EP0002877B1 - Verfahren zur Gewinnung von Methan - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Methan Download PDF

Info

Publication number
EP0002877B1
EP0002877B1 EP78200398A EP78200398A EP0002877B1 EP 0002877 B1 EP0002877 B1 EP 0002877B1 EP 78200398 A EP78200398 A EP 78200398A EP 78200398 A EP78200398 A EP 78200398A EP 0002877 B1 EP0002877 B1 EP 0002877B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coal
pressure
cavities
borehole
process according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP78200398A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0002877A3 (en
EP0002877A2 (de
Inventor
Johannes Wilhelmus Maria Steeman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stamicarbon BV
Original Assignee
Stamicarbon BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stamicarbon BV filed Critical Stamicarbon BV
Publication of EP0002877A2 publication Critical patent/EP0002877A2/de
Publication of EP0002877A3 publication Critical patent/EP0002877A3/xx
Application granted granted Critical
Publication of EP0002877B1 publication Critical patent/EP0002877B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/2605—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures using gas or liquefied gas
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells
    • E21B43/305—Specific pattern of wells, e.g. optimizing the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of methane simultaneously from a plurality of coal seams forming a seam bundle, in that a column system is formed in the rock layers lying between the seam layers above and below a specific seam lying within the seam bundle and from the specific seam with the aid of at least one at least one partially cased borehole methane is discharged.
  • the amount of methane that is released in this way and can be partially recovered is usually a multiple of the amount of methane that will come from the mined seam itself. This is possible because there are other seams and coal corrugations in the cracked rock package above and below, each of which releases a certain amount of methane via the column system. If the geological structure of the seam bundle is known, a number of parameters - mostly changing for each field - can be used to calculate exactly how much methane is expected to be released via the column system (see, among others, Geologie en Mijnbouw, 41, 1962, pp. 55 to 57 ).
  • An advantage of the recovery of methane present in seams is that it is released in almost pure form and can be recovered as such; this is in contrast to the gas that is generated when coal is burned in situ.
  • page 104-106 describes how to drill several holes in the seam plane to free the methane from the seam, which methods are useful for degassing a single seam, but if there are many seams, these methods are used the frequent repetition of the same procedure is very time-consuming.
  • the object of the present invention is to extract methane simultaneously from a plurality of seams and coal reefs which form a seam package, without the need for a conventional extraction method, in that the rock package in which they are located is based on one from the classic underground coal mining known manner forms a column system through which the seams can degas and the gas released finally discharges through at least one borehole.
  • this can be accomplished by drilling at least one well from above the surface into the previously determined seam, after which in the seam concerned by means of the borehole or the boreholes or with the aid of through the borehole or the boreholes into the seam introduced means for loosening the coal a number of cavities separated by coal peaks is generated until the coal piles remaining between the cavities and the hanging area suddenly collapse under the influence of the static rock pressure, after which from the cavities and crevices in which a pressure which is below the original methane pressure in the seams is maintained, the released methane is obtained through the borehole (s). “ suddenly” is understood to mean that the hanging part collapses within a few minutes to about a day.
  • the cavities are preferably under a pressure which forms a counterpressure to the static rock pressure, in such a way that the coal bursts do not collapse at a specific ratio of the cavity width and the coal pile width.
  • the pressure is reduced to such an extent that the coal piles collapse and the hanging part collapses.
  • the coal puffs remaining between the cavities are destroyed by means of explosives.
  • the cavities are caused by partial combustion of the coal, dissolution (see, for example, US Pat. No. 4,032,193) and the like. Like. Can form, these methods are less suitable because of the conditions to be met for it. So you need quite a lot of boreholes, and the required dimensions of the cavities and coal piles are less easy to control. It is preferable to work in such a way that the cavities are generated under hydraulic back pressure.
