PL177500B1 - Sposób optymalnego wydobywania gazu z rozległego i górniczo wcale lub mało rozpoznanego złoża węgla kamiennego - Google Patents

Abstract

1. Sposób optymalnego wydobywania gazu z rozleglego i górniczo wcale lub malo roz- poznanego zloza wegla kamiennego, znamienny tym, ze otwory wiertnicze rozmieszcza sie z uwzglednieniem tektoniki okreslonych stref o spodziewanej duzej gazonosnosci i wystar- czajacej cyrkulacji gazu, przy czym jako podstawe planowania rozmieszczenia oprócz nachy- lenia warstw, biegu i rozmiaru pionowego przesuniecia zaburzen, uwzglednia sie rozluzniania spowodowane energia tektoniczna oraz zgniecenia, sprezenia i wywolane tym tektoniczne prze- mieszczenia masy. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Podczas prowadzenia prac związanych z wydobywaniem gazu nadrzędnym celem jest taka orientacja i prowadzenie otworów wiertniczych w korpusie złoża przewidzianym do wydobywania gazu, aby koszty wydobycia były niewielkie. W związku z tym należy ustalić najkorzystniejsze punkty odniesienia dla otworów wiertniczych, a ponadto przewidzieć środki do rozluźnienia górotworu, np. przez odchylenie przebiegu otworu w górotworze lub przez rozsadzenie, jeżeli tektonika nie zapewnia wystarczającego naturalnego rozluźnienia. Powstaje przy tym problem, aby wykryć struktury tektoniczne, posiadające dobre przesłanki do wydobycia gazu. Wynikiem procesu tektomechanicznego jest rzeczywistość istniejącej tektoniki z przesunięciem względnie płatami, uskokami normalnymi względnie uskokami i nasunięciami względnie zmianami. Są one ujęte jako zaburzenia czyli tzw. deformacje tektoniczne razem z zachowaniem się warstw górotworu w geometrii złoża, w jednolity obraz. Realność, tzn. rzeczywistość deformacji uwarunkowana jest przez ich położenie w przestrzeni, a więc przez bieg warstwy jej długość, nachylenie warstwy, kierunki nachylenia, odstępy oraz ich zmiany. Dochodzą do tego przemieszczenia, przemieszczenia i nasunięcia oraz ich zmiany. Taka rzeczywistość tektoniki da się sprowadzić w procesie tektomechanicznym do jego powodów. Przyczynowym powodem dla powstania tektomechanicznych struktur, a tym samym dla ustalenia spodziewanej gazonośności, przy wykonywaniu i sterowaniu prowadzenia otworów wiertniczych dla wydobywania gazu służą określone jako bilansy materiałowe, rozluźnienia, zgniecenia oraz sprężenia, stanowiące następstwo tektonicznych deformacji. Do tego dochodzą przesunięcia materiałowe w górotworze przy deformacjach, wewnątrz sfałdowań, ze zgnieceń do sfałdowań oraz pomiędzy sfałdowaniami.

Bilanse materiałowe i przesunięcia materiałowe są ze swej strony skutkiem różnego doprowadzania energii fałdowania oraz różnych warunkówjej redukcji. W ten sposób istnieje przyczynowy związek pomiędzy energią fałdowania lub energią tektoniczną a geometrią złoża. Przy ustalaniu położenia otworów wiertniczych do wydobywania gazu, pozwala to na sprowadzenie istniejącej rzeczywistości do warunków jej powstawania i odwrotnie. Wskutek tego, również w rozległym i wcale lub mało rozpoznanym złożu węgla kamiennego, można ustalić korzystne położenie otworów wiertniczych. Stwierdza się, że tektonika jako istotna wielkość dla ustalenia przebiegu otworów wiertniczych, w wielu przypadkach nie jest znana tak, że konieczne jest wyznaczenie tektoniki, wychodząc ze znanych warunków tektonicznych. Przy wydobywaniu gazu tylko poprzez otwory wiertnicze brakuje górniczego rozeznania w postaci wyrobisk, tak, że punktem wyjściowym dla ustalenia punktów odniesienia dla otworów wiertniczych, są głębokie wiercenia i badania sejsmiczne.

177 500

W rozległych i górniczo wcale lub mało rozpoznanych złożach, zwłaszcza w złożach węgla kamiennego, z istniejącego rozpoznania musi zostać ustalone położenie deformacji tektonicznych, a tym samym położenie obszarów dla korzystnego wydobywania gazu, aby można było uzyskać podstawę do planowania punktów usytuowania otworów wiertniczych, oraz zabiegów rozluźniających, takich jak rozsadzanie i tp. Zwykle przy planowaniu prac eksploatacyjnych prowadzonych pod ziemią, jako podstawę planowania przyjmuje się budowę złoża, której podstawą są nachylenie warstwy, bieg warstwy oraz rozmiary wygięcia deformacji.

