Способ дегазации угольного пласта

 

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение эффективности дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта. Бурят скважину, обсаживают ее трубами, отделяют колонну насосно-компрессорных труб, производят перфорацию обсадной колонны и тампонажного кольца, осуществляют нагнетание в пласт рабочей жидкости в режиме гидрорасчленения и выдерживают ее в пласте. Осуществляют нагнетание воздуха в пласт циклически по колонне с закрытым затрубьем. В каждом цикле после подачи воздуха в объеме, превышающем в 15-25 раз объем находящейся в пласте жидкости, затрубье открывают, стравливая закачанный воздух. Эрлифтную откачку рабочей жидкости после каждого цикла осуществляют по затрубью до прекращения выхода ее из скважины. Извлечение газа начинают после удаления рабочей жидкости из пласта. Преимущество изобретения заключается в достижении более полной дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта за счет использования поршневого эффекта воздуха. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) Е 21 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4 249145/31-03 (22) 20.03.87 (46) 30.11.90. Бюл. Р 44 (71) Московский горный институт (72) Н.В.Ножкин, С.R. Сластунов и О.О.Ворошилов (53) 622.817(088.8) (56) Руководство по дегазации угольных шахт. M. .Håäðà, 1975, с.50-54.

Авторское свидетельство СССР

Р 635249, кл. Е 21 F 5/00, 1978. (54) СПОСОБ ЛЕГАЗАПИИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горной промы»»»ленности. Цель — повышение эф-! фективности дегазации путем интенсификац»»и процесса извлечения рабочей жидкости из пласта. Бурят- скважину, . обсаяфвают ее трубами, отделяют колонну насосно-компрессорных труб, производят перфорацию обсадной колонИзобретение относится к горной промьппленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов.

Цель изобретения — повышение эффективности дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта.

На фиг. 1 приведен график зависимости высоты столба воды в скважине от времени, отсчитываемого с момента выпуска воздуха; на фиг. 2- схема. поясняющая реализацию способа.

„„зо„„»а»аа»9 А! ны и тампонажного кольца, осуществляют нагнетание в пласт рабочей жидкости в режиме гидрорасчленения и выдерживают ее в пласте. Осуществляют нагнетание воздуха в пласт циклически по колонне с закрытым затрубьем. В каждом цикле после подачи воздуха в объеме, превышающем в 1525 раз объем находящейся в пласте жидкости, затрубье открывают,стравливая закачанный воздух. Эрлифтную откачку рабочей жидкости после каждого цикла осуществляют по затрубью ро прекращения выхода ее из скважины. Извлечение газа начинают после удаления рабочей жидкости из пласта. (0

Преимущество изобретения заключается в достижении более полной дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости ив пласта за счет использования поршневого эффекта воздуха. 2 ил.

На графике приведены ориентировочные численные значения прироста высоты столба и времени стабилизации уровня рабочей жидкости в скважине, Н вЂ” уровень воды в скважине до нао чала нагнетания в пласт воздуха. Временное повьппение уровня воды позволяет эффективно использовать в этот момент способы удаления воды на поверхность: эрлифтную откачку и рругие. е

На графике приведены значения этих величин, типичные для гидрорасчлене3 161 ний пластов мощностью 3-8 м при объеме.рабочей жидкости 1000-3000 м и последующей закачке воздуха объемом

10-60 тыс. нмз. В реальных условиях стравливание таких объемов воздуха из скважины занимает не менее 1 ч и поэтому эрлифтную откачку необходимо .начинать сразу же непосредственно после стравливания.

Подъем столба рабочей жидкости после закачки и стравливания воздуха объясняется эжекторным эффектом, т.е. выпускаемый из скважины воздух создает зону разрежения, в которую поступает водя из пласта. Далее вода подхватывается потоком воздуха и транспортируется вверх по скважине. Учет всех сил, воздействующих на поднимаемую воду,а именно силы тяжести, силы трения о поверхность, выталкивающей силы, действующей на воздух„ находящейся непосредственно в пласте, показывает, что объем нагнетаемого в пласт воздуха должен в 15-25 раз превышать объем рабочей жидкости, которую необходимо транспортировать из пласта на поверхность.

Комплексное воздействие на пласт, включающее пневмооттеснение рабочей жидкости с последующей эрлифтной откачкой, осуществляют циклически с тем, чтобы повторно использовать эффект притока воды в скважину после нагнетания и выпуска воздуха.

Способ дегазации угольного пласта осуществляют следующим образом (см. фиг.2).