  • a mining device according to DE-A-2 434 408 or the corresponding US-A-3 961 824 or embodiments derived therefrom is very well suited for this.
  • the device consists of a scraper system with shots that are inserted into the borehole when stretched and arranged in a zigzag shape.
  • the shots arranged in this way are moved back and forth hydraulically or mechanically so that the scratches (or other means for releasing the coal) located on the joints of the shots can detach the wall of the borehole and thus the coal.
  • the coal thus released is discharged through the same borehole with the help of flushing liquid.
  • the length and width of the part of the room whose coal is mined in this way can be adjusted.
  • the lifting of the hydrostatic (counter) pressure can be done in a very simple manner by one or more of the chambers filled with the liquid with a gas, for. B. air, methane or nitrogen, emptied through a separate line through the borehole under pressure. It is necessary that the collapse area that forms is drained as well as possible so that the pressure is so low that the seams can release the adsorbed gas as completely as possible. Of course, it is also possible to pump out the existing water in a different way using means known from the oil industry, if necessary through a separate borehole. It is also necessary to keep the collapse area water-free continuously or discontinuously if it is connected to a natural water inflow.
  • a gas for. B. air, methane or nitrogen
  • the methane adsorbed in the seams and coal reefs will emerge with a slight overpressure and look for a way to the bottom of one or more of the boreholes via the crevice system and the collapse area, and it can then be obtained in almost pure form at the mouth .
  • the invention takes advantage of the fact that a large number of seams and coals corrugation can form methane through the formation of a column system, and essentially consists in suddenly forming such a column system by e.g. B. under (hydrostatic) pressure first forms a cavity system made up of chambers and pillars and this suddenly collapses when the pillars collapse.
  • a borehole 3 is drilled from the earth's surface 1 using a drilling rig 2. This borehole is deflected to a certain height above a seam 4 in such a way that a part 5a of the borehole 3 strikes the seam 4 at a small angle at a point 6a, after which drilling continues in the plane of the seam 4. The part that was drilled in the level of seam 4 becomes.
  • a chamber 7a using the system already described or another system.
  • the length of this chamber 7a of which the front surface shows a cross section in the drawing, can be several 100 m long.
  • a second borehole 5b is then drilled in a known manner from the borehole 3 and expanded into a chamber 7b in the plane of the seam 4.
  • a third part 5c is drilled in a deflected manner and a chamber 7c is created.
  • a lot of chambers can be formed around the borehole 3. All of this happens under possibly increased hydrostatic pressure to prevent premature collapse.
  • collars 8a and 8b there are collars 8a and 8b and possibly other collisions and chambers, not shown.
  • the width of the chambers and the width of the intermediate coal bursts 8a, 8b etc. are calculated in advance taking into account the factors already described, including the hydrostatic pressure used.
  • this collapse area which can have a length and a width of several 100 m, the column system already described forms, through which a seam 9 can release methane into the collapse area A, B, C, D, which from there on at least one of the holes 5a, 5b and 5c and can be extracted over the hole 3 for days.
  • the coal puffs can spontaneously decay even under the influence of the methane adsorbed in the coal and release the gas, in analogy to the sudden outbursts of firedamp (see Geologie en Mijnbouw, 41, 1962, p. 79 ff).
  • the borehole 3 can be arranged in such a way that, owing to the possible deflectability, it lies outside the fracture area of the cavity (s) formed and is not impaired thereby.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Methan gleichzeitig aus mehreren ein Flözpaket bildenden Kohlenflözen, indem oberhalb und unterhalb eines bestimmten, innerhalb des Flözpakets liegenden Flözes in den zwischen den Flözen liegenden Gebirgsschichten ein Spaltensystem gebildet und aus dem bestimmten Flöz mit Hilfe von zumindest einem wenigstens teilweise verrohrten Bohrloch Methan abgeführt wird.
  • Es ist bekannt, dass beim Einstürzen eines Hohlraums, der durch Abbau eines Flözes gebildet wurde, in dem oberhalb aber auch unterhalb des eingestürzten Hohlraums befindlichen Gestein ein mehr oder weniger senkrechtes Spaltensystem gebildet wird und die Gesteinsschichten sich durch Senkung etwas voneinander trennen («bedseparation»). Auf diese Weise entsteht ein ausgedehntes System von Spalten, durch die unabgebauten Flöze und Kohlenriffel (nicht abbauwürdige Flöze), die sich im Bereich des Spaltensystems befinden, das in ihnen adsorbierte Methan mindestens teilweise in den gebildeten Hohlraum abgeben können, sofern im Hohlraum ein Druck herrscht, der niedriger ist als der Druck des in den betreffenden Flözen adsorbierten Methans. Das Spaltensystem erstreckt sich normalerweise bis etwa 120 m über etwa 100 m unter dem abgebauten Flöz (siehe Geologie en Mijnbouw, 41, 1962, S. 41 bis 44 und S.53).