Znane rozpoznania złoża, z reguły są ze sobą tak łączone geometrycznie, że powstaje rzekomy właściwy obraz złoża jako podstawa planowania. Zamykanie istniejących przy tym często znacznych luk, dokonuje się przy tym na podstawie geometrycznej, przez przedłużanie linii, które mają przedstawiać położenie przedstawianych powierzchni, takich jak pokłady lub tektoniczne zaburzenia w przestrzennie położonym korpusie złoża.

Dla uproszczenia, np. przy rzutowaniu spotkania się dwóch zaburzeń, bierze się pod uwagę zasadę chronologiczności, według której młodsze zaburzenie zdeformować miało starsze.

Jeżeli na tego rodzaju założeniach konstrukcyjnych dotyczących złoża, chce się planować ustalanie położenia otworów wiertniczych do wydobywania gazu, to uznaje się za niekorzystne to, że proces tektomechaniczny nie został uwzględniony, i przez wyłączne ograniczenie rzutowania na geometrię, umożliwia tylko pozorną dokładność. Tak więc ruchy zachodzące już po powstaniu uskoków pozostają nie uwzględnione, a ruchy te mogą mieć znaczny wpływ na orientację otworów wiertniczych i na ewentualne zabiegi rozluźniania górotworu. Ponadto, z uwzględnienia tektomechanicznego procesu powstają przesłanki, gdzie znajduje się wiele gazu i/lub w jakich miejscach może płynąć dużo gazu w kliważu, pęknięciach i zaburzeniach.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wspomnianego na wstępie rodzaju, przy którym przewidywania stanowiące podstawę planowania ulegają poprawie, przez co uzyskuje się większą pewność, przy tańszym wyznaczaniu punktów rozmieszczenia otworów wiertniczych.

Rozwiązanie tego zadania, łącznie z korzystnymi wykonaniami i udoskonaleniami wynalazku, wynika z treści zastrzeżeń patentowych, dołączonych do tego opisu.

Według wynalazku przewiduje się, że otwory wiertnicze umieszcza się z uwzględnieniem tektoniki określonych stref o dużej gazonośności i wystarczającej cyrkulacji gazu, przy czym oprócz nachylenia warstw, biegu warstw i rozmiarów wygięcia zaburzeń, uwzględnia się w podstawach planowania, spowodowane przez tektoniczną energię, rozluźnienia, zagniecenia i sprężenia, jak i spowodowane tym tektoniczne przemieszczenia mas. Uwzględnia się również energię tektoniczną, redukcje energii, oraz kierunek strumienia energii. Z wynalazkiem wiąże się korzyść, że wykorzystuje się tektoniczne związki jako podstawę planowania ustalania rozmieszczenia otworów wiertniczych do wydobywania gazu ze złoża, zarówno z nadziemnych jak i podziemnych punktów danego korpusu złoża, przy czym precyzyjne dane o ukształtowaniu i zachowaniu się tektoniki poprawiająpodstawy planowania. Do planowania wydobycia gazu zostają więc wykorzystane zależności w zakresie wielkiej tektoniki, zachodzące pomiędzy wielką tektoniką i małą tektoniką, oraz pomiędzy zaburzeniami inicjującymi i wtórnymi. Uwzględnienie zależności tektomechanicznych umożliwia wcześniejsze stwierdzenie, czy np. przesunięcie znanego zaburzenia przypuszczalnie pozostanie takie same, lub czy w jednym lub drugim kierunku biegu warstwy wzrasta albo maleje.

Za pomocą sposobu według wynalazku można ustalić w korzystny sposób wielkość zmian kierunku biegu warstwy oraz jej nachylenia w rozpoznanych zaburzeniach, i wyciągnąć z tego wnioski co do zawartości gazu, jego rodzaju i cyrkulacji, tak że wskutek tego dokonuje się najlepsze rozmieszczenie punktów dla otworów wiertniczych do wydobywania gazu.

Możliwe jest ponadto poczynienie rozeznania o rozerwaniu uskoków w zależności od nachylenia warstwy górotworu, tzn. w zależności od stanu sfałdowania, i także tym kierować się przy ustalaniu punktów rozmieszczenia otworów wiertniczych. Możliwe jest również uzyskanie precyzyjnych danych o ukształtowaniu i własnościach wielkiej i małej tektoniki, wskutek czego

177 500 znacznie lepsze są podstawy planowania wydobywania gazu, a tym samym samo wydobycie gazu.

