RU2256079C1 - Method for extracting methane from coal bed - Google Patents
Method for extracting methane from coal bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2256079C1 RU2256079C1 RU2004110327/03A RU2004110327A RU2256079C1 RU 2256079 C1 RU2256079 C1 RU 2256079C1 RU 2004110327/03 A RU2004110327/03 A RU 2004110327/03A RU 2004110327 A RU2004110327 A RU 2004110327A RU 2256079 C1 RU2256079 C1 RU 2256079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methane
- coal seam
- well
- extracting
- extraction
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к геотехнологическим способам добычи полезных ископаемых, в частности к извлечению метана из угольных пластов.The invention relates to geotechnological methods of mining, in particular to the extraction of methane from coal seams.
Известен способ добычи угольного метана из неразгруженных пластов (патент РФ №2211323, МПК Е 21 В 43/26). Сущность изобретения заключается в бурении добычных скважин, создании зоны добычи угольного метана инициирующими скважинами с формированием полостей и трещин гидроразрыва путем нагнетания жидкости под давлением в породы почвы пласта, присоединении инициирующей скважины, полостей и трещин гидроразрыва, составляющих гидродинамическую систему, к пульсирующим гидродинамическим источникам и вибровоздействии путем нагнетания в соответствующую гидродинамическую систему рабочей жидкости в пульсирующем режиме. Добычные скважины бурят вертикально за контуром зоны добычи угольного метана и вскрывают эту зону горизонтальными участками добычных скважин. Полости создают в инициирующих скважинах, а формирование трещин гидроразрыва осуществляют нагнетанием в полости жидкости под давлением на расстоянии (0,5-1)m, где m - мощность пласта, соответственно выше кровли и ниже почвы пласта. Гидродинамические системы герметизируют независимо друг от друга, причем вибровоздействие осуществляют с совпадением по величине амплитуды, частоты и фазы вибровоздействия в гидродинамических системах. Недостатком данного способа является низкая скорость газоотдачи угольного пласта, ограниченная приемистостью горизонтального ствола скважины.A known method for the extraction of coal methane from unloaded formations (RF patent No. 2211323, IPC E 21 B 43/26). The essence of the invention consists in drilling production wells, creating a coal methane production zone by initiating wells with the formation of cavities and hydraulic fractures by injecting fluid under pressure into the soil of the formation, connecting the initiating well, cavities and hydraulic fractures that make up the hydrodynamic system to pulsating hydrodynamic sources and vibration by injecting the working fluid in a pulsed mode into the corresponding hydrodynamic system. Production wells are drilled vertically beyond the contour of the coal methane production zone and open this zone with horizontal sections of production wells. The cavities are created in the initiating wells, and the formation of hydraulic fractures is carried out by injection in the fluid cavity under pressure at a distance of (0.5-1) m, where m is the thickness of the formation, respectively, above the roof and below the soil of the formation. Hydrodynamic systems are sealed independently of each other, and vibration exposure is carried out with the same magnitude, frequency and phase of vibration exposure in hydrodynamic systems. The disadvantage of this method is the low rate of gas recovery of the coal seam, limited by the throttle response of the horizontal wellbore.
Известен способ извлечения метана из угольного пласта, принятый за прототип (патент РФ №2121062, МПК E 21 F 7/00). Способ включает вскрытие пласта скважиной, обсадку ее трубами, тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны и производство гидрорасчленения с формированием системы трещин. Далее обеспечивают режим самоистечения метана из пласта и осуществляют его извлечение. После прекращения самоистечения метана в угольный пласт закачивают вещество с большей, чем у метана, сорбционной емкостью, например углекислый газ, в объеме, определяемом из математического выражения, учитывающего длину раскрытых при гидрорасчленении трещин, мощность пласта, фильтрующую пористость пласта, температуру закачиваемого вещества, давление последнего и начальную температуру пласта, выдерживают это вещество в пласте до прекращения процесса десорбции метана из угля, после чего метан выводят через одну из скважин. Недостатком данного способа является высокая стоимость используемых реагентов и сложность отделения на поверхности метана от углекислого газа.A known method of extracting methane from a coal seam, adopted as a prototype (RF patent No. 2121062, IPC E 21 F 7/00). The method includes opening a formation by a borehole, casing it with pipes, grouting the annulus, perforating the casing and producing hydraulic separation with the formation of a system of cracks. Next, provide a mode of self-flow of methane from the reservoir and carry out its extraction. After the cessation of methane self-exhaustion, a substance with a sorption capacity, such as carbon dioxide, is pumped into a coal seam, in a volume determined from a mathematical expression that takes into account the length of the cracks uncovered during hydraulic decomposition, the thickness of the reservoir, the filtering porosity of the formation, the temperature of the injected substance, pressure the latter and the initial temperature of the formation, this substance is kept in the formation until the process of desorption of methane from coal ceases, after which methane is removed through one of the wells. The disadvantage of this method is the high cost of the reagents used and the difficulty of separating methane from carbon dioxide on the surface.