  • Es ist möglich und bekannt, das auf diese Weise freiwerdende Methan zumindest teilweise zu gewinnen, indem man in das gespaltene Gestein von dem in Abbau befindliche Flöz aus mindestens ein Bohrloch in das Hangende und/ oder Liegende bis zu anderen Flözen einbringt und das Methan, das sich im Spaltensystem befindet, über das wenigstens teilweise verrohrte Bohrloch abführt (siehe u. a. Geologie en Mijnbouw, 41, 1962, S. 59 bis 61).
  • Die Methanmenge, die auf diese Weise frei wird und teilweise gewonnen werden kann, beträgt meistens ein Vielfaches der Methanmenge, die aus dem abgebauten Flöz selbst stammen wird. Dies ist möglich, weil in dem rissigen Gesteinspaket oberhalb und unterhalb andere Flöze und Kohlenriffel vorhanden sind, die je für sich über das Spaltensystem eine gewisse Menge Methan abgeben. Wenn der geologische Aufbau des Flözpakets bekannt ist, lässt sich anhand einer Anzahl von - für jedes Feld meistens wechselnden - Parametern genau berechnen, wieviel Methan erwartungsgemäss über das Spaltensystem freiwerden wird (siehe u. a. Geologie en Mijnbouw, 41, 1962, S. 55 bis 57).
  • Es ist bekannt, dass sich unter fast dem ganzen niederländischen Gebiet und grossen Teilen der Nordsee in Teufen von 1000 m bis 5000 m ein Kohlenpaket mit einer Mächtigkeit von mindestens 20 m befindet, gemessen als die Gesamtmächtigkeit aller dort vorhandenen Flöze und Kohlenriffel. Auf einer Fläche von z. B. 100 x 100 km = 1010 m2 befindet sich dann eine Steinkohlenmenge von 2 x 1011 m3 = 200 Milliarden m3. Wenn man annimmt, dass im Durchschnitt 10 m3 CH4 je M 3 Kohle absorbiert sind (für das Peel-Gebiet wurden ca. 10 m3 CH4 je m3 Kohle ermittelt, in Südlimburg ca. 17 m3 CH4 je m3 Kohle, siehe den Bericht der Peelcommissie, Verhandelingen van het K. N. G. M. B. Mijnbouwkundige serie, Band 5, S. 83), so sind auf dieser Fläche 2 x 1012 m3 CH4 = 2000 Milliarden m3 CH4 in der Kohle absorbiert.
  • Dies ist eine Menge, die derjenigen des Gasvorkommens in Groningen entspricht, welches eines der grössten Vorkommen darstellt. Das Methanvorkommen unter dem gesamten Gebiet der Niederlande und Teilen der Nordsee beträgt somit ein Vielfaches des Vorkommens in Groningen. Sollte es möglich sein, wenigstens einen Teil dieses Methans zu gewinnen, so wird in den Niederlanden auf lange Sicht kein Mangel an Erdgas auftreten. Ähnliche Verhältnisse findet man auch in einigen anderen europäischen Ländern vor.
  • Ein Vorteil der Gewinnung von in situ in Flözen vorhandenem Methan ist, dass es in nahezu reiner Form frei wird und als solches gewonnen werden kann; dies im Gegensatz zu dem Gas, das bei der Verbrennung von Steinkohle in situ entsteht.
  • Es ist bereits bekannt, in Steinkohle absorbiertes Gas durch Steigerung der Permeabilität eines Flözes oder des unmittelbar oberhalb eines Flözes befindlichen Gebirges über Bohrlöcher zu gewinnen. Methoden hierfür sind aus der Erdölindustrie bekannt. Beispiele hierfür sind die sog. hydraulische Frac-Behandlung oder das hydraulische Heben des Deckgebirges eines Flözes und Versetzen des Raums mit Sand, wie diese u. a. in der Schachtanlage Klarenthal im Saarland geschehen ist (siehe u. a. Annales des Mines de Belgique, 1, 1976, S. 25 und weiterhin die US-A-3 814 480. In «Coal Age» 80, Nr. 8 von Juli 1975, Seite 104-106 ist beschrieben, wie man durch das Bohren von mehreren Löchern in der Flözebene, das Methan aus dem betreffenden Flöz befreien kann. Diese Methoden sind für die Entgasung eines einzigen Flözes zweckmässig. Handelt es sich um viele Flöze, sind diese Methoden jedoch durch die häufige Wiederholung des gleichen Verfahrens sehr aufwendig.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Methan gleichzeitig aus mehreren, ein Flözpaket bildenden Flözen und Kohlenriffeln zu gewinnen, ohne dass ein konventionelles Gewinnungsverfahren notwendig ist, indem man in dem Gesteinpaket, in dem sich diese befinden, auf eine aus dem klassischen Steinkohlenbergbau unter Tage an sich bekannte Weise ein Spaltensystem bildet, über welches sich die Flöze entgasen können, und das freiwerdende Gas anschliessend durch zumindest ein Bohrloch abführt.
  • Nach der Erfindung kann dies bewerkstelligt werden, indem mindestens ein Bohrloch von über Tage aus bis in das vorher dazu bestimmte Flöz niedergebracht wird, wonach in dem betreffenden Flöz mittels des Bohrlochs oder der Bohrlöcher oder mit Hilfe von durch das Bohrloch oder die Bohrlöcher in das Flöz eingebrachten Mitteln zum Lösen der Kohle so lange eine Anzahl durch Kohlenstösse getrennter Hohlräume erzeugt wird, bis die zwischen den Hohlräumen verbliebenen Kohlenstösse und das Hangende unter dem Einfluss des statischen Gebirgsdrucks plötzlich zusammenstürzen, wonach aus den Hohlräumen und Spalten, in denen ein Druck, der unter dem ursprünglichen Methandruck in den Flözen liegt, aufrechterhalten wird, das freiwerdende Methan über das oder die Bohrlöcher gewonnen wird. Unter «plötzlich» wird verstanden, dass das Hangende innerhalb einiger Minuten bis etwa einem Tag hereinbricht.