Według przykładu wykonania wynalazku w poddanym planowaniu obszarze górotworu ustala się przebieg energii fałdowania i według tego orientuje się planowanie otworów wiertniczych oraz ewentualne prowadzenie dodatkowych zabiegów rozluźniających, jak np. rozsadzanie. Ogólnie biorąc w górotworze energii fałdowania przeciwdziała przeciwciśnienie pochodzące od masy górotworu. Energia fałdowania pokonuje to przeciwciśnienie i wykonuje przy tym pracę przez tworzenie i kształtowanie tektonicznych zaburzeń, przy czym z rozpoznanego przebiegu energii fałdowania można ustalić ukształtowanie zaburzenia jako podstawę planowania rozmieszczenia otworów wiertniczych. Tak więc w poszczególnym przypadku możliwość wydobywania gazu w istotny sposób zależy od tego, czy energia fałdowania była kierowana poprzez górotwór, bez powstawania nowych struktur tektonicznych, lub czy już istniejące struktury zostały dodatkowo zmienione.

Według przykładu wykonania wynalazku przebieg energii fałdowania określa się na blokach ruchu i strefach swobodnego ruchu, i ustala się możliwość wydobycia gazu w danych obszarach. Opiera się to na tym, że energia fałdowania miejscowo przetwarzana jest tylko wtedy, gdy istnieje wolna przestrzeń, np. powierzchnia nadziemna, dla powstania struktur tektonicznych. Tak więc możliwość wydobycia zależy od istnienia strefswobodnego ruchu, którym przeciwstawne są strefy blokady ruchu. Możliwość wydobywania gazu ze stref blokady ruchu jest generalnie oceniana korzystniej niż w strefach swobodnego ruchu.

Przebiegi ruchu w górotworze jako następstwo działania energii fałdowania, powodują strefy sprężenia, zgniecenia i strefy rozluźnienia. Ponieważ strefy sprężenia powstają wtedy, gdy energia fałdowania i materiał górotworu działają na siebie silnie, więc w takich strefach możliwości ruchu ograniczone są do małych zaburzeń tektonicznych, tak, że tutaj należy umieszczać otwory wiertnicze dla wydobywania gazu tylko w ograniczonym zakresie. Ponieważ brak jest dróg cyrkulacji, więc tym bardziej konieczne są miejscowe dodatkowe zabiegi rozluźniające.

Strefy zgnieceń charakteryzują się tym, że energia fałdowania i materiał górotworu wnikają w siebie, tak, że gaz nie może odpływać poprzez zaburzenia, biorąc pod uwagę czas istnienia Ziemi. Na ogół istnieją tylko niewielkie drogi cyrkulacji, tak, że zwiększa się liczbę otworów wiertniczych i dodatkowych miejscowych zabiegów rozluźniających, tak, aby w tych obszarach ustalić użyteczne możliwości wydobywania gazu.

Natomiast przy rozchodzeniu się energii fałdowania i materiału górotworu, powstają strefy rozluźnienia, a związane z tym rozluźnienie tworzy wolne przestrzenie dla odpływania gazu, gdy w pobliżu znajdują się zaburzenia takie jak uskoki, stanowiące drogę przepływu. Takie obszary dla wydobywania gazu są dostępne w ograniczonym zakresie. Jeżeli jednak rozluźnienia znajdują się w większej odległości od zaburzeń tektonicznych wychodzących aż ponad powierzchnię ziemi, to według przykładu wykonania wynalazku, w tych miejscach korzystne jest wykonanie otworów wiertniczych dla wydobywania gazu. Istnienie stref sprężania, zgniecenia i rozluźnienia określa położone między nimi obszary, w których zachodzi tektoniczne przemieszczenie mas tym spowodowane. To przemieszczenie mas ma istotne znaczenie pod względem oczekiwanej małej tektoniki, a tym samym dla możliwej drogi cyrkulacji gazu. Dlatego też w jednym z przykładów wykonania wynalazku proponuje się dla korzystnego ustalenia punktów rozmieszczenia otworów wiertniczych, dobieranie otworów przemieszczenia mas w pobliżu zgniecenia lub sprężenia, gdyż tutaj gaz znajduje się w pobliżu, oraz istnieją drogi cyrkulacji.

