Способ определения зон выгорания угольного пласта при его подземной газификации

 

Использование: горная промышленность . Сущность изобретения: проведение спектрометрического гамма-каротажа скважин с регистрацией интегральной интенсивности излучения от природных радиоактивных элементов и парциальных составляющих этого излучения от урана, тория и калия, установление факта газификации пласта при интегральной интенсивности излучения в выделенной аномалии, превышающей интегральную интенсивность излучения от вмещающих пород в 1,4-4 раза. Степень газификации пласта определяют по уровню вклада излучения калия и урана с торием в интегральное излучение для изучаемой аномалии и вмещающих пород. 1 табл., 1 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 V 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,00

О

6д

00 О

0 > (21) 4933451/25 (22) 30,04,91 (46) 23.03.93, Бюл. ¹ 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела и Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР (72) А, В. Поливцев, Е. В, Гончаров, И. М. Саптыков и Ю. Б. Голубев (56) Болотников А, И, и др. Методическое руководство по пешеходной, автомобильной и скважинной гамма-спектральной сьемкам. Мингео СССР, с. 1975, с. 107.

Скважинная ядерная геофизика, Справочник геофизика. — M.: Недра, 1978, с. 201—

226.

Изобретение относится к области горной.промышленности и может быть использбвано для контроля за процессом подземной газификации угля (ПГУ), Цель изобретения — повышение достоверности выделения зон выгорания угольного пласта, вскрытого скважиной, Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема исследования газифицированного угольного пласта.

Способ реализуется следующим образом, Скважиной 1 вскрывают угольный пласт

2, на площади газогенератора, подвергшейся ПГУ, Для определения степени выгазовывания пласта 2 (а также установления факта гаЗификации) на кабеле 3 опускают прибор

4 спектрометрического гамма-каротажа ниже предполагаемого местоположения. Ж 1803899 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН ВЫГОРАНИЯ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА ПРИ ЕГО

ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ (57) Использование; горная промышленность. Сущность изобретения; проведение спектрометрического гамма-каротажа скважин с регистрацией интегральной интенсивности излучения от природных радиоактивных элементов и парциальных составляющих этого излучения от урана, тория и калия, установление факта газификации пласта при интегральной интенсивности излучения в выделенной аномалии, превышающей интегральную интенсивность излучения от вмещающих пород в 1,4-4 раза. Степень газификации пласта определяют по уровню вклада излучения калия и урана с торием в интегральное излучение для изучаемой аномалии и вмещающих пород. 1 табл„1 ил. угольного пласта 2. Последнее определяется по материалам детальных геологоразведочных работ, проводимых на каждом эксплуатируемом участке. Приборы, применяемые для таких работ, относятся к типу

СГСЛ-З, ПСК, СГСЛ-6 и т.п. При этом фиксируют интенсивности у -излучения в калиевом, урановом и ториевом каналах спектрометра или концентрации излучателей. Местоположение сгазифицированного пласта 2 или его части определяют по аномально повышенному по сравнению с вмещающими породами) в 1,4 — 4 раза суммарному излучению калия, урана и тория. Затем, чтобы исключить ошибку и не спутать природную аномалию с газифицированным пластом, в точках или интервалах измерений определяют вклад каждого радиоактивного элемента в интегральное из1803899

30 лучение. Вывод о степени газификации пласта делают по пониженному значению вклада калия по сравнению с вмещающими породами: если в 1,5 раза — пласт газифицирован на 1/3 мощности; в 3 раза — полностью выгорел, При этом вклад урана и тория должен быть повышен в 1,2 — 1,5 раза по сравнению с вмещающими породами. Если такого повышения не наблюдается, то необходимо применить дополнительные уточняющие наблюдения другими методами, например, отбором кернов из каротажных скважин и измерением концентрации радионуклидов на различных участках скважин, Опыт работ показал, что в результате выгорания угля, особенно неполного, показания ГК и ГГК в интервалах выгазовывания несущественно отличаются от аналогичных показаний в пределах угольных или вмещающих пластов, не позволяя надежно выделить участки выгорания и оценить зольность продуктов газификации. Это вызвано высокой неоднородностью шлакоподобного материала, влиянием примесного терригенного материала вмещающих пород и песчано-глинистых прослоев, перераспределением части химических элементов, в том числе радиоактивных, между компонентами продуктов пиролиза.

Эффект массового концентрирования радиоактивных элементов за счет выгорания углерода и замещения пустот терригенным материалом зависит от степени выгазовывания, степени обрушения пород кровли и перемешивания с зольным остатком и обломками песчано-глинистых прослоев. Высокотемпературный прогрев угленосных и вмещающих пород вызывает эмиграцию из них части радионуклидов благодаря термодиффузионным и термоконвекционным процессам. Границы выгорающего угольного пласта теряют линейность контуров и становятся расплывчатыми кусочнонеоднородными; сдвижение пород приводит к сокращению мощности исходных gjl JlGHocHblx интервалов в 1,5—

5 раз, Способ был осуществлен на Ангренской станции "Подземгаз" ПО "Средазуголь", Для определения степени газификации угля по площади участок газогенератора М 5 был вскрыт тремя скважинами: 10-й, 18-й и 26-й.

С помощью прибора СГСЛ-6 был осуществлен спектральный гамма-каротаж, В месте предполагаемого пересечения скважинами газифицируемого пласта были замерены аномалии интегральной активности у — излучения. Значения интегральной активности и

55 вкладов в нее составляющих излучений К

U u Th приведены в таблице.

Интегральная активность в районе пересечения скважиной пласта во всех трех случаях дает аномальные значения, что позволяет предположить наличие слоя с отличными от вмещающих пород свойствами, Однако, чем вызваны эти отличия, определяют из данных о вкладе в интегральную активность излучений каждого из основных радиоактивных элементов. По повышенным концентрациям урана и тория в скважинах

10 и 26 делают вывод о накоплении урана и тория в зоне горения. Этот вывод подтверждает пониженный вклад излучения К, который возникает из-за выноса его со стоком дутьевого газа. Поэтому окончательный вывод заключается в том, что 10 и 26 скважины пересекают выгазованное пространство, а

18 — угольный пласт, не подвергшийся газификации.

Полученные результаты были подтверждены непосредственным исследованием кернов газифицированного вещества и угля из целика.

Таким образом, способ позволяет повысить достоверность выделения зон выгорания угольного пласта.

Формула изобретения

Способ определения зон выгорания угольного пласта при его подземной газификации, включающий проведение спектрометрического гамма-каротажа скважин и выделение газифицированного пласта по разнознаковым аномалиям интегральной интенсивности гамма-излучения от природных радиоактивных элементов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности выделения зон выгорания угольного пласта, вскрытого скважиной, определяют парциальные вклады от урана, тория и калия в интегральное гамма-излучение, зарегистрированное в области предполагаемого пересечения скважиной угольного пласта, устанавливают факт газификации пласта при интегральной интенсивности излучения калия, урана и тория, превышающей интегральную интенсивность излучения вмещающих пород в 1,4 — 4 раза, а степень газификации пласта определяют по вкладу излучения калия и урана с торием в интегральное излучение, соответственно сопоставляя полученные значения вкладов для выделенной аномалии и вмещающих пород при условии, что вклад от калия для выделенной аномалии понижен более чем в 1,5 раза, а вклад от урана с торием для этой аномалии повышен в 1,2 — 1,5 раза.

1803899

Составитель С.барсуков

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор О.Стенина

Заказ 1056 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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