  • Vorzugsweise stehen die Hohlräume unter einem Druck, der einen Gegendruck zum statischen Gebirgsdruck bildet, und zwar derart, dass die Kohlenstösse bei einem bestimmten Verhältnis von Hohlraumbreite und Kohlenstossbreite nicht zusammenstürzen.
  • Schliesslich wird der Druck so weit herabgesetzt, dass die Kohlenstösse zusammenstürzen und das Hangende hereinbricht. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung werden die zwischen den Hohlräumen verbleibenden Kohlenstösse mittels Sprengstoff zerstört.
  • Aus den Diagrammen in «Geologie en Mijnbouw», 41, S. 41 bis 44 geht hervor, dass der Überdruck in den Hohlräumen nach dem Zusammenbruch vorzugsweise unter 0,1 MPa liegen soll.
  • Obwohl man bei der Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens die Hohlräume durch partielle Verbrennung der Kohle, Auflösen (siehe z. B. die US-A-4 032 193) u. dgl. bilden kann, sind diese Methoden wegen der dafür zu erfüllenden Bedingungen weniger gut geeignet. So benötigt man ziemlich viele Bohrlöcher, und es lassen sich die erforderlichen Abmessungen der Hohlräume und Kohlenstösse weniger gut unter Kontrolle halten. Vorzugsweise wird so gearbeitet, dass die Hohlräume unter hydraulischem Gegendruck erzeugt werden.
  • Es ist vorteilhaft, die Hohlräume mit mechanischen Mitteln zu erzeugen. Sehr gut geeignet hierfür ist ein Abbaugerät nach der DE-A-2 434 408 bzw. der entsprechenden US-A-3 961 824 oder davon abgeleitete Ausführungsformen. Das Gerät besteht aus einer Kratzeranlage mit Schüssen, die in gestrecktem Zustand in das Bohrloch eingebracht und darin zickzackförmig angeordnet werden. Die auf diese Weise angeordneten Schüsse werden hydraulisch oder mechanisch hin und her bewegt, so dass die Kratzer (oder andere Mittel zum Lösen der Kohle), die sich auf den Gelenken der Schüsse befinden, die Wand des Bohrlochs und somit die Kohle loslösen können. Die so gelöste Kohle wird mit Hilfe von Spülflüssigkeit durch das gleiche Bohrloch abgeführt. Die Länge und die Breite des Raumteiles, dessen Kohle auf diese Weise abgebaut wird, ist einstellbar. Durch die Wahl eines geeigneten Hohlraumsystems, wie z. B. in Abb. 1 der DE-A-2 434 408 bzw. der US-A-3 961 824 dargestellt, kann man die gestellten Bedingungen erfüllen. Die zwischen den Hohlräumen stehengebliebenen Kohlenstösse (Pfeiler) stützen zusammen mit dem Druck der Spülflüssigkeit das Hangende ab.
  • Für die anzuwendende Breite des Hohlraums und der zwischenliegenden Kohlenstösse lassen sich keine allgemein gültigen Werte angeben. Diese hängen u. a. von der Zusammensetzung und den mechanisch-physikalischen Eigenschaften des Deckgebirges bis einige 10 m über dem Hohlraum, von den mechanisch-physikalischen Eigenschaften der Kohle, von der natürlichen Rissbildung sowie von dem benutzten (hydrostatischen) (Gegen-)Druck ab. Die Eigenschaften von Gestein und Kohle kann man aus Kernen der betreffenden Bohrung ermitteln. Anschliessend kann man, unter Berücksichtigung der Teufe und des damit zusammenhängenden statischen Gebirgsdrucks und des zu benutzenden (hydrostatischen) (Gegen-)Drucks, die zu benutzenden Abmessungen berechnen. Diese Werte können auch empirisch bestimmt bzw. kontrolliert werden. Aus der DE-A-2 434 408 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, das Zusammendrücken der zwischen den Kohlenstössen befindlichen Hohlräume durch das Hangend- oder Liegendgestein durch eine Flüssigkeit zu erreichen, deren spezifisches Gewicht höher ist als das der Kohle. Die schwere Flüssigkeit erzeugt einen erhöhten hydrostatischen (Gegen-)Druck.
  • Die Aufhebung des hydrostatischen (Gegen-) Drucks kann auf sehr einfache Weise erfolgen, indem man eine oder mehrere der mit der Flüssigkeit gefüllten Kammern mit einem Gas, z. B. Luft, Methan oder Stickstoff, über eine separate Leitung durch das Bohrloch unter Druck entleert. Es ist erforderlich, dass das sich dabei bildende Einsturzgebiet so gut wie möglich entwässert wird, damit der Druck so niedrig ist, dass die Flöze das adsorbierte Gas möglichst ganz abgeben können. Selbstverständlich ist es auch möglich, das vorhandene Wasser auf anderem Wege mit aus der Ölindustrie bekannten Mitteln, erforderlichenfalls durch ein separates Bohrloch, abzupumpen. Auch ist es nötig, das Einsturzgebiet kontinuierlich oder diskontinuierlich wasserfrei zu halten, wenn es mit einem natürlichen Wasserzufluss in Verbindung steht.
  • Gleich nach dem Einsturz wird das in den Flözen und Kohlenriffeln adsorbierte Methan mit einem geringen Überdruck austreten und sich über das Spaltensystem sowie das Einsturzgebiet einen Weg zur Sohle von einem oder mehreren der Bohrlöcher suchen, und es kann anschliessend in nahezu reiner Form an der Mündüng gewonnenwerden.
  • Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, dass eine grosse Anzahl von Flözen und Kohlenriffeln durch Bildung eines Spaltensystems Methan abgeben kann, und besteht im wesentlichen darin, ein solches Spaltensystem plötzlich zu bilden, indem man z. B. unter (hydrostatischem) Druck zunächst ein aus Kammern und Pfeilern aufgebautes Hohlraumsystem bildet und dies durch zusammenbrechen der Pfeiler plötzlich einstürzen lässt.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Von der Erdoberfläche 1 aus wird mit Hilfe einer Bohranlage 2 ein Bohrloch 3 gebohrt. Dieses Bohrloch wird in gewisser Höhe über einem Flöz 4 derart abgelenkt, dass ein Teil 5a des Bohrlochs 3 unter einem kleinen Winkel bei einem Punkt 6a auf das Flöz 4 auftrifft, wonach in der Ebene des Flözes 4 weiter gebohrt wird. Der Teil, der in der Ebene des Flözes 4 gebohrt wurde, wird. nun mit Hilfe der bereits beschriebenen Anlage oder einer anderen Anlage zu einer Kammer 7a erweitert. Die Länge dieser Kammer 7a, von der die Vorderfläche in der Zeichnung einen Querschnitt zeigt, kann mehrere 100 m lang sein.
  • Anschliessend wird vom Bohrloch 3 aus auf bekannte Weise ein zweites Bohrloch 5b abgelenkt gebohrt und in der Ebene des Flözes 4 zu einer Kammer 7b erweitert. Auf gleiche Weise wird auch ein dritter Teil 5c abgelenkt gebohrt und eine Kammer 7c erzeugt. Auf dieselbe Weise kann um das Bohrloch 3 noch eine Menge Kammern gebildet werden. Dies alles geschieht unter evtl. erhöhtem hydrostatischem Druck, um ein vorzeitiges Hereinbrechen zu verhindern. Zwischen den Kammern 7a, 7b und 7c befinden sich Kohlenstösse 8a und 8b und evtl. weitere nichtdargestellte Stösse und Kammern. Die Breite der Kammern und die Breite der zwischenliegenden Kohlenstösse 8a, 8b usw. wird unter Berücksichtigung der bereits beschriebenen Faktoren, darunter auch dem benutzten hydrostatischen Druck, vorher berechnet. Nach Fertigstellung der Kammern wird der hydrostatische Druck weggenommen, evtl. mit Hilfe von Gasdruck über ein hier nichtgezeichnetes Rohr durch das Bohrloch 3, bis in eine oder mehrere der Kammern 7. Die zu erwartende Folge ist, dass die Kohlenstösse 8a und 8b unter dem Einfluss des statischen Gebirgsdrucks hereinbrechen und das Hangende der Kammern 7a, 7b und 7c plötzlich einstürzt. Auf diese Weise bildet sich ein Einsturzgebiet, das in der Zeichnung durch Punkte A, B, C und D begrenzt wird. Oberhalb und unterhalb dieses Einsturzgebiets, das eine Länge und eine Breite von mehreren 100 m haben kann, bildet sich das bereits beschriebene Spaltensystem, durch das ein Flöz 9 Methan in den Einsturzraum A, B, C, D abgeben kann, das von dort aus über mindestens eines der Löcher 5a, 5b und 5c und über das Bohrloch 3 über Tage gewonnen werden kann. Bemerkt wird, dass die Kohlenstösse dank der ptötzttchan Druckentspannung selbst unter dem Einfluss des in der Kohle adsorbierten Methans spontan zerfallen können und das Gas abgeben, in Analogie zu den plötzlichen Schlagwetterausbrüchen (siehe Geologie en Mijnbouw, 41, 1962, S. 79 ff).
  • Bei Anwendung eines hohen hydrostatischen Drucks wird man die mit der Spülung mitgerissene Kohle durchschleusen müssen, um den Druck an Ort und Stelle aufrechtzuerhalten. Derartige Schleusen sind aus dem Bereich des hydraulischen Kohlentransports in vielen Varianten bekannt.
  • Das folgende Rechenbeispiel gibt einen Eindruck, wie gross in einem bestimmten Fall die zu erwartenden Methanmengen sein können. Es wird angenommen, dass von einem Flözpaket, dessen Flöze je m3 Kohle 15 m3 adsorbiertes CH4 enthalten, ein Flöz 4 von 1 m Mächtigkeit grösstenteils abgebaut wird und das bearbeitete Gebiet einstürzt. Oberhalb dieses Flözes 4 sollen sich in 10, 20, 30, 40 bzw. 80 m Entfernung fünf weitere Flöze mit einer Mächtigkeit von 0,8, 1,5, 1,0, 0,5 bzw. 1,5 m befinden. Unter demselben Flöz 4 sollen sich in 10, 20, 40, 60 bzw. 80 m Entfernung ebenfalls fünf Flöze mit einer Mächtigkeit von 0,8, 1,5, 1,0, 0,5 bzw. 1,5 m befinden. Nach der u. a. in Geologie en Mijnbouw, 41, 1962 angegebenen Methode kann berechnet werden, dass gut 70 m3 CH4 je m2 Einsturzgebiet freiwerden. Auf ein so geschaffenes Einsturzgebiet von 200 x 300 m fallen somit 4 x 106 m3 CH4 an. Da auch noch Kohle abgebaut wird (angenommen von den vorhandenen 6 x 104 m3 eine Menge von 3 x 104 m3; der Rest bleibt als Kohlenstösse und Verluste zurück), so stellt sich heraus, dass nach Abzug der Ausbeute dieser abgebauten ca. 3 x 104 m3 Kohle die restlichen Kosten zur Gewinnung des Methans gering sind.
  • Bemerkt wird, dass vom Bohrloch 3 aus das gleiche Verfahren für mehrere Flözpakete verwendet werden kann. Wenn das ganze stratigrafische Profil mit den Abständen und Mächtigkeiten der Flöze und Kohlenriffel und die zu erwartenden Methaninhalte bekannt sind, so lassen sich mit Hilfe des Computers die am besten geeigneten Flözpakete und die abzubauenden Flöze ziemlich einfach und genau bestimmen.
  • Schliesslich wird darauf hingewiesen, dass das Bohrloch 3 so angeordnet werden kann, dass es aufgrund der möglichen Ablenkbarkeit ausserhalb des Bruchgebiets des (der) gebildeten Hohlraums (räume) liegt und dadurch nicht beeinträchtigt wird.