Przy zmianach przemieszczeń na uskokach powstają rozluźnienia w obszarach o mniejszych przemieszczeniach i sprężenia w obszarach o większych przemieszczeniach. Wyrównanie pomiędzy rozluźnieniami i sprężeniami dokonuje się przez przemieszczenie mas, przy których gaz może przepływać do uskoków w obszarze rozluźnień. W obszarach o większym przesunięciu w uskokach, górotwór jest ściskany i gaz nie może tam odpływać. Mimo to istnieją tam w górotworze drogi cyrkulacyjne dla gazu, tak, że zgodnie z tym, wedługjednego z przykładów wykonania możliwości wydobywania gazu są lepsze. W obszarach wylotowych uskoków ograniczonych masywem powstają rozluźnienia, i gaz może tam odpływać do uskoków, tak, że możliwości lep6

177 500 szego wydobywania gazu powstają dopiero w większej odległości od uskoku. Złoża sedymentacyjne, zwłaszcza złoże węgla kamiennego charakteryzuje się tektoniką wielopoziomową, przy której w kierunku głębi następują nasunięcia, które przebiegają mniej lub więcej prostopadle względem uskoków. Gdy zostanie stwierdzone faliste położenie zawierające lub nie zawierające małe tektoniczne przesunięcie i/lub nasunięcia, względnie stwierdzone zostaną takie przesunięcia i/lub nasunięcia bezfalistego położenia, przy czym zwisające obszary nie są zaburzone lub powyżej nie ma do dyspozycji żadnego rozpoznania, to wtedy do głębi ciągną się większe nasunięcia. W tym przypadku w obszarze wylotowym nasunięć powstaje równoległe względem warstwy przesunięcie, które zamazuje szczeliny i prowadzi do gromadzenia dużej ilości gazu. W tym przypadku, takie obszary, według przykładu wykonania wynalazku, nadają się do usytuowania na nich otworów wiertniczych. Jeżeli w tym samym miejscu zaprojektowane są przesunięcia warstw i rozluźnienia, to istnieje tu gaz i drogi cyrkulacji gazu, tak jak w obszarze wylotowym uskoków i tam, gdzie na uskokach, na skutek zmiany biegu warstwy, istniejąrozluźnienia. Również te obszary nadają się do rozmieszczenia otworów wiertniczych.

Zmiany kierunku biegu warstw w nasunięciach powodują efekt pługa odśnieżnego oraz efekt leja, przy czym ten pierwszy wiąże się z rozluźnieniami, a drugi ze zgnieceniami. Jeżeli efekty pługa odśnieżnego i przesunięcie warstwy znajdują się w tym samym obszarze, to zawartość gazu jest szczególnie duża i istniejądrogi cyrkulacji dla gazu, tak, że w takich obszarach korzystnie rozmieszcza się otwory wiertnicze do wydobywania gazu. Obszar ten ulega powiększeniu jeżeli w odstępie mniejszym od 900 m na uskoku ograniczonym masywem, znajduje się zgniecenie lub sprężenie. W takim przypadku otwory do wydobywania gazu umieszcza się równolegle do nasunięcia, gdyż istniejąpowierzchnie ścinające, które rozciągająsię pod kątem około 30 gonów. Podobnie jest również, gdy efekty pługu odśnieżnego i leja znajdują się w odstępach mniejszych niż 900 m.

Przesunięcia warstw powstają również przy zmianach rozmiaru nasunięcia w nasunięciach, oraz w obszarach wylotowych nasunięć skierowanych do dołu, i tam właśnie znajdują się obszary rozluźnione, które ułatwiają korzystne usytuowanie otworów do wydobywania gazu.

Tektonika wielopoziomowa odnosi się nie tylko do występowania nasunięć, lecz obowiązuje ona również przy strukturach siodłowych i wypukłych osiach przegięcia. Podczas gdy w górnych obszarach panują z reguły warunki niezaburzone, to pod nimi, w obszarach siodłowych i w wypukłych osiach przegięcia następują nasunięcia, a pod tym przesunięcia. Nasunięcia wiążą się z przesunięciami warstwy i zamazujapowierzchnie zaburzenia, jednakże pod nimi zawartość gazu jest duża. Przesunięcia, w obszarach siodłowych i wygiętych osiach przegięcia, posiadają rozluźnienia w siodle i tam gaz może cyrkulować. Z tych powodów otwory wiertnicze do wydobywania gazu koncentrują się w obszarach siodłowych i wypukłych osiach przegięcia, pomiędzy strefami nasunięcia i przesunięcia, zgodnie zjednym z przykładów wynalazku, przy czym obszary gazonośne sięgają bezpośrednio aż do uskoków ograniczonych masywem, jeżeli istnieją tam zgniecenia i sprężenia.