Техническим результатом изобретения является снижение стоимости используемых реагентов за счет использования отходов нефтеперерабатывающих производств и упрощение отделения метана от сорбирующего вещества.The technical result of the invention is to reduce the cost of reagents used through the use of waste oil refining and simplifying the separation of methane from the sorbent substance.
Технический результат достигается тем, что в способе извлечения метана из угольного пласта, включающем бурение направленных скважин с поверхности, отбор свободного метана, нагнетание в пласт вещества с большей, чем у метана, сорбционной емкостью, с последующим извлечением из него метана, согласно изобретению создают замкнутую циркуляционную систему, образованную нагнетательной и добычной скважинами направленного бурения с перфорированными по длине горизонтальными стволами, фильтрационными каналами, образованными направленным радиальным гидроразрывом пласта, причем горизонтальный ствол нагнетательной скважины расположен выше горизонтального ствола добычной скважины, затем в угольный пласт закачивают широкую фракцию легких углеводородов, отбор которой с сорбированным метаном осуществляют по добычной скважине, далее по наземному трубопроводу добычной скважины на станцию сепарации для отделения метана от широкой фракции легких углеводородов, которую направляют через нагнетательную скважину в угольный пласт.The technical result is achieved by the fact that in a method for extracting methane from a coal seam, including drilling directed wells from the surface, taking free methane, injecting into the formation a substance with a sorption capacity greater than that of methane, followed by extraction of methane from it, according to the invention, create a closed circulation system formed by injection and production wells of directional drilling with horizontal shafts perforated along the length, filtration channels formed by directional hydraulic fracturing, and the horizontal well of the injection well is located above the horizontal well of the production well, then a wide fraction of light hydrocarbons is pumped into the coal seam, which are sorbed with methane through the production well, then through the surface pipeline of the production well to the separation station to separate methane from the wide fractions of light hydrocarbons, which are directed through an injection well into a coal seam.
Способ характеризуется также тем, что в качестве сорбирующего вещества используют соляровый дистиллят или керосин.The method is also characterized by the fact that as a sorbent substance use a solar distillate or kerosene.
Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит снизить стоимость используемых реагентов и упростить разделение метана и сорбирующего вещества.The application of the proposed method in comparison with the prototype will reduce the cost of the reagents used and simplify the separation of methane and sorbent substances.
Способ извлечения метана из угольного пласта поясняется чертежом, гдеThe method of extracting methane from a coal seam is illustrated in the drawing, where
1 - угольный пласт;1 - coal seam;
2 - нагнетательная скважина;2 - injection well;
3 - добычная скважина;3 - production well;
4 - фильтрационные каналы;4 - filtration channels;
5 - наземный трубопровод добычной скважины;5 - land pipeline production wells;
6 - наземный трубопровод нагнетательной скважины;6 - land pipeline injection wells;
7 - станция сепарации;7 - separation station;
8 - насосная станция;8 - pumping station;
9 - трубопровод для добытого газа.9 - pipeline for produced gas.