Claims (13)

1. Verfahren zur Gewinnung von Methan gleichzeitig aus mehreren ein Flözpaket bildenden Kohleflözen, indem oberhalb und unterhalb eines bestimmten, innerhalb des Flözpakets liegenden Flözes in den zwischen den Flözen liegenden Gebirgsschichten ein Spaltensystem gebildet und aus dem bestimmten Flöz mit Hilfe von zumindest einem wenigstens teilweise verrohrten Bohrloch Methan abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bohrloch (3, 5) von über Tage aus bis in das vorher hierzu bestimmte Flöz (4) niedergebracht wird, wonach in dem betreffenden Flöz (4) mittels des Bohrlochs (5) oder der Bohrlöcher (5a, b, c) oder mit Hilfe von durch das Bohrloch (3, 5) oder die Bohrlöcher (5a, b, c) in das Flöz eingebrachten Mitteln zum Lösen der Kohle so lange eine Anzahl durch Kohlenstösse getrennter Hohlräume erzeugt (7a, b, c) wird, bis die zwischen den Hohlräumen verbliebenen Kohlenstösse und das Hangende unter dem Einfluss des statischen Gebirgsdrucks plötzlich zusammenstürzen, wonach aus den Hohlräumen und Spalten, in denen ein Druck, der unter dem ursprünglichen Methandruck in den Flözen liegt, aufrechtgehalten wird, das freiwerdende Methan über das oder die Bohrlöcher (3) gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den entstehenden Hohlräumen ein Druck aufrechterhalten wird, der einen Gegendruck zum statischen Gebirgsdruck bildet, und zwar derart, dass die Kohle bei einer bestimmten Breite der Hohlräume und einer bestimmten Breite der zwischenliegenden Stösse nicht hereinbricht und nach Fertigstellung der Hohlräume der Gegendruck so weit verringert wird, dass die Kohlenstösse zu Bruch gehen und das Hangende in die Hohlräume stürzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck in den Hohlräumen nach dem Zusammenbruch weniger als 0,1 MPa beträgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruck ein hydrostatischer Druck ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume durch partielles Verbrennen oder Auflösen der Kohle gebildet werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume mit Hilfe von an sich bekannten in das Bohrloch eingebrachten, mechanisch bewegbaren Schrappern oder Kratzern gebildet werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Hohlräume und die zwischen diesen verbleibenden Kohlenstösse anhand der Zusammensetzung und der mechanisch-physikalischen Eigenschaften des Deckgebirges bis zu einigen 10 m über den Hohlräumen, ferner der mechanisch-physikalischen Eigenschaften der Kohle, der natürlichen Spaltung sowie des benutzten (Gegen-) Drucks ermittelt werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften des Gebirges und der Kohle aus Kernen der betreffenden Bohrung ermittelt werden und unter Berücksichtigung der Teufe und des sich daraus ergebenden statischen Gebirgsdrucks und des zu benutzenden (Gegen-)Drucks anschliessend die zu benutzenden Abmessungen errechnet werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Druck zunächst über eine separate Leitung durch das Bohrloch durch einen Gasdruck ersetzt wird, der schliesslich abgebaut wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gebildete Einsturzgebiet wasserfrei gehalten wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Freihalten von Wasser ein zusätzliches Bohrloch verwendet wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche durch dasselbe Bohrloch in mehreren Flözpaketen ausgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Hohlräumen verbleibenden Kohlenstösse mittels Sprengstoff zerstört werden.
EP78200398A 1978-01-02 1978-12-30 Verfahren zur Gewinnung von Methan Expired EP0002877B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7800005A NL7800005A (nl) 1978-01-02 1978-01-02 Werkwijze voor het in situ winnen van methaan uit zich op grote diepte bevindende koollagen.
NL7800005 1978-01-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0002877A2 EP0002877A2 (de) 1979-07-11
EP0002877A3 EP0002877A3 (en) 1979-08-08
EP0002877B1 true EP0002877B1 (de) 1981-08-05