Górotwór z reguły, w określonych odstępach, podzielony jest na położone obok siebie pasma, w postaci większych równoległych stref przesunięcia lub przesunięć. Przy tym w przesunięciach miało miejsce mniej lub bardziej poziome przemieszczenie masy. To przesunięcie masy zderza się z sąsiednim masywem, wskutek tego powstajątam sprężenia o dużej zawartości gazu.

Jednocześnie wskutek przemieszczenia masy na przesunięciach z tyłu powstaje ssanie, które na uskokach ograniczonych masywem powoduje rozluźnienia. Gaz w geologicznych wymiarach czasu może stąd ujść tak, że zawartość gazu w tych obszarach jest mniejsza. W uzupełnieniu dochodzi jeszcze to, że w obszarze przesunięcia, pionowe przesunięcie na uskokach często ma wartości minimalne. Rozluźnienia powstające przy staczaniu górotworu po powierzchniach uskoku, wykazują nacięcia, które mogą służyć do cyrkulacji gazu. Dlatego też, według jednego z przykładów wykonania wynalazku, otwory do wydobywania gazu sytuowane są przede wszystkim w obszarach, w których występuje przemieszczenie masy przy przesunięciach na sąsiadujące masywy. W tych przypadkach same przesunięcia omija się, gdyż w ich obszarze gaz miejscowo już odpłynął Jeżeli w przesunięciach lub strefach przesunięć doszło do przeciwstaw177 500 nych ruchów, to górotwór został zmylonityzowany i zamazany, tak, że w tych przypadkach zawartość gazu jest bardzo duża, przy czymjednocześnie możliwości cyrkulacji gazu są ograniczone. W takim przypadku otwory do wydobywania gazu kieruje się w stronę stref przesunięcia, a górotwór wokół otworów rozluźnia się miejscowo, np. przez wysadzanie rozluźniające w obszarze dwusiecznej kąta zawartego pomiędzy kierunkami biegu warstwy uskoków i nasunięć, uskoków i przesunięć, nasunięć i przesunięć i dwusiecznej masywu. Zaliczają się tu również ustalone obszary dużych przesunięć.

Jeżeli strefy rozluźnienia oddalone są od siebie o odstęp mniejszy od 600 m i gdy rozluźnienia wywołane są przez działanie uskoków, to dochodzi wprawdzie do przeciwstawnych ruchów na powierzchniach ścinających, jednakże gaz, w geologicznych wymiarach czasu, odpłynął stąd, i z tego powodu otworów wiertniczych tu się nie umieszcza.

Gdy natomiast przesunięcia natrafiają na nasunięcia, to zwłaszcza pod nasunięciami z reguły zawartość gazu jest duża, przy czym jednak nie ma tu dróg cyrkulacji dla gazu. Z tego powodu, według jednego z przykładów wykonania wynalazku, przede wszystkim w takich obszarach umieszcza się otwory do wydobywania gazu.

W obszarach wylotowych nasunięć i przesunięć krzyżują się powierzchnie ścinające, spowodowane przemieszczeniem się mas górotworu. Powierzchnie ścinania krzyżują się również, gdy dwusieczne kątów krzyżują się z powierzchniami ścinania, spowodowanymi przez wybieg nasunięć i przesunięć. Ponadto, nacięcia krzyżują się, gdy krzyżują się większe przesunięcia. Gdy rozluźnienia położone są przy uskokach w odstępie większym niż 400 m, przy wybiegającym nasunięciu, oraz w odstępie większym niż 1000 m, przy wybiegającym przesunięciu, to otwory do wydobywania gazu sytuuje się korzystnie w obszarach skrzyżowania. Miejscowe zabiegi rozluźniające wokół otworów są w tym przypadku ograniczone. Jeżeli jednak w tym samym miejscu istnieją równoległe przesunięcia warstw, to miejscowe zabiegi rozluźniające ulegają nasileniu.

Jeżeli przesunięcia warstw przebiegająw dwóch kierunkach, jak np. w warstwach nakładowych uskoków, które wgłąb zmieniają swój upad, a w tym samym miejscu występują nasunięcia, których rozmiar nasunięcia się zmienia, to zawartość gazu w tych obszarach jest szczególnie duża, przy czym jednak drogi cyrkulacji gazu istnieją w mniejszym stopniu. Tak więc jeden z przykładów wykonania wynalazku proponuje, aby otwory do wydobywania gazu sytuować w tych obszarach z jednoczesnym intensywniejszym stosowaniem miejscowych środków rozluźniających. Odnosi się to szczególnie do obszarów położonych pod nasunięciami.