Большинство углей являются естественными сорбентами. Газ в угольных пластах существует как в свободном, так и в связном состояниях, которые находятся в постоянном динамическом равновесии между собой. На больших глубинах основная масса газа, содержащаяся в угле, находится в сорбированном состоянии. При медленном разрушении угля даже при высоком давлении газ остается запертым в порах угля и его энергия расходуется на процесс медленной фильтрации. Поэтому газодинамические свойства пласта зависят от степени его нарушенности. Закономерности и особенности проявления газодинамики показывают, что механизм формирования газового коллектора в угольном пласте возможен на участках геологических нарушений техногенными процессами формирования зоны разгрузки и кинетики десорбции метана.Most coals are natural sorbents. Gas in coal seams exists both in free and in bound states, which are in constant dynamic equilibrium with each other. At great depths, the bulk of the gas contained in coal is in a sorbed state. With the slow destruction of coal, even at high pressure, the gas remains trapped in the pores of the coal and its energy is spent on the process of slow filtration. Therefore, the gas-dynamic properties of the formation depend on the degree of disturbance. The laws and features of the manifestation of gas dynamics show that the mechanism of formation of a gas reservoir in a coal seam is possible in areas of geological disturbances by technogenic processes of formation of a discharge zone and the kinetics of methane desorption.
Способ извлечения метана из угольного пласта 1 осуществляется следующим образом. Угольный пласт 1 вскрывают скважинами направленного бурения - нагнетательной 2 и добычной 3. Горизонтальные стволы скважин 2 и 3 перфорируют по длине. Направленным радиальным гидроразрывом жидкостью на основе широкой фракции легких углеводородов создают фильтрационные каналы 4 и отбирают по добычной скважине 3 свободный газ. Затем в угольный пласт 1 с помощью насосной станции 8 через наземный трубопровод 6 нагнетательной скважины подают по нагнетательной скважине 2 вещество с большей, чем у метана, сорбционной способностью - широкую фракцию легких жидких углеводородов, например соляровый дистиллят или керосин. Проходя по естественным трещинам и порам угольного пласта 1, а в основном по созданным фильтрационным каналам 4, широкая фракция легких углеводородов будет сорбировать метан из угля. При формировании газовых коллекторов на глубинах до 2000 м кинетика десорбции метана позволяет растворять в одной части широкой фракции легких углеводородов до 1000 частей метана. Десорбционные свойства обусловлены гидрофобизацией поверхности угля и способствуют разрушению химических связей молекул углерода с молекулами метана. Вещество, насыщенное метаном, вытесняют по добычной скважине 4, далее по наземному трубопроводу 5 добычной скважины подают на станцию 7 сепарации, в которой метан отделяют от широкой фракции легких углеводородов. Затем газ по трубопроводу 9 для добытого газа отправляют потребителю, широкую фракцию легких углеводородов подают в угольный пласт 1 для насыщения. По мере отработки запасов метана в угольном пласте 1 в работу включаются скважины, расположенные радиально относительно нагнетательной скважины. Для снижения стоимости добываемого газа путем снижения объемов бурения дополнительных скважин возможно использование пучка радиально направленных горизонтальных стволов из одной вертикальной нагнетательной скважины. Рекомендуется располагать горизонтальные стволы нагнетательных скважин 2 ниже горизонтальных стволов добычных скважин 3 для обеспечения наиболее эффективной фильтрации реарентов и сорбции метана.The method of extraction of methane from the coal seam 1 is as follows. The coal seam 1 is opened with directional drilling wells - injection 2 and production 3. Horizontal wells 2 and 3 are perforated along the length. Directed by radial hydraulic fracturing based on a wide fraction of light hydrocarbons, filter channels 4 are created and free gas is taken from the production well 3. Then, into the coal seam 1, using a pumping station 8, a substance with a sorption capacity greater than that of methane, a wide fraction of light liquid hydrocarbons, for example, solar distillate or kerosene, is fed through injection well 2 through an overland pipeline 6 of the injection well. Passing through natural cracks and pores of coal seam 1, and mainly through created filtration channels 4, a wide fraction of light hydrocarbons will adsorb methane from coal. When gas reservoirs are formed at depths up to 2000 m, the kinetics of methane desorption allows dissolving up to 1000 parts of methane in one part of a wide fraction of light hydrocarbons. The desorption properties are due to hydrophobization of the coal surface and contribute to the destruction of chemical bonds of carbon molecules with methane molecules. A substance saturated with methane is displaced through a production well 4, then, via a surface pipeline 5 of a production well, it is fed to a separation station 7, in which methane is separated from a wide fraction of light hydrocarbons. Then the gas is sent to the consumer via the pipeline 9 for the produced gas, a wide fraction of light hydrocarbons is fed into the coal seam 1 for saturation. With the development of methane reserves in the coal seam 1, wells located radially relative to the injection well are included in the operation. To reduce the cost of produced gas by reducing the volume of drilling additional wells, it is possible to use a beam of radially directed horizontal shafts from one vertical injection well. It is recommended to place the horizontal shafts of injection wells 2 below the horizontal shafts of production wells 3 to ensure the most effective filtration of rears and sorption of methane.