Бурят скважину, обсаживают ее трубами 1, опускают в.нее колонну насосно-компрессорных труб 2, производят перфорацию обсадной колонны и тампонажного кольца с образованием

\ перфорационных отверстий 3 и щели 4 перфорации в угольном пласте 5, осуществляют нагнетание рабочей жидко сти гидрорасчленения с темпом, превосходящим естественную приемистость пласта. После раскрытия трещин 6 и выдержки рабочей жидкости в пласте осуществляют ее пневмооттеснение путем нагнетания в пласт воздуха с объемом нагнетания, превышающим в 1525 раз объем находящейся в пласте рабочей жидкости. После этого скважину открывают, выпускают воздух из скважины и пласта и начинают эрлифтную откачку рабочей жидкости из скважины путем нагнетания воздуха по ко0049 лонне НКТ и выпуска воздуха и воды по затрубке 7. После этого, как выход воды из скважины прекратился, вновь осуществляют нагнетание воздуха в пласт и повторяют весь цикл работ по освоению скважины до прекращения выхода воды, после чего ведут работы по упалению газа из толщи.

Пример. После завершения работ по оборудованию скважин гидрорасчленения монтаж колонны насосно-компрессорных труб, перфорации и образования прискважинной зоны производят гидрорасчленение пласта.

Давление нагнетания рабочей жидкости в пласт в режиме гидрорасчленения, объем и темп закачки определяют по известной методике. При глу10

15.ся воду и начинают работы по извле20 бине залегания 600 м, мощности пласта 8 м, эффективной пористости 3,57 радиус предлагаемой зоны воздействия

200 м, давление нагнетаемой жидкости составляет 12,0-15,0 MTIa,òåìï нагне25 тания 60-90 л/с, объем нагнетания рабочей жидкости 2000 м Нагнетание жидкости производят насосными агрегатами 4АН-700. После раскрытия трещин, фиксируемого по падению давления нагнетания рабочей жидкости, и закачки всего объема воды скважину закрывают и выдерживают в течение

2-4 мес. для равномерной пропитки пласта и завершения процесса замещения водой метана в сорбционном объеме угля. Затем осуществляют нагнетание в пласт воздуха по НКТ с закрытым затрубьем — пространством между обсадной колонной и колонной

40 НКТ объемом 40 тыс.м . После этого

3 скважину открывают, закаченный воздух стравливают и начинают эрлифтную откачку воды, т.е. нагнетают воз дух по колонне НКТ с открытым за45 трубьем, по которому воздух с водой выкидь>вается на поверхность. В течение 14 сут из пласта извлечено

1000 м воды, после чего выход воды прекратился. Затрубье скважины закрывается и вновь осуществляется нагнета3 ние в пласт воздуха объемом 20 тыс.м (так как в пласте воды осталось

1000 м, то объем воздуха соответственно уменьшили). После этого сква55 жину открывают и путем эрлифтной от3 качки извлекают 800 м воды. В третий з цикл в пласт нагнетают 4000 м воздуха, удаляют эрлифтной откачкой оставшую5 161 чению газа из толщи. R течение б мес. ведут извлечение газа при его самоистечении, а затем к скважине подключают вакуумнасосную станцию и извле кают газ в течение двух лет до под1 работки скважины горными выработками.

Использование предлагаемого способа позволяет достичь более полной дегазации угольного пласта вследствие качественного освоения скважины и пласта от рабочей жидкости гидрорасчленения и повысить тем самым фазовую проницаемость массива для выходящего из пласта газа, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности дегазации угольного пласта и безопасности ведения горных работ в зоне влияния скважины.

Объектами применения предлагаемого способа могут быть высокогазоносные шахтные поля.

Формула и з обретения

Способ дегаэации угольного пласта, включающий бурение скважин с поверх0049 6 ности, нагнетание в пласт рабочей жидкости в режиме гидрорасчленения, выдержку ее в пласте н оттеснение из фильтрующих пор и трещин путем нагS нетания в пласт воздуха с последующим извлечением газа из толщи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта, нагнетание воздуха в пласт производят циклически по колонне с закрытым затрубьем, причем в каждом цикле Iro сле подачи воздуха в объеме, превышающем в 15-25 раз объем находящей ся в пласте рабочей жидкости, затрубье открывают, стравливают закаченный воздух и производят эрлифтную

20 откачку рабочей жидкости по затрубью до прекращения ее выхода из скважины. при этом извлечение газа осуществляют после удаления рабочей жидкости из пласта.

2 У Ф 5 5 й,q

Фиг.1

1610049

Составитель И. Федяева

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор Е. Копча

Заказ 3718

Тираж 370

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101