Способ определения газопроницаемости угля

 

QflЙСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Респубпим 825944 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 05.08.74 (2) ) 2051605/22-03 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано30.04.81. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 30.04.81

{53)M. Кл.

Е 21 С 39/00

6юудерстввлвй квмнтет

СССР де делам изобретений в вткрытвл

{53) УДК539.21 7. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. В. Сергеев и В. С. Забурдяев (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ УГЛЯ

Изобретение относится к горной про мышпенности, преимушественно к угольной, и может быть использовано дпя оценки фильтрационных свойств угля, определения области применения и параS метров дегазации угольных пластов скважинами.

Известен способ определения газопроницаемости угля, эакпючаюшийся в том, что из угопьного ппаста ипи куска угпя выбуривают образцы (керны), которые исследуют в пабораторных усповия» на газопроницаемость при разных давпениях гидрообжима и давпениях rasa, фик« сируя значение расхода газа через образец (1).

Однако в известном способе опыты проводят на образцах угпя, подверженных значитепьным и неоднократным деформациям, вследствие чего значения коэффициентов газопроницаемости не соответствует натуре, то есть массиву угля. Кроме того, применение способа.с граничено исспедованием отдельных, наиболее крепких пачек угля.

Наибопее бпиэким к предпагаемому явпяется способ опредепения газопроницаемости угля, эакпючаюшийся в том, что в исследуемом ппасте проводят контропьную скважину, оборуцуют ее герметизируюшим устройством и датчиком газового давпения и регистрируют установившееся значение ппастового давпения.

Гаэопроницаемость ппаста опредепяют по динамике нарастания давпения газа в скважине после кратковременного сброса. его с ппастового цо некоторого значения, соответствуюшего участку насышения иэотермы сорбции газа угпем $2).

Недостатки укаэанного способа состоят в невысокой точности реэупьтатов определения гаэопроницаемости при испопьзовании попученных данных дпя расчета дегазации угольных пластов скважинами, пробуренными в плоскости ппаста, и отсутствии информации об анизотропии угпя.

Е1ель изобретения — повышение точности и определение анизотропии угля.

Указанная цель достигается тем, что после установления в контрольной скважине плвстового давления дополнительно проводят газодренажную скважину и измеряют время снижения давления газа в контрольной скважине от пластового до нвперец заданного, а о газопроницаемости (интенсивности дегаэвции) угля в направ- 10 ленни от контрольной скважины к газодренвжной судят по коэфф щиенту

ОС= 7

ГГ

25

30 где К вЂ” расстояние от газодренвжной скважины ло контрольной;

1 — время снижения цавления газа, отсчитываемое с нвчвлв цегаэации угля гаэоцренажной скважиной.

Кроме того, в исслецуемом пласте проводят несколько контрольных скважин, в которых датчики газового давления раэмешают нв линиях простирания и падения, у кровли и почвы пласта по сфере, а газоцренажную скважину провоцят

K центру сферы, причем анизотропию угля опрецепяют из соотношения коэффициентов интенсивности цегвзвции массива в направлениях вдоль и вкрест слоев напластования.

На фиг. 1 привецена схема расположения контрольных и гвзодренажных скважин и герметизируюших устройств в массиве крутого пласта на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 — схема расположения контропьнык и гвзоцренажной скважин и герметиэируюших устройств

40 нв пологом (ипи наклонном) пласте на фиг. 5-сечение В-В нафиг. 4;нафиг.6 -схема расположения контрольных и гвзоцренажной скважин и герметизируюших устройств нв крутом ппвсте; на фиг. 7— сечение Г-Г нв фиг. 6; нв фиг. 8 — сечение

Д-Д нв фиг. 6; нв фиг. 9 — сечение

Е-E на фиг. 6.

Способ определения газопроницаемости угля осушествпяется спецуюшим обра зом.

Из горной выработки, например квершпага l, остановленного перец вскрытием угольного пласта 2 или из ппвстовой выработки провоцят контрольные

55 скважины 3,4,5,6 и 6, забои которых располагают в угольном массиве, не подверженном влиянию выработки, по сфере с центром в серецине пласта в

944

4 месте центра буцушей полости стока, образованной гаэодренажной скважиной.