Применение данного способа извлечения метана из угольного пласта обеспечивает следующие преимущества:The use of this method for the extraction of methane from a coal seam provides the following advantages:
- снижение стоимости используемых реагентов за счет использования отходов нефтеперерабатывающих производств;- reduction in the cost of reagents used due to the use of refinery waste;
- упрощение отделения метана от сорбирующего вещества;- simplification of the separation of methane from the sorbent substance;
- повышение извлечения метана из угольного пласта;- increase the extraction of methane from the coal seam;
- снижение техногенной нагрузки на окружающую среду за счет создания замкнутой циркуляционной системы.- reduction of anthropogenic pressure on the environment due to the creation of a closed circulation system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110327/03A RU2256079C1 (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Method for extracting methane from coal bed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110327/03A RU2256079C1 (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Method for extracting methane from coal bed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2256079C1 true RU2256079C1 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004110327/03A RU2256079C1 (en) | 2004-04-05 | 2004-04-05 | Method for extracting methane from coal bed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2256079C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100412314C (en) * | 2006-07-27 | 2008-08-20 | 山东省煤田地质局第二勘探队 | Process for gas collection by a well with one mouth and multiple branches drilled along coal layer |
CN102251798A (en) * | 2011-06-30 | 2011-11-23 | 中煤科工集团西安研究院 | Hole distribution method for long-acting extraction of ground coal bed gas |
CN102251799A (en) * | 2011-06-30 | 2011-11-23 | 中煤科工集团西安研究院 | Method for selecting high-level gas drainage horizon in coal mine |
CN102635394A (en) * | 2012-05-09 | 2012-08-15 | 中国矿业大学 | Gas, water and coal separation device of coal-mine gas spray hole |
CN102777205A (en) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 安徽省煤田地质局第一勘探队 | Method for determining spatial position of horizontal well for gas drainage in worked-out area |
CN104790918A (en) * | 2015-05-05 | 2015-07-22 | 中国矿业大学 | Method for achieving ground coal bed gas production through cluster well and horizontal well under complex terrain condition |
CN104806285A (en) * | 2015-03-25 | 2015-07-29 | 宁夏煤炭勘察工程公司 | Coal mine goaf gas control method based on ground horizontal well |
CN110147638A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 东北石油大学 | Coal seam pulsation pressure break fracture initiation and extending pressure prediction technique |
CN114704227A (en) * | 2022-04-08 | 2022-07-05 | 贵州省油气勘查开发工程研究院 | Gas pressure cracking mining method for primary coal and tectonic coal composite coal seam |
-
2004
- 2004-04-05 RU RU2004110327/03A patent/RU2256079C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100412314C (en) * | 2006-07-27 | 2008-08-20 | 山东省煤田地质局第二勘探队 | Process for gas collection by a well with one mouth and multiple branches drilled along coal layer |
CN102251798A (en) * | 2011-06-30 | 2011-11-23 | 中煤科工集团西安研究院 | Hole distribution method for long-acting extraction of ground coal bed gas |
CN102251799A (en) * | 2011-06-30 | 2011-11-23 | 中煤科工集团西安研究院 | Method for selecting high-level gas drainage horizon in coal mine |
CN102635394B (en) * | 2012-05-09 | 2013-12-18 | 中国矿业大学 | Gas, water and coal separation device of coal-mine gas spray hole |
CN102635394A (en) * | 2012-05-09 | 2012-08-15 | 中国矿业大学 | Gas, water and coal separation device of coal-mine gas spray hole |
CN102777205B (en) * | 2012-08-10 | 2014-06-11 | 安徽省煤田地质局第一勘探队 | Method for determining spatial position of horizontal well for gas drainage in worked-out area |
