точности и скорости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения газоносности угольных пластов, вклю1109615

Составитель В. Маиоршин

Техред Ж.Кастелевич Корректор " ° "УтЯга

Редактор Л. Волкова

Заказ 6019/27

Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,-4 в угольном пласте, можно определить газоносность по указанной зависимости

Номограмма представляет собой зависимость между концентрацией парамагнитных центров (ПМЦ) в угольном пласте, пластовым давлением и газоносностью угольного пласта.

При этом для различных угольных пластов N меняется в пределах от

5 "10 и до 8 ° 10 "э 1/г, так как это изменение обусловлено количеством разорванных связей (свободных радикалов), имеющихся в углях, а Р меняется в пределах 1,0-100 кГс/см, которые наблюдаются в угольных пластах.

Преимуществом предложенного способа определения газоносности угольных пластов является более высокая эффективность за счет уменьшения времени, необходимого для определения остаточной гаэоносности, например за один час можно определить газоносность в 10 пробах угля

t и, как следствие, уменьшение трудоемкости работ при отборе лроб угля, так как отпадает необходимость в их герметизации непосредственно при отборе в массиве угля.

Преимуществом предложенного способа является также расширение области применения, так как для определения газоносносги по предложенному способу необходима масса угольной пробы в 5-10 мг, которую можно отобрать из очень тонких пластов даже с помощью геологоразведочных скважин.

Кроме того, предложенный способ учитывает свойства угольногс пласта в месте отбора проб.

Изобретение может быть применено в горной промышленности для опреде2О ления газоносности угольных пластов по пробам, взятым как в горных выработках действующих и строящихся шахт, так и по пробам угля, извлеченным на поверхность при геологоразвед дочных работах.