Przesunięcia warstw w dwóch kierunkach powstająrównież przy nachyleniach linii niecki i siodła, oraz przy zmianach rozmiaru nasunięcia w nasunięciach, w odstępie od nasunięcia mniejszym od 400 m.

Podział górotworu, w określonych odstępach, przez większe, prawie równoległe strefy przesunięcia lub przez przesunięcia, na położone obok siebie pasma, daje podstawy do spodziewania się obszarów gazonośnych, a tym samym do usytuowania korzystnie położonych otworów do wydobywania gazu w rozległych złożach węgla kamiennego o dużej objętości. Są to więc złoża węgla kamiennego, w których górnicze rozpoznanie nie zostało dokonane, względnie w miejscach daleko od siebie odległych, albo też dla których to złóż wykonane zostały tylko nieliczne otwory badawcze i/lub próbne badania sejsmiczne.

Strefy przesunięcia lub przesunięcia w kierunku biegu warstwy są wykrywalne na dużych odległościach. Przy tym w wielu przypadkach, przesunięcia na określonych dystansach nie istniejąjako takie, względnie istnieją w postaci małej lub najmniejszej tektoniki. Zawsze należy się przy tym liczyć, że istnieje tektonika towarzysząca, i że rozpoznanajest ona tam, gdzie rozpoznane są większe przesunięcia.

Podział górotworu w określonych odstępach, przez większe, prawie równoległe strefy przesunięcia lub przez przesunięcia, które biegnąna dużych odległościach w postaci położonych obok siebie pasm, stwarza wielkoprzestrzenną możliwość ustalenia rastra zaburzeń, które można ustalić również w mniej znanych złożach. Tak więc odstęp pomiędzy dużymi „głównymi przesunięciami” biegnącymi ze wschodu na zachód, które mogą być położone w sposób ukryty, wynosi

177 500

5,2 km. Wśród tego w odstępie 1,1 do 1,5, po zredukowaniu energii fałdowania, znajdująsię następne strefy przesunięcia lub przesunięcia.

Podział górotworu w określonych odstępach, przez większe, prawie równoległe strefy przesunięcia lub przesunięcia, ma wpływ na energię fałdowania i przeciwciśnienie. Energia fałdowania i przeciwciśnienie są odchylane od przesunięć. Ponieważ energia ta doprowadzana jest do górotworu na szerszym froncie, więc z położonymi obok siebie odchyleniami energii wiąże się dodawanie się energii, a także przeciwciśnienia, i tworzenie się coraz większych wartości. Wskutek tego kształtowanie się innych tektonicznych zaburzeń jest zależne od przyczynowych zależności. Dlatego też uskoki w obszarach większych strefprzesunięcia i przesunięć mają z reguły mniejsze przesunięcie pionowe, lub mają wylot, idąc z obu stron, w obszarach sąsiadujących z przesunięciami, względnie osiadają ponownie. Zmienia się również kierunek biegu uskoku.

To samo odnosi się do nasunięć. Na podstawie tych zależności w procesie tektonicznym, pomiędzy strefami przesunięcia należy się liczyć z uskokami o większych przemieszczeniach. Materiał górotworu jest tu silniej do siebie doprowadzony, tak, że w takich strefach możliwości ruchu przy zaburzeniach w górotworze o małej tektonice, są ograniczone. Ponieważ brak jest dróg cyrkulacji, konieczne są więc dodatkowe, miejscowe zabiegi rozluźniające.

W obszarze większych stref przesunięcia, które jako takie nie istniejąna określonych dystansach, tam, gdzie mają ujście uskoki, znajj^ty^się rozluźnienia, które tworzą swobodne przestrzenie dla odpływu gazu. Tego rodzaju obszary, które leżąjeden za drugim w linii prostej lub na wielkoprzestrzennych łukach, są w bardzo ograniczonym zakresie dostępne dla wydobywania gazu.

Jeżeli uskoki znane są punktowo pomiędzy dwoma sąsiednimi strefami przesunięcia, to z kierunku biegu stref przesunięcia i z uskoków, można określić położenie przewidywanych rozluźnień, na dużych odległościach.

Według jednego z przykładów wykonania wynalazku, otwory wiertnicze do wydobywania gazu sytuuje się korzystnie pośrodku, lub w odstępie większym niż 400 m, od miejsc wylotu uskoków, albo miejsc przecięcia uskoków ze strefami przesunięcia, i odchyla się je prostopadle względem stref przesunięcia. Jeżeli okaże się, że kierunek biegu uskoków przez przesunięciajest odchylony na skutek procesów tektomechanicznych, wtedy w odstępie do 600 m od wielkoprzestrzennych przesunięć powstają zgniecenia i strefy rozluźnienia, jako skutek ruchu górotworu w uskokach. Jeżeli również tu znane sąuskoki pomiędzy dwoma sąsiednimi strefami przesunięcia, to z kierunków biegu stref przesunięcia i z uskoków, można określić położenie stref na dużych odległościach.

Celowe jest określenie, czy jakaś z tych stref nie jest dodatkowo zgnieciona przez przesunięcia masy na przesunięciach, i stwierdzenie możliwości wydobywania gazu we wszystkich takich obszarach. Ma to uzasadnienie w tym, iż wiadomo, że w strefach zgniecionych gaz, w geologicznych okresach czasu, nie mógł odpłynąć. Ponieważ istni^j^tylko niewielkie drogi cyrkulacji, więc liczba otworów musi być zwiększona, a miejscowe, dodatkowe środki rozluźniające muszą być także zwiększone, jeżeli w tych obszarach chce się uzyskać użyteczne możliwości wydobywania gazu.

Według jednego z przykładów wykonania wynalazku, w strefach rozluźnienia, które zostały zgniecione przez przemieszczenie masy w przesunięciach, umieszczone są korzystnie otwory wiertnicze. Wskutek zgniecenia gaz nie mógł tu odpłynąć. Mimo tego istnieją drogi cyrkulacji dla gazu, tak, że możliwości wydobywania gazu są tu lepsze.

W obszarze nasunięć, kształtowanie się wielkoprzestrzennych przesunięć jest utrudnione przez proces tektomechaniczny, jednakże mimo tego, można oczekiwać rozcięć w kierunku biegu wielkoprzestrzennych przesunięć. Również uskoki, w obszarze większych strefprzesunięcia i przesunięć, mająmniejsze pionowe przesunięcie, i mająwylot z obu stron, względnie biegną ponownie. Jednocześnie strefy przesunięcia mają wpływ na kierunek biegu nasunięć. Często nasunięcia wybiegają ze strefprzesunięcia. Wskutek tego, po procesie tektomechanicznym, powstają efekty pługu odśnieżnego i leja z rozcięciami, rozluźnieniami i zgnieceniami, których następstwa

177 500 dla wydobywania gazu były już wyjaśnione. Według wynalazku punkty przecinania się stref przesunięcia i nasunięć dają się ustalić na dużych odległościach, jeżeli tylko istnieją punktowe rozeznania złoża. Wskutek tego można ustalić precyzyjne dane do korzystnego usytuowania punktów rozmieszczenia otworów wiertniczych i ich korzystnego odchylania.

Niniejsze zależności przyczynowe, dla wydobywania gazu w rozległych i wielkoprzestrzennych częściach złoża są o tyle interesujące, że również w obszarach, które są mniej rozpoznane przez wiercenia i/lub badania sejsmiczne, można wyciągnąć wnioski co do zawartości gazu, jego składu i cyrkulacji, tak, że również w tych obszarach można usytuować punkty rozmieszczenia otworów wiertniczych służących do wydobywania gazu. Podstawy do planowania wydobycia gazu, a więc i samo wydobywanie gazu ulegają wyraźnej poprawie.

Z podziału górotworu, w określonych odstępach, przez większe, prawie równoległe strefy przesunięcia lub przesunięcia, które biegną na większych odległościach w położonych obok siebie pasmach, zachodzi możliwość ustalenia tych stref. Przyczynowa zależność pomiędzy energią fałdowania lub energią tektoniczną i jej redukcją z gazonośnością, w połączeniu z geometrią złoża, daje wskazówki dla dużych odległości co do rozluźnień, rozłamów, zgnieceń, przesunięć materiału w górotworze, oraz o rozcięciach i krzyżujących się rozcięciach, których miejscowe skutki dla wydobywania gazu i dla technicznych rozwiązań zostały powyżej wyjaśnione.

Gaz kopalniany zbiera się często poniżej skał przykrywających. Ale również w związku z tym tektonika ma wpływ, w zależności od procesów tektomechanicznych, na gazonośność i na powodzenie w wydobywaniu gazu. Ponieważ duże uskoki często przebiegają w skałach przykrywających aż do powierzchni ziemi, powstajątu możliwości wypływania gazu z górotworu na powierzchnię ziemi. Dlatego też rozluźnienia, zgniecenia, sprężenia i rozcięcia w górotworze, w obszarze poniżej skał przykrywających, są tak samo podstawą do tektonicznego układu, względnie przeprowadzania wydobywania gazu, jak i w głębszych obszarach.