CN102777205A (en) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 安徽省煤田地质局第一勘探队 | Method for determining spatial position of horizontal well for gas drainage in worked-out area |
CN104806285A (en) * | 2015-03-25 | 2015-07-29 | 宁夏煤炭勘察工程公司 | Coal mine goaf gas control method based on ground horizontal well |
CN104790918A (en) * | 2015-05-05 | 2015-07-22 | 中国矿业大学 | Method for achieving ground coal bed gas production through cluster well and horizontal well under complex terrain condition |
CN104790918B (en) * | 2015-05-05 | 2017-08-25 | 中国矿业大学 | Cluster well combines ground method for exploiting coal bed methane with horizontal well under MODEL OVER COMPLEX TOPOGRAPHY |
CN110147638A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 东北石油大学 | Coal seam pulsation pressure break fracture initiation and extending pressure prediction technique |
CN110147638B (en) * | 2019-06-05 | 2023-07-18 | 东北石油大学 | Prediction method for cracking and extension pressure of coal seam pulse fracturing crack |
CN114704227A (en) * | 2022-04-08 | 2022-07-05 | 贵州省油气勘查开发工程研究院 | Gas pressure cracking mining method for primary coal and tectonic coal composite coal seam |
CN114704227B (en) * | 2022-04-08 | 2023-08-11 | 贵州省油气勘查开发工程研究院 | Method for splitting and mining raw coal and structural coal by using composite coal bed gas pressure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cheng et al. | Non-linear seepage characteristics and influential factors of water injection in gassy seams | |
US9453399B2 (en) | Method and apparatus for using pressure cycling and cold liquid CO2 for releasing natural gas from coal and shale formations | |
US8839875B2 (en) | Method and apparatus for sequestering CO2 gas and releasing natural gas from coal and gas shale formations | |
US5566756A (en) | Method for recovering methane from a solid carbonaceous subterranean formation | |
EP1999340B1 (en) | Method of fracturing a coalbed gas reservoir | |
Zheng et al. | Pressure maintenance and improving oil recovery by means of immiscible water-alternating-CO2 processes in thin heavy-oil reservoirs | |
RU2344280C1 (en) | Method of high-viscosity oils and bitumens pools development by straight-horizontal wells | |
CA2483896C (en) | Applications of waste gas injection into natural gas reservoirs | |
RU2256079C1 (en) | Method for extracting methane from coal bed | |
CN103648615A (en) | Sequestration of greenhouse gasses by generating an unstable gas/saline front within a formation | |
Booth | Confined-unconfined changes above longwall coal mining due to increases in fracture porosity | |
US5366011A (en) | Method for producing high water-cut gas with in situ water-disposal | |
EP2394020B1 (en) | Recovery or storage process | |
US3841406A (en) | Single well oil recovery method using carbon dioxide | |
Xue et al. | Case study: trapping mechanisms at the pilot-scale CO2 injection site, Nagaoka, Japan | |
Maselugbo et al. | Optimization of gas recovery using co-production technique in water drive reservoir | |
Connell et al. | Description of a CO2 enhanced coal bed methane field trial using a multi-lateral horizontal well | |
PL172114B1 (en) | Method of winning hydrocarbons from underground geological formations | |
Kumar et al. | Carbon capture and sequestration technology for environmental remediation: A CO2 utilization approach through EOR | |
Hazarika et al. | Modeling and simulation study of CO2 fracturing technique for shale gas productivity: a case study (India) | |
EP2716861A1 (en) | Method and apparatus for enhanced oil recovery | |
Ilozobhie et al. | Extrication of CBM Wellbore Fire Explosion Paradox in Enugu, South Eastern, Nigeria. | |
Pruess et al. | Intercomparison of simulation models for CO2 disposal in underground storage reservoirs | |
Ghoodjani et al. | A SIMULATION STUDY OF CO 2 FLOODING FOR EOR AND SEQUESTRATION IN BOTTOM WATER-DRIVEN RESERVOIR. | |
US11326431B2 (en) | Dense aqueous gravity displacement of heavy oil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060406 |