Family

ID=19830073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP78200398A Expired EP0002877B1 (de) 1978-01-02 1978-12-30 Verfahren zur Gewinnung von Methan

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4245699A (de)
EP (1) EP0002877B1 (de)
DE (1) DE2860925D1 (de)
NL (1) NL7800005A (de)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1140457A (en) * 1979-10-19 1983-02-01 Noval Technologies Ltd. Method for recovering methane from coal seams
US4452489A (en) * 1982-09-20 1984-06-05 Methane Drainage Ventures Multiple level methane drainage shaft method
US4544037A (en) * 1984-02-21 1985-10-01 In Situ Technology, Inc. Initiating production of methane from wet coal beds
US4665990A (en) * 1984-07-17 1987-05-19 William Perlman Multiple-stage coal seam fracing method
US4566539A (en) * 1984-07-17 1986-01-28 William Perlman Coal seam fracing method
US4679630A (en) * 1985-12-23 1987-07-14 Canadian Hunter Exploration Ltd. Method of completing production wells for the recovery of gas from coal seams
US4651836A (en) * 1986-04-01 1987-03-24 Methane Drainage Ventures Process for recovering methane gas from subterranean coalseams
US4978172A (en) * 1989-10-26 1990-12-18 Resource Enterprises, Inc. Gob methane drainage system
US5411098A (en) * 1993-11-09 1995-05-02 Atlantic Richfield Company Method of stimulating gas-producing wells
US5419396A (en) * 1993-12-29 1995-05-30 Amoco Corporation Method for stimulating a coal seam to enhance the recovery of methane from the coal seam
US5417286A (en) * 1993-12-29 1995-05-23 Amoco Corporation Method for enhancing the recovery of methane from a solid carbonaceous subterranean formation
US5400856A (en) * 1994-05-03 1995-03-28 Atlantic Richfield Company Overpressured fracturing of deviated wells
US5474129A (en) * 1994-11-07 1995-12-12 Atlantic Richfield Company Cavity induced stimulation of coal degasification wells using foam
US5865248A (en) * 1996-01-31 1999-02-02 Vastar Resources, Inc. Chemically induced permeability enhancement of subterranean coal formation
US5944104A (en) * 1996-01-31 1999-08-31 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of subterranean carbonaceous formations with gaseous oxidants
US5967233A (en) * 1996-01-31 1999-10-19 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of subterranean carbonaceous formations with aqueous oxidizing solutions
US5669444A (en) * 1996-01-31 1997-09-23 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of coal cleat formation
US5964290A (en) * 1996-01-31 1999-10-12 Vastar Resources, Inc. Chemically induced stimulation of cleat formation in a subterranean coal formation
AU5528201A (en) * 2000-04-11 2001-10-23 Welldog Inc In-situ detection and analysis of methane in coal bed methane formations with spectrometers
US6412556B1 (en) 2000-08-03 2002-07-02 Cdx Gas, Inc. Cavity positioning tool and method
US6824224B1 (en) * 2002-06-19 2004-11-30 Cimarron Technology, Ltd. Coalbed methane extraction process
DE10242775A1 (de) * 2002-09-14 2004-04-08 Alstom (Switzerland) Ltd. Verfahren zum Betrieb einer Abgasreinigungsanlage sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US7051809B2 (en) * 2003-09-05 2006-05-30 Conocophillips Company Burn assisted fracturing of underground coal bed
US20060201715A1 (en) * 2003-11-26 2006-09-14 Seams Douglas P Drilling normally to sub-normally pressured formations
US7163063B2 (en) 2003-11-26 2007-01-16 Cdx Gas, Llc Method and system for extraction of resources from a subterranean well bore
US7419223B2 (en) * 2003-11-26 2008-09-02 Cdx Gas, Llc System and method for enhancing permeability of a subterranean zone at a horizontal well bore
US20060201714A1 (en) * 2003-11-26 2006-09-14 Seams Douglas P Well bore cleaning
US7225872B2 (en) * 2004-12-21 2007-06-05 Cdx Gas, Llc Perforating tubulars
EP1841947A2 (de) * 2004-12-21 2007-10-10 CDX Gas, LLC Zugriff auf unterirdische ressourcen durch formationskollabierung
US7182157B2 (en) * 2004-12-21 2007-02-27 Cdx Gas, Llc Enlarging well bores having tubing therein
US7353877B2 (en) * 2004-12-21 2008-04-08 Cdx Gas, Llc Accessing subterranean resources by formation collapse
CN103046949B (zh) * 2013-01-15 2014-11-19 中国矿业大学 一种偏置气液两相射流割缝增透装置及方法
CN103267984B (zh) * 2013-05-28 2015-11-25 山东科技大学 一种极近距离煤层/群的判别方法
CN106644732B (zh) * 2016-10-14 2023-12-05 宋世元 顶板垮落监测试验系统
CN106640020A (zh) * 2016-11-24 2017-05-10 安徽理工大学 高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法
CN107083961B (zh) 2017-05-10 2019-04-26 中国矿业大学 基于压裂圈的强地压巷道应力转移方法
PL424889A1 (pl) * 2018-03-14 2019-09-23 Andrzej Czechowski Sposób odmetanowania górotworu, zwłaszcza w kopalniach węgla
CN109630099B (zh) * 2018-10-29 2021-07-27 中国矿业大学 一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验方法
CN112593912B (zh) * 2020-12-14 2022-05-17 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种煤层气水平井动力扩径卸压增透抽采方法
CN112593911B (zh) * 2020-12-14 2022-05-17 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种煤矿地面水平井分段动力掏煤扩径方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR964503A (de) * 1950-08-18
FR1559316A (de) * 1967-07-10 1969-03-07
US3650564A (en) * 1970-06-15 1972-03-21 Jacobs Associates Mining method for methane drainage and rock conditioning
US3743353A (en) * 1971-12-20 1973-07-03 P Lupinsky Modified l furniture structure
US3814480A (en) * 1973-03-23 1974-06-04 Continental Oil Co Method of controlling gas accumulation in underground mines
NL7309934A (nl) * 1973-07-17 1975-01-21 Wouter Hugo Van Eek Henry Mari Methode en systeem voor het winnen van delf- stoffen via boorgaten.
US3934649A (en) * 1974-07-25 1976-01-27 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method for removal of methane from coalbeds
US3961824A (en) * 1974-10-21 1976-06-08 Wouter Hugo Van Eek Method and system for winning minerals
US3999607A (en) * 1976-01-22 1976-12-28 Exxon Research And Engineering Company Recovery of hydrocarbons from coal
US4089374A (en) * 1976-12-16 1978-05-16 In Situ Technology, Inc. Producing methane from coal in situ

Also Published As

Publication number Publication date
US4245699A (en) 1981-01-20
EP0002877A3 (en) 1979-08-08
EP0002877A2 (de) 1979-07-11
DE2860925D1 (en) 1981-11-05
NL7800005A (nl) 1979-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0002877B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Methan
DE60219689T2 (de) Verfahren zum bohren eines produktionbohrloches ohne bohrlochperforieren und -packen
DE2649488C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Erdöl aus einer unterirdischen Formation
DE2924493A1 (de) Zerklueftungs-vorerwaermungs-oelgewinnungsverfahren
DE2649487A1 (de) Gewinnung von zaehfluessigem petroleum aus dichten teersanden
DE1758885B1 (de) Vorrichtung zum Fuellen von Bohrloechern
EP0471158B1 (de) Anlage zur Sicherung einer Deponie gegen vagabundierendes Austreten von Sickerwasser und verfahrensmässige Massnahmen
DE3404455C2 (de) Verfahren zur Untertagevergasung von Kohlenflözen
DE3110198A1 (de) "bohrloch fuer den abbau- bzw. bergbau"
DE3047803A1 (de) "schachtverfahren fuer den abbau einer erdoelfuehrenden schicht mit sohlenwasser"
DE1277774B (de) Verfahren zur Erdoelgewinnung
DE3047625A1 (de) "schachtverfahren fuer den abbau von erdoellagerstaetten"
DE2047239C3 (de) Verfahren zum Abbau einer ein KaIimineral enthaltenen Formation mittels Lösungsmittel
DE2024967A1 (de) Speichersystem zur Untertagespeicherung eines flüssigen Kohlenwasserstoff Produktes
DE3120479A1 (de) Verfahren zum hydraulischen frakturieren einer geologischen formation nach einer vorbestimmten richtung
DE2712869C2 (de) Verfahren zum Vermeiden von Wassereinbrüchen in untertägige Hohlräume
DE851488C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung und Foerderung von Mineralien
DE1934170A1 (de) Verfahren zum Eindaemmen und Entfernen von in das Erdreich eingedrungenem Mineraloel
DE1533634A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen,kohlenwasserstoffhaltigen Formationen
DE3140027C2 (de) Verfahren zum Vorrichten und Vergasen eines Kohleflözes in großer Teufe
DE936561C (de) Verfahren fuer das Abteufen von Schaechten
EP0273441B1 (de) Verfahren zur Beseitigung von Abraum
DE2933037C2 (de) Verfahren zur Herstellung vertikaler, linearer Bruchstellen in einer unterirdischen produzierenden Formation
DE1815960C (de) Verfahren zur Gewinnung von Kohle im Untertagebetrieb
DE1103263B (de) Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Speicherraeumen in Formationen durch Aufloesen des Gesteins

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE DE FR GB

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE DE FR GB

17P Request for examination filed
GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE DE FR GB

REF Corresponds to:

Ref document number: 2860925

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19811105

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19831109

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19831130

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19831201

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Effective date: 19841231

BERE Be: lapsed

Owner name: STAMICARBON B.V.

Effective date: 19841230

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19850830

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19850903

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19881117

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT