Способ вскрытия угольного пласта для добычи метана

 

Использование: при заблаговременном извлечении (добыче) метана угольных пластов. Технический результат - повышение величин охватываемой площади коллектора и сокращение затрат на бурение вертикально-горизонтальных скважин. Сущность изобретения: осуществляют бурение вертикально восходящего ствола с горизонтальным стволом, пробуренным по падению угольного пласта, проводят перфорации эксплуатационных колонн и подъем газов на поверхность. Из вертикально восходящего ствола бурят дополнительный горизонтальный ствол по простиранию угольного пласта, а по радиусам под углом с горизонтальным стволам создают сеть скважин, которые располагают или в одной плоскости, или в плоскостях, параллельных друг другу, а горизонтальные стволы бурят взаимно перпендикулярно. Число пар формируют в количестве, большем одной, с расстоянием между горизонтальными стволами по вертикали, составляющим величину, равную радиусу эффективного действия горизонтального ствола. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при заблаговременном извлечении (добыче) метана угольных пластов.

Известен способ разработки газонефтяного пласта, включающий бурение горизонтального ствола добывающей скважины и вертикально восходящего ствола, перфорацию колонны горизонтального ствола и подъем пластовых флюидов на поверхность [1].

Недостатком этого способа является то, что при наличии всего одной вертикально-горизонтальной скважины охваченная площадь коллектора имеет незначительную величину, что не позволяет достигать приемлемых для работы потребителей расходов добываемого метана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ извлечения угольного метана с помощью технологии бурения газовых залежей угольных пластов по радиусам [2]. Этот способ заключается в бурении по падению пласта вертикального ствола с горизонтальным, перфорации эксплуатационных колонн и подъеме газов на поверхность.

Недостатком этого способа является то, что он также не обеспечивает значительных величин охватываемой площади коллектора (угольного пласта), что не позволяет достигать приемлемых для работы потребителей расходов добываемого метана.

Цель изобретения - повышение величин охватываемой площади коллектора (угольного пласта) до значений приемлемых для работы потребителей расходов добываемого метана и сокращение затрат на бурение вертикально-горизонтальных скважин.

Указанная цель достигается тем, что горизонтальные стволы бурят из одного основного вертикально восходящего ствола, при этом один из горизонтальных стволов бурят по простиранию, а другой - по падению угольного пласта, создавая сеть скважин, пробуренных по радиусам под углом к горизонтальным стволам, как по простиранию, так и по падению пласта, причем плоскости, в которых лежат сети скважин горизонтальных стволов, располагают параллельно друг другу.

Сущность изобретения заключается в бурении вертикально восходящего ствола с горизонтальным стволом, пробуренным по падению угольного пласта, проводят перфорации эксплуатационных колонн и подъем газов на поверхность, при этом из вертикально восходящего ствола бурят дополнительный горизонтальный ствол по простиранию угольного пласта, а по радиусам под углом с горизонтальным стволом создают сети скважины, которые располагают или в одной плоскости, или в плоскостях, параллельных друг другу, а горизонтальные стволы бурят взаимно перпендикулярно, при этом число пар формируют в количестве, большем одной, с расстоянием между горизонтальными стволами по вертикали, составляющим величину, равную радиусу эффективного действия горизонтального ствола.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема вскрытия угольного пласта, когда сети скважин, пробуренных по пласту, находятся в плоскостях, параллельных друг другу, на фиг.2 - те же сети скважин, но в одной плоскости, и на фиг.3 представлена схема вскрытия угольного пласта большой мощности.

Способ осуществляют следующим образом.

С поверхности земли, где расположена буровая вышка 1, бурится вертикально восходящий ствол 2 с горизонтальным стволом 3, пробуренным по падению угольного пласта 4 с помощью технологии бурения по радиусам. Далее с помощью той же технологии у первого горизонтального ствола 3 формируется сеть скважин 5, пробуренных по пласту на заданное расстояние. Далее, используя тот же вертикально восходящий ствол 2, бурят второй горизонтальный ствол 6 перпендикулярно первому горизонтальному стволу 3 так, чтобы его направление совпадало с направление пласта угольного пласта 4 по простиранию, после чего с помощью технологии бурения по радиусам формируют сеть скважин 7 также на заданное расстояние (фиг.1). При этом сети скважин 5 и 7 располагают в одной плоскости (фиг.2) или в плоскостях, параллельных друг другу (фиг.1). В случае, когда сети скважин 5 и 7 расположены в одной плоскости, проницаемость угольного пласта в этой плоскости значительно увеличивается по сравнению с вариантом параллельного расположения сетей скважин. Для случая разработки угольного пласта большой мощности (более 3-х метров) горизонтальные стволы 3 и 6 бурят взаимно перпендикулярно, при этом число пар формируют в количестве, большем одной, с расстоянием между горизонтальными стволами по вертикали, составляющим величину, равную радиусу эффективного действия горизонтальной ствола (фиг.3). Этот технологический прием также приводит к увеличению проницаемости угольного пласта 4, а также к увеличению газовыделения из него и увеличению уровня добычи метана. При этом осуществляют перфорацию эксплуатационных колонн горизонтальных стволов 3 и 6.

Образование внутри угольного пласта системы скважин приводит к формированию свободных поверхностей, с которых начинается интенсивная десорбция метана, который по образованным фильтрационным каналам поступает в горизонтальные стволы, и далее через вертикально восходящий ствол осуществляется подъем газов на поверхность.

Источники информации 1. Патент РФ 1818466, кл. Е 21 В 43/12, 43/00. Бюл. 20, 1993.

2. Авторское свидетельство СССР 1448078, кл Е 21 F 7/00, опубл. 30.12.1998.

Формула изобретения

1. Способ разработки газовых залежей угольных пластов, включающий бурение вертикально-восходящего ствола с горизонтальным стволом, пробуренным по падению угольного пласта, перфорацию эксплуатационных колонн и подъем газов на поверхность, отличающийся тем, что из вертикально восходящего ствола бурят дополнительный горизонтальный ствол по простиранию угольного пласта, при этом по радиусам под углом к горизонтальным стволам создают сети скважин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сети скважин располагают в плоскостях, параллельных друг другу.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сети скважин располагают в одной плоскости.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальные стволы бурят взаимно перпендикулярно, при этом число пар формируют в количестве, большем одной, с расстоянием между горизонтальными стволами по вертикали, составляющим величину, равную радиусу эффективного действия горизонтального ствола.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3