Dla wykonywania wynalazku nie ma znaczenia, czy otwory wiertnicze do wydobywania gazu ze złoża sytuuje się nad ziemią czy pod ziemią.

Według jednego z przykładów wykonania wynalazku podstawy planowania poprawia się przez uwzględnienie ustalonych w rzeczywistości zawartości gazu, jego składu i wyników zgazowania, w postaci zaprojektowania tektoniki, i to przy uwzględnieniu wyników z przeprowadzeniem zabiegów rozluźniających, i bez tych zabiegów. W szczególności ustalone zawartości gazu, jego składu i dopływu, oraz ich różnice, dają dane o zachowaniu się tektoniki, tak, że również z tego można sporządzić najlepszy układ punktów rozmieszczenia otworów wiertniczych, służących do wydobywania gazu.

Cechy przedmiotu wynalazku ujawnione w niniejszym opisie i w zastrzeżeniach patentowych, sąistotne zarówno osobno jak i w dowolnych ze sobą kombinacjach dla wykonania wynalazku, w jego różnych postaciach wykonania.

Claims (22)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób optymalnego wydobywania gazu z rozległego i górniczo wcale lub mało rozpoznanego złoża węgla kamiennego, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się z uwzględnieniem tektoniki określonych stref o spodziewanej dużej gazonośności i wystarczającej cyrkulacji gazu, przy czym jako podstawę planowania rozmieszczenia oprócz nachylenia warstw, biegu i rozmiaru pionowego przesunięcia zaburzeń, uwzględnia się rozluźniania spowodowane energią tektoniczną oraz zgniecenia, sprężenia i wywołane tym tektoniczne przemieszczenia masy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że określa się przebieg energii fałdowania przy blokadach ruchu i strefach swobodnego ruchu i ustala się spodziewaną gazonośność badanych części złoża.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w większym odstępie od stref rozluźnienia zaburzeń tektonicznych, wychodzących na powierzchnię ziemi.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach przemieszczenia masy w pobliżu zgniecenia lub sprężenia.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach sprężeń położonych przy uskokach o dużym rozmiarze przesunięcia pionowego.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach wylotowych nasunięć z przesunięciem warstwy.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarze rozluźnień istniejących przy nasunięciach ze zmianą kierunku biegu warstwy.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarze efektu pługu odśnieżnego nakładającego się z przesunięciem warstwy, w nasunięciach ze zmianą kierunku biegu warstwy;
9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się przy zgnieceniach lub sprężeniach, znajdujących się w odstępie mniejszym niż 900 m od uskoku ograniczonego masywem, w przebiegu równoległym do nasunięcia.
10. 10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarze nasunięcia, w odstępie mniejszym niż 9θ0 m od efektów pługu odśnieżnego i lejowego, w przebiegu równoległym do nasunięcia.
11. 11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach siodłowych o wypukłych osiach wygięcia, oraz pomiędzy strefami nasunięcia i strefami przesunięcia.
12. 12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach, w których uwarunkowane tektonicznie przemieszczenie masy przy przesunięciach, natrafia na sąsiadujący masyw.
13. 13. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach zderzenia się ze sobą przesunięć i nasunięć.
14. 14. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach krzyżowania się wybiegających nasunięć i wybiegających przesunięć.
15. 15. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w obszarach przesunięcia warstwy, występującego w dwóch kierunkach.
16. 16. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się pośrodku, pomiędzy dwoma strefami przesunięcia.

    ΙΊΊ 500
17. 17. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w odstępie większym niż 400 m od miejsc przecinania się uskoków ze strefami przesunięcia.
18. 18. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w strefach rozluźnień, które przez przemieszczenie masy przyciśnięte są do stref przesunięcia.
19. 19. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze rozmieszcza się w strefach rozluźnienia w uskokach, w obszarach stref przesunięcia i zmian.
20. 20. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że otwory wiertnicze koncentruje się na obszarach znajdujących się poniżej skał przykrywających.
21. 21. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że z wykonanych już otworów wiertniczych w zależności od tektoniki, prowadzi się dodatkowe zabiegi rozluźniające.
22. 22. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przy projektowaniu tektoniki uwzględnia się ustalone zawartości gazu, składniki gazu i wyniki zgazowania, otrzymane przy zastosowaniu środków rozluźniających i bez tych środków.

    Wynalazek dotyczy sposobu ustalania punktów odniesienia dla otworów wiertniczych do wydobywania gazu ze złoża węgla kamiennego poddanego działaniu tektonicznemu, a górniczo wcale lub mało rozpoznanego, przy czym otwory wykonuje się zarówno z powierzchni ziemi jak i z podziemnych kopalni.