Способ воздействия на угольный пласт


 


Владельцы патента RU 2511329:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для гидродинамического воздействия на угольный пласт и глубокой его дегазации. Техническим результатом является повышение эффективности воздействия на слабопроницаемый угольный пласт и повышение объемов извлечения из него газа. Способ воздействия на угольный пласт включает проведение скважины в угольном пласте, обсадку ее устья, нагнетание жидкости в пласт угля в статическом и импульсном режимах, подключение скважины к дегазационному трубопроводу и извлечение газа. При этом нагнетание жидкости в пласт угля в статическом режиме осуществляют до и после гидроимпульсного воздействия на угольный пласт. Причем до гидроимпульсного воздействия жидкость нагнетают до давления, равного давлению газа в пласте, а после гидроимпульсного воздействия - при давлении жидкости, равном давлению гидроразрыва угольного пласта. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано при отработке высокогазоносных угольных пластов с низкой газопроницаемостью и газоотдачей в дегазационные скважины.

Целью изобретения является снижение природной метаноносности угольного пласта за счет воздействия на него гидравлической средой в импульсном режиме через скважину с последующим нагнетанием жидкости в пласт в статическом режиме для развития вновь образованных трещин и извлечения метана с подключением скважины к дегазационному трубопроводу.

Известен способ гидрорасчленения угольных пластов, согласно которому проводят геофизические исследования углепородной толщи, осуществляют бурение вертикальной скважины с земной поверхности, герметизируют ее устье, создают перфорацией щель в пласте угля, нагнетают рабочую жидкость в угольный пласт в режиме гидрорасчленения, выдерживают жидкость в угольном пласте и скважине, сбрасывают давление жидкости в скважине, промывают скважину, удаляя из нее буровой штыб, закачивают в пласт песок для закрепления образованных трещин, удаляют из скважины жидкость и извлекают из пласта газ (1. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. - 383 с.).

Этот способ весьма трудоемкий и затратный.

Известен способ гидроразрыва угольного пласта путем бурения скважины в плоскости пласта или вкрест его залегания, герметизации устья скважины, нагнетания жидкости в пласт в статическом режиме до гидроразрыва угольного массива, слива жидкости и извлечения из пласта газов (2. Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с.). К недостатку этого способа относится его низкая эффективность на газоносных пластах угля с низкой газопроницаемостью и газоотдачей в дегазационные скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ воздействия на угольный пласт, включающий бурение скважины вкрест пласта или в его плоскости, обсадку ее устья трубой, в которой размещают генератор импульсов, нагнетание жидкости в пласт в статическом режиме до заполнения трещин в прискважинной зоне пласта, гидроимпульсное воздействие на угольный массив с использованием газообразных продуктов химической реакции энергоносителя, периодическое циклическое воздействие импульсами высокого давления, подключение скважины к дегазационному трубопроводу и извлечение газов (3. Патент RU №2272909 С2. Способ воздействия на угольный пласт. М. кл. E21F 7/00. Бюл. №9 от 27.03.2006. Прототип).

И этому способу присущи недостатки, суть которых заключается в основном в трудноосуществимом циклическом воздействии на пласт угля, нарушающем надежную герметизацию устья скважины при периодическом формировании импульсов высокого давления, большом расходе дорогостоящего энергоносителя.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия на слабопроницаемый угольный пласт и повышение объемов извлечения из него газа.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что в способе воздействия на угольный пласт, включающем проведение скважины в угольном пласте, обсадку ее устья, нагнетание жидкости в пласт угля в статическом и импульсном режимах, подключение скважины к дегазационному трубопроводу и извлечении газа, нагнетание жидкости в пласт угля в статическом режиме осуществляют до и после гидроимпульсного воздействия на угольный пласт, при этом до гидроимпульсного воздействия на пласт угля жидкость нагнетают до давления, равного давлению газа в пласте, а после гидроимпульсного воздействия - при давлении жидкости, равном давлению гидроразрыва угольного пласта. Гидроимпульсное воздействие на пласт угля осуществляют при давлениях в импульсе, равных 125-150 МПа, с последующим вытеснением жидкости в массив угля через искусственно созданные и природные трещины в квазистатическом режиме. Гидроимпульсное воздействие на пласт угля производят газообразными продуктами химической реакции энергоносителя, размещенного в устье скважины.

Способ воздействия на угольный пласт осуществляют следующим образом.

