RU2280163C1 - Способ гидроразрыва горных пород - Google Patents
Способ гидроразрыва горных пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280163C1 RU2280163C1 RU2004136505/03A RU2004136505A RU2280163C1 RU 2280163 C1 RU2280163 C1 RU 2280163C1 RU 2004136505/03 A RU2004136505/03 A RU 2004136505/03A RU 2004136505 A RU2004136505 A RU 2004136505A RU 2280163 C1 RU2280163 C1 RU 2280163C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- bore
- hydraulic fracturing
- carbon dioxide
- well
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подготовки угольного пласта для скважинной отработки. Обеспечивает исключение возможности переувлажнения массива, подвергающегося гидроразрыву, уменьшение энергоемкости процесса гидроразрыва. Способ включает бурение скважины и подачу в нее под давлением взвеси, содержащей жидкость и нерастворимый в ней тонкодисперсный материал. После бурения в скважину вводят и фиксируют обсадную трубу, перфорированную на пересекающих пласт участках. В качестве жидкости используют жидкий диоксид углерода, который нагревают с помощью горячего газа, подаваемого в скважину, или с помощью источника электрического тока. Клеммы источника подключают к металлической обсадной трубе для инициирования перехода из жидкого состояния в газообразное. Перед нагревом жидкого диоксида углерода скважину герметизируют выше участка, подлежащего гидроразрыву. 1 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подготовки угольного пласта для скважинной отработки.
Известен способ гидроразрыва горных пород, включающий пропитку массива водой в пульсирующем режиме при давлении, меньшем уровня гидроразрыва, для ослабления структуры пласта, подвергающегося гидроразрыву, между двумя скважинами и последующее нагнетание воды в одну из скважин под давлением гидроразрыва, до резкого возрастания дебита воды через нагнетательную скважину (см. Справочник горного инженера, М.: Недра, 1982 г., с.308).
Недостаток этого решения - повышенное заводнение массива, переувлажнение полезного ископаемого, что существенно осложняет последующие работы в условиях, требующих низкой влажности полезного ископаемого (например, при газификации угля или сланца) или требует последующей сушки добываемого материала.
Известен также способ гидроразрыва горных пород, включающий бурение скважин и подачу в них под давлением взвеси, содержащей жидкость и не растворимый в ней тонкодисперсный материал (см. Горная энциклопедия, т.2. М.: Советская энциклопедия, 1986, с.35-36).
Недостатком этого технического решения является переувлажнение массива и необходимость использования мощного нагнетательного оборудования, при высоком расходе электроэнергии.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является исключение возможности переувлажнения массива, подвергающегося гидроразрыву, уменьшение энергоемкости процесса гидроразрыва.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в сохранении исходного уровня увлажненности массива в процессе его гидроразрыва, исключении необходимости использования высоконапорного нагнетательного оборудования, обеспечении возможности утилизации CO2 как отхода процесса газификации. При этом в случае использования предлагаемого способа гидроразрыва как технологического процесса технологии газификации, обеспечивается повышение полноты использования углерода в составе объема горючих газов за счет конверсии CO2 в CO).
Для решения поставленной задачи в способе гидроразрыва горных пород, включающем бурение скважины и подачу в нее под давлением взвеси, содержащей жидкость и нерастворимый в ней тонкодисперсный материал, после бурения в скважину вводят и фиксируют обсадную трубу, перфорированную на пересекающих пласт участках, а в качестве жидкости используют жидкий диоксид углерода, который нагревают с помощью горячего газа, подаваемого в скважину или с помощью источника электрического тока, клеммы которого подключают к металлической обсадной трубе, для инициирования перехода из жидкого состояния в газообразное, причем перед нагревом жидкого диоксида углерода скважину герметизируют выше участка подлежащего гидроразрыву.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признак "...в качестве жидкости используют жидкий диоксид углерода..." исключает возможность водонасыщения массива полезного ископаемого, кроме того, используемое вещество легко конвертировать (восстановить) до горючего газа.
Признак "...жидкий диоксид углерода... нагревают с помощью горячего газа, подаваемого в скважину или с помощью источника электрического тока, клеммы которого подключают к металлической обсадной трубе..." обеспечивает повышение давления до уровня, превышающего давление подачи жидкости за счет фазового перехода из жидкого в газообразное состояние.
Признак «...перед нагревом жидкого диоксида углерода скважину герметизируют выше участка подлежащего гидроразрыву...» обеспечивает повышение эффективности использования энергии расширяющегося газа, особенно при условии неодновременного превращения в газ объемов жидкого диоксида углерода, распределенного по массиву.
Заявленное изобретение рассматривается на примере разрыва угольного пласта.
На чертеже схематически показан разрез через участок массива, подвергнутый гидроразрыву. На чертеже показаны нагнетательная 1 и отводящая 2 скважины, пласт угля 3, обсадные трубы 4 скважин 1 и 2, источник 5 жидкого CO2, газоразделительная установка 6, источник 7 жидкости для гидроразрыва, теплогенератор 8, герметизатор 9 и щелевидная полость 10.
Заявленный способ целесообразно использовать на станциях подземной газификации, что позволяет отбирать для реализации способа диоксид углерода, содержащийся в отходящих газах с подземных газогенераторов, работающих на станции.
В качестве источника 5 жидкого CO2 используют установку сжижения CO2 (известной конструкции), подключенную к источнику газообразного CO2, в качестве которого может использоваться газоразделительная установка 6 известной конструкции для разделения газовых продуктов процесса газификации, обеспечивающая отделение CO2 из отходящих газов.
В качестве источника 7 жидкости для гидроразрыва используют герметичные смесители с термостатированными охлаждаемыми емкостями, обеспечивающие производство взвеси из дисперсного материала, обладающего плавучестью в жидкости CO2 (это может быть древесная мука или дисперсный сухой лед).
В качестве теплогенератора 8 используют либо газотурбинную установку, сжигающую полученный газ (продукт газификации) с выработкой пара или электроэнергии, либо источник электрического тока известной конструкции, клеммы которого (на чертеже не показаны) могут подключаться к металлической обсадной трубе 4 скважины и обеспечивать ее обогрев.
Способ осуществляют следующим образом.
Бурят несколько скважин с поверхности до залежи угля. Затем в скважины вводят и фиксируют обсадные трубы 4, участки которых, пересекающие пласт угля, перфорируют известным образом. Нагнетание взвеси, содержащей жидкий диоксид углерода и нерастворимый в ней тонкодисперсный материал, например, древесную муку, производят через одну из пробуренных скважин под давлением 25-30 МПа в установленном режиме. Затем скважину перекрывают герметизатором 9, в качестве которого используют пакер известной конструкции, обеспечивающий возможность подачи через него горячего газа, и осуществляют подачу названного газа (при использовании в качестве теплогенератора источника электрического тока, подключаемого к металлической обсадной трубе 4 скважины, пакер должен только перекрывать внутреннее пространство трубы).
Вследствие разогрева до температуры фазового перехода жидкий CO2 переходит в газообразное состояние, что приводит к резкому росту давления в скважине и естественных трещинах массива, заполненных жидким CO2. Это, в свою очередь, приводит соответственно к разрушению угольного массива.
Описанное воздействие при необходимости повторяется многократно. Свидетельством сбойки скважин является появление в свободной скважине CO2. Созданная между скважинами протяженная щелевидная полость 10 формирует в угольном пласте зону повышенной трещиноватости и газопроницаемости, разгруженную от горного давления. При этом зона пониженных напряжений развивается во времени и распространяется вглубь массива, т.е. происходит его самоподдерживающееся разрушение.
Claims (1)
- Способ гидроразрыва горных пород, включающий бурение скважины и подачу в нее под давлением взвеси, содержащей жидкость и нерастворимый в ней тонкодисперсный материал, отличающийся тем, что после бурения в скважину вводят и фиксируют обсадную трубу, перфорированную на пересекающих пласт участках, а в качестве жидкости используют жидкий диоксид углерода, который нагревают с помощью горячего газа, подаваемого в скважину или с помощью источника электрического тока, клеммы которого подключают к металлической обсадной трубе для инициирования перехода из жидкого состояния в газообразное, причем перед нагревом жидкого диоксида углерода скважину герметизируют выше участка, подлежащего гидроразрыву.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136505/03A RU2280163C1 (ru) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Способ гидроразрыва горных пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004136505/03A RU2280163C1 (ru) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Способ гидроразрыва горных пород |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004136505A RU2004136505A (ru) | 2006-05-20 |
RU2280163C1 true RU2280163C1 (ru) | 2006-07-20 |
Family
ID=36658305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004136505/03A RU2280163C1 (ru) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | Способ гидроразрыва горных пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280163C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502866C2 (ru) * | 2007-12-05 | 2013-12-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ гидроразрыва подземных пластов во время их бурения |
RU2553705C2 (ru) * | 2009-07-31 | 2015-06-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ многоступенчатой обработки для интенсификации притока многоствольной скважины |
US9677337B2 (en) | 2011-10-06 | 2017-06-13 | Schlumberger Technology Corporation | Testing while fracturing while drilling |
CN108678747A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-19 | 中国矿业大学 | 一种脉冲水力致裂控制顶煤冒放性的方法及设备 |
WO2022036413A1 (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | Newcrest Mining Limited | Hydraulic fracturing a rock mass |
RU2809114C1 (ru) * | 2023-03-21 | 2023-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Апстрим Групп" (ООО "Апстрим Групп") | Способ приготовления жидкости для гидравлического разрыва пласта с использованием диоксида углерода в твердом состоянии |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115163021B (zh) * | 2022-07-13 | 2023-11-03 | 中国矿业大学 | 一种注水注氮抽采瓦斯封孔装置及钻孔布置方法 |
-
2004
- 2004-12-14 RU RU2004136505/03A patent/RU2280163C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1986, т.2, с.35-36. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502866C2 (ru) * | 2007-12-05 | 2013-12-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ гидроразрыва подземных пластов во время их бурения |
RU2553705C2 (ru) * | 2009-07-31 | 2015-06-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ многоступенчатой обработки для интенсификации притока многоствольной скважины |
US9677337B2 (en) | 2011-10-06 | 2017-06-13 | Schlumberger Technology Corporation | Testing while fracturing while drilling |
CN108678747A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-19 | 中国矿业大学 | 一种脉冲水力致裂控制顶煤冒放性的方法及设备 |
WO2022036413A1 (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | Newcrest Mining Limited | Hydraulic fracturing a rock mass |
RU2809114C1 (ru) * | 2023-03-21 | 2023-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Апстрим Групп" (ООО "Апстрим Групп") | Способ приготовления жидкости для гидравлического разрыва пласта с использованием диоксида углерода в твердом состоянии |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004136505A (ru) | 2006-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4444258A (en) | In situ recovery of oil from oil shale | |
CN105507871B (zh) | 一种煤层气水平井液氮冰晶暂堵分段压裂方法 | |
EP1999340B1 (en) | Method of fracturing a coalbed gas reservoir | |
US3775073A (en) | In situ gasification of coal by gas fracturing | |
EP2631422A2 (en) | Method of conjugated hydrocarbon gas extraction and storage CO2 in horizontal wellbores | |
CN103122759B (zh) | 一种煤层气井多元热流体强化开采方法 | |
US20080112760A1 (en) | Method of storage of sequestered greenhouse gasses in deep underground reservoirs | |
CN102691494B (zh) | 页岩气开采的气动脆裂法与设备 | |
CN112523735A (zh) | 一种用于页岩储层改造的压裂方法 | |
CN101553628A (zh) | 开发地下冻结区域的改进方法 | |
WO2014176932A1 (zh) | 油页岩原位竖井压裂化学干馏提取页岩油气的方法及工艺 | |
RU2443857C1 (ru) | Способ производства водорода при подземной газификации угля | |
CN108829993A (zh) | 煤层脉动水力压裂振幅和频率设计方法 | |
RU2010115500A (ru) | Способ технологии управляемой подземной газификации угля | |
CN108756839A (zh) | 油页岩隔热增效原位转化方法及系统 | |
CN110306961A (zh) | 一种沿煤层顶板底板水平井钻井分段压裂方法 | |
RU2280163C1 (ru) | Способ гидроразрыва горных пород | |
RU2694328C1 (ru) | Способ интенсификации добычи газообразных углеводородов из неконвенциональных низкопроницаемых газоносных пластов сланцевых плеев/формаций и технологический комплекс для его осуществления | |
CA2839136A1 (en) | Method of recovering hydrocarbons from carbonate and shale formations | |
CN113338927A (zh) | 一种基于液氮-冰粒复合压裂的装置及破碎煤岩体的方法 | |
CN112815785A (zh) | 一种二氧化碳致裂器及其发热材料与使用方法 | |
RU2382879C1 (ru) | Способ подземной газификации | |
RU2278978C1 (ru) | Способ дегазации угольного пласта | |
RU2385411C1 (ru) | Подземный газогенератор | |
CN115492557A (zh) | 深部不可采煤层co2封存及煤层气负压抽采装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061215 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120706 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141215 |