Забои скважин 3 и 4 располагают в массиве угля по серецине пласта на пинии простирания, забои скважин 5 и 6 — соответственно у кровли и почвы пласта, забой скважины 6 — по серецине пласта

/ на линии пацения. Контрольные скважины

3-6 сразу же после их провецения обо/ руцуют герметизируюшими устройствами

7 (HarIpHMep,герметизаторами ПГД-2) и датчиками газового цавпения (например, образцовыми манометрами с самописцами). После установления пластового цавления газа в контрольных скважинах в пласте провоцят газоцренажную скважину

8 и оборудуют ее герметизируюшим устройством. Для кажцой контрольной скважины измеряют время снижения цавпения газа от пластового до наперед заданно« го, установленного правилами безопасности или рассчитанного по условиям снижения газоносности пласта цо необходимой величины. О газопроницаемости пласта (интенсивности цегазации) суцят по коэффициенту О

à — 1 7 гце Р „ — расстояние от газодренвжной скважины цо (-й контрольной скважины;

Ф, — время снижения цавпения газа от плвстового цо критериального, отсчитываемое с начапа цегвзвции угля цренажной скважиной (с момента окончания бурения газоцренажной скважины) .

По экспериментально определенным

I коэффициентвмМ5> R4 Ж, 0 ;би.Ж6 . бцениввют гаэопроницаемость (интенсивность цегазации) пласта в направлениях отконтрольныхскважин 3,4,5,6 и6 соответственно к гвзодренажной скважине 8.Анизотропию угля определяют иэ соотношения коэффипиентов, хврвктеризуюших интенсивность (темп) цегвзации массива в направлениях вцоль и вкрест слоев напластования. Показатель аниэотропии угля, например в условиях, изображенных нв фиг. 1 и 4, @.5+ 0(,4 нахоцят из выражения О— 7

5 Ь а в условиях, изображенных на фиг. 6—

Ыъ

0= — или a= —+5

Для тонких ппа ;гов, а также мошных и срецней мошности угольных пластов с

828944 высокой газопроннцаемостью количество контропьнык скважин ограничивают н провоцят, например, скважины 3 и 5 нлн

5 н 6 . Отклонение величины R от —, I rn

2 гце Ю вЂ” мошность пласта, допускают, как правило, не более 15-20%, причем для скважин 5 H6 - только в меньшую сторону.

Прецлагаемый способ позволяет с высокой точностью опрецепнть коэффнцнент интенснвностн цегазацни практически цпя любых угольных пластов и показатель анизотропии пласта, что обеспечивает возможность расчета параметров дегаэа/ цнн угольнык пластов скважинами и уточненне расстояний межцу скважинами, особенно на мощных и срецней мошностн выбросоопасных угольных пластах. го

Формула изобретения

1. Способ определения газопрсяицвемости угля, заключающийся в том, что в нсслецуемом пласте проводят контроль- г5 ную скважину, оборудуют ее герметнзнруюшнм устройством н цатчнком газовоro цавпения и регистрируют установнвшееся значение пластового давления, о тл н ч а ю ш н и с я тем, что, с целью Зо повышения точности, после установления в контрольной скважине ппвстового дав- . ления цополнительно провоцят газодренажную скважину н измеряют время снижения давления газа в контрольной скважине от 55 пластового до наперед заданного, а о гаэопроннцаемостн (ннтенснвностн дегвзацнн) угля в направлении от контрольной скважины к гаэодренажной суцят по коэффициенту оС = — р

«Я"

rae R — расстояние от газоцренажной скважины цо контрольной — время снижения давления газа, отсчитываемое с начала цегазацнн угля газоцренажной скважиной.

2, Способ по и. 1, о т п н ч а юш н и с я тем, что, с целью определения аниэотропни угля, в исследуемом пласте проводят несколько контрольных скважин, в которык датчнкн газового цавпення размещают на пинияк простирания и пацения, у кровли н почвы пласта по сфере, а гаэодренажную скважину провоцят к центру сферы, причем вннэотропню угля опрецеляют нз соотношения коэффициентов интенсивности цегазацнн массива в направленияк вцоль и вкрест слоев напластования.

Источники ннформвцнн, принятые ва внимание прн экспертизе

1. Преображенская Е. И. н Забурдяев В. С. Результаты иссдецованнй проницаемости угопьнык кернов пластов

К Шестифутового н К Нового.—

Вопросы бвзопасности в горной промыш ленности. Сборник. М., Нецра, 1971, вып. l, c. 266-270.

2. Методика определения проницаеМости угольных пластов и условиях есгественного aanez àíèà. Макеевкв-Донбасс, ЯакНИИ, 1974.

825944

/. /

Фиг.8

Составитель Н. Вокмянин

Рецактор И. Михеева Техрец И.Асталош Корректор O. Билак

Закаэ 2366/32 Тираж 627 . Поцписное

ВНИИПИ Госуцарствееного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4