На выемочном участке шахтного поля, отрабатываемом после дегазации угольного пласта, в зависимости от степени подготовки выемочного участка проводят скважину вкрест залегания пласта или в его плоскости в соответствии с положениями «Инструкции по дегазации угольных шахт» (2012 г.). В первом случае это, как правило, при отработке наклонных или крутонаклонных пластов угля, а также при отработке пологих угольных пластов при их полевой подготовке. Скважину, предназначенную для гидродинамического воздействия, проводят до пересечения пласта угля. Во втором случае скважину проводят в плоскости отрабатываемого пласта из пластовой выработки, оконтуривающей выемочный участок. Устье скважины обсаживают трубой путем, например, цементации затрубного пространства или заполнения затрубного пространства иным быстротвердеющим веществом, обеспечивающим качественную герметизацию устья скважины.

После герметизации устья скважины в скважину подают рабочую жидкость (вода, вода с добавками поверхностно-активных веществ) и нагнетают ее в пласт в статическом режиме до давления, равного давлению газа в пласте. Жидкость в пласт угля нагнетают одним из типов серийно выпускаемых насосных установок. Затем с помощью устройства, размещенного в устье скважины, например, в обсадной трубе, создают в столбе жидкости, заполнившей скважину, импульсы высокого давления, с помощью которых образуют в прискважинном массиве угля искусственные трещины и развивают природные, заполненные жидкостью при статическом режиме нагнетания, то есть при нагнетании жидкости до гидроимпульсного воздействия. Для формирования импульсов используют энергоноситель, газообразные продукты химической реакции которого воздействуют на жидкость сначала в импульсном режиме ее нагнетания, а затем - в квазистатическом режиме, вытесняя жидкость из скважины в угольный пласт при переменном падающем давлении газообразных продуктов до величины газового давления в угольном пласте.

После снижения давления газообразных продуктов до величины газового давления в пласте в скважину нагнетают жидкость в статическом режиме до давления, равного давлению, обеспечивающему гидроразрыв угольного пласта. Жидкость, поступающая в природные и искусственно созданные импульсами трещины, формирует разветвленную сеть трещин в массиве угля, примыкающего к скважине. Статический режим нагнетания жидкости в пласт при параметрах, обеспечивающих гидроразрыв пласта, осуществляют серийно выпускаемыми насосными установками с соответствующими параметрами давления и расхода жидкости. Процесс нагнетания жидкости в пласт в этом случае прекращают при снижении давления нагнетаемой жидкости на 25-30% ниже давления гидроразрыва пласта, что будет свидетельствовать о состоявшемся гидроразрыве пласта. После чего жидкость сливают из скважины и подключают скважину к дегазационному трубопроводу на время, предусмотренное нормативным документом по дегазации угольных шахт, то есть на время не менее 180 суток по извлечению газа.

Для более глубокой дегазации угольного пласта в нем, в зоне гидроразрыва могут быть проведены скважины предварительной дегазации, которые также подключают к дегазационному трубопроводу на установленное нормативным документом время извлечения метана (не менее 180 суток).

Внедрение изобретения по гидродинамическому воздействию на угольный пласт в комплексном режиме и последующей его дегазации обеспечит максимально возможное снижение метановыделения из разрабатываемого угольного пласта в горные выработки выемочного участка, повысит безопасность горных работ и производительность очистных забоев по газовому фактору.

Источники информации

1. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. - 383 с.

2. Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследования проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с.

3. Патент RU №2272909 С2. Способ воздействия на угольный пласт. М. кл. E21F 7/00. Бюл. №9 от 27.03.2006. Прототип.

1. Способ воздействия на угольный пласт, включающий проведение скважины в угольном пласте, обсадку ее устья, нагнетание жидкости в пласт угля в статическом и импульсном режимах, подключение скважины к дегазационному трубопроводу и извлечение газа, отличающийся тем, что нагнетание жидкости в пласт угля в статическом режиме осуществляют до и после гидроимпульсного воздействия на угольный пласт, при этом до гидроимпульсного воздействия на пласт угля жидкость нагнетают до давления, равного давлению газа в пласте, а после гидроимпульсного воздействия - при давлении жидкости, равном давлению гидроразрыва угольного пласта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроимпульсное воздействие на пласт угля осуществляют при давлениях в импульсе, равных 125-150 МПа, с последующим вытеснением жидкости в массив угля через искусственно созданные и природные трещины в квазистатическом режиме.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроимпульсное воздействие на пласт угля производят газообразными продуктами химической реакции энергоносителя, размещенного в устье скважины.



 

Похожие патенты:
Предложенная группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для удаления метана из газа низкой концентрации в угольных шахтах. Техническим результатом является обеспечение возможности удаления метана из газа при использовании реакции окисления малого количества метана в газе в условиях высокой температуры.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к методу комплексного управления газовыделением при отработке мощных и сближенных пластов угля. Техническим результатом является повышение эффективности управления газовыделением с целью обеспечения высокой производительности и безопасности добычи угля и метана.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при дегазации неразгруженных угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности подземной дегазации угольных пластов за счет максимального использования природной трещиноватости с наибольшей отдачей метана из угольных месторождений.

Изобретение относится к безопасной разработке месторождений полезных ископаемых и может быть применено для дегазации участков углеметанового месторождения при высокопроизводительной отработке угольных пластов подземным способом для снижения метанообильности горных выработок и добычи попутного метана.

Изобретение относится к горному делу, в частности к системам разработки сближенных высокогазоносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности удаления метана, повышение нагрузки на очистной забой и повышение безопасности очистных работ по газовому фактору.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предварительной дегазации обводненных вмещающих пород для безопасного ведения подземных горных работ при отработке месторождений в особо сложных условиях по газоносности.

Изобретение относится к горному делу, в частности к системам разработки сближенных высокогазоносных угольных пластов. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для добычи метана, повышения метанобезопасности подземных горных работ при высокопроизводительной добыче угля.

Изобретение относится к разработке пологопадающих угольных пластов и может быть применено для их дегазации. .
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для дегазации угольных пластов. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных, газовых, газоконденсатных и метаноугольных месторождений.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при осуществлении гидравлического разрыва пласта преимущественно в карбонатных пластах.

Изобретение относится к способам обработки подземной формации с использованием сшитых полимеров. Способ обработки подземной формации, пронизанной буровой скважиной, включает введение обрабатывающей текучей среды в буровую скважину, сшивание гидратируемого полимера для повышения вязкости обрабатывающей текучей среды по меньшей мере для части вводимой таковой и сверхсшивание сшитого полимера для замедленного разрушения структуры обрабатывающей текучей среды.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны АСПО и мехпримесями.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть применено для интенсификации притока флюида к скважине за счет образования трещин в продуктивном пласте.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки нефтяных месторождений горизонтальными скважинами с применением гидравлического разрыва пласта.
Изобретение относится к керамическому проппанту и к способу его изготовления, а также к способу гидравлического разрыва пласта. Техническим результатом изобретения является снижение плотности и повышение стойкости к разрушению проппанта.

Изобретение относится к биоцидным композициям для водных текучих средств, применяемых в нефте- и газопромысловых операциях. Композиция водной текучей среды для обработки скважин с биоцидной активностью содержит полимер или сополимер для модификации вязкости текучей среды, монокарбоновую перкислоту в антимикробном количестве, составляющем от приблизительно 1 части на миллион до приблизительно 1000 частей на миллион, и пероксид водорода в концентрации меньше, чем концентрация перкислоты, в водной среде.

Изобретение относится к извлечению углеводородов из подземных пластов. Водная композиция, включающая смесь воды, приблизительно 0,05-10 масс.% от общей массы, по меньшей мере, одного водорастворимого блок-сополимера, содержащего: по меньшей мере, один блок, являющийся водорастворимым по природе, включающий, по меньшей мере, 34% по массе гидрофильных звеньев относительно общего количества звеньев водорастворимого блока и содержащий гидрофобные звенья, и, по меньшей мере, один гидрофобный блок, содержащий, по меньшей мере, 67% по массе гидрофобных звеньев отосительно общего количества звеньев гидрофобного блока, приблизительно 0,01-10 масс.% от общей массы неионогенного поверхностно-активного вещества, со значением ГЛБ от 1 до 12, и приблизительно 0,1-20 масс.% от общей массы, по меньшей мере, одной неорганической соли.

Изобретение относится к способам управления, контроля и оптимизации параметров трещины гидроразрыва пласта (ГРП) при проведении ГРП в нефте- и газоносных резервуарах с существующей сетью природных (геологических) трещин и может найти применение на соответствующих нефтяных и газовых месторождениях.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для формирования в породных массивах сплошных трещин нужных размеров и формы. Устройство включает полый цилиндрический корпус с радиальными отверстиями. На концах корпуса установлены шланги, на корпус надета втулка из эластичного материала с радиальными отверстиями. Радиальные отверстия на корпусе и эластичной втулке не совпадают, на свободном от корпуса конце нижнего шланга установлена заглушка. Шланги и корпус с надетой на него втулкой из эластичного материала размещены в колонне втулок со скошенными вовнутрь торцами. На колонну втулок надета эластичная оболочка, на которой установлен рукав из проницаемого для жидкости материала и заполнен сыпучим веществом, отвердевающим при взаимодействии с жидкостью. Втулки со скошенными краями выполнены меньшей длины, чем расстояние между шлангами. Вещество, которым заполнен рукав, при отвердевании расширяется. Технический результат заключается в возможности ориентированного разрыва горных пород в глубоких скважинах на участках, подверженных действию высоких напряжений, способных разрушать стенки скважины, без предварительного создания инициирующих полостей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх