RU2282722C1

RU2282722C1 - Coal bed degassing method

Info

Publication number: RU2282722C1
Application number: RU2004137960/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Мирославович Карасевич (RU); Александр Мирославович Карасевич; Ефим Вульфович Крейнин (RU); Ефим Вульфович Крейнин; Николай Миронович Сторонский (RU); Николай Миронович Сторонский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Газпром" (ОАО "Газпром")
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-08-27
Also published as: RU2004137960A

Abstract

FIELD: mining, particularly to remove methane from coal beds.

SUBSTANCE: method involves drilling down-dip nearly horizontal well and inclined well from ground surface in coal bed; casing well up to coal bed; connecting horizontal drilled channel with uncased part of inclined well with the use of navigation systems and at final stage by performing directional hydraulic fracturing through inclined well; drilling several down-dip horizontal bores from uncased bore of nearly horizontal well.

EFFECT: increased coverage of inclined coal bed by accordant well pair connected with each other by horizontal drilled channel.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности к проблеме извлечения метана из угольных пластов.The invention relates to mining, in particular to the problem of extracting methane from coal seams.

Известен способ извлечения метана из наклонных каменно-угольных пластов с помощью вертикальных, горизонтальных и наклонных буровых скважин [1]. Однако воздействие через них на угольный пласт с помощью его гидравлического разупрочнения не всегда возможно и требует чрезмерных темпов закачки жидкости гидроразрыва. Кроме того отсутствуют конкретные рекомендации по степени охвата месторождения такими скважинами.A known method of extracting methane from inclined coal seams using vertical, horizontal and inclined boreholes [1]. However, the impact through them on the coal seam using its hydraulic softening is not always possible and requires excessive rates of injection of hydraulic fracturing fluid. In addition, there are no specific recommendations on the extent of field coverage by such wells.

Другим известным техническим решением является бурение наклонно-горизонтальной скважины в почве наклонного каменно-угольного пласта на шахте им. А.А.Скочинского в Донбассе [2]. По длине наклонной скважины были осуществлены гидроразрывы с угольным пластом для его предварительной дегазации. Однако и этот известный способ имеет явный недостаток, заключающийся в ограниченной дренирующей поверхности созданных щелей гидроразрыва.Another well-known technical solution is the drilling of an inclined horizontal well in the soil of an inclined coal seam at the mine to them. A.A. Skochinsky in the Donbass [2]. Fractures with a coal seam were carried out along the length of the deviated well for its preliminary degassing. However, this known method also has a clear drawback, which consists in the limited drainage surface of the created fractures.

Наиболее близким техническим решением является способ дегазации угольного пласта, заключающийся в бурении с поверхности направленных скважин по падению угольного пласта и вертикальных скважин [3].The closest technical solution is the method of degassing a coal seam, which consists in drilling from the surface of directional wells by the fall of the coal seam and vertical wells [3].

Недостатком этого технического решения является огневое воздействие на угольный пласт, что ограничивает возможности использования этого способа. Кроме того, "направленная и вертикальная скважины" обеспечивают малую зону охвата для дегазации и эффективны только на глубине бурения этих скважин, т.к. они обсаживаются на всю глубину до горизонта создания дрены дегазации.The disadvantage of this technical solution is the fire effect on the coal seam, which limits the possibility of using this method. In addition, "directional and vertical wells" provide a small coverage area for degassing and are effective only at the depth of drilling of these wells, because they are cased to the full depth to the horizon of the creation of drainage degassing.

Задача изобретения заключается в обеспечении максимального охвата дегазации наклонного угольного пласта с помощью пары скважин, пройденных по падению угольного пласта, соединенных горизонтальным буровым каналом. Большая длина буровых каналов, объединенных в гидравлически связанную систему, обеспечивает соответственно большие притоки воды на стадии осушения (создания депрессионной воронки) и метана на стадии дегазации угольного пласта.The objective of the invention is to provide maximum coverage of the degassing of an inclined coal seam using a pair of wells traversed by the fall of the coal seam connected by a horizontal drilling channel. The large length of the drilling channels, combined in a hydraulically connected system, provides correspondingly large inflows of water at the stage of drainage (creation of a depression funnel) and methane at the stage of degassing of the coal seam.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе дегазации угольного пласта путем бурения пары скважин, одна из которых выполнена наклонно-горизонтальной и ее бурят по падению угольного пласта с последующей гидравлической связью со второй скважиной. При этом вторую скважину бурят наклонной по падению угольного пласта и соединяют с наклонно-горизонтальной скважиной в единый гидравлически связанный комплекс с помощью навигационной системы, а на конечной стадии - путем направленного гидроразмыва через наклонную скважину. Причем наклонно-горизонтальную и наклонную скважины обсаживают только до входа в угольный пласт. Кроме того, по падению угольного пласта из ствола наклонно-горизонтальной скважины бурят несколько горизонтальных буровых каналов.The problem is solved in that in the known method of degassing a coal seam by drilling a pair of wells, one of which is made horizontally and drilled by the fall of the coal seam, followed by hydraulic communication with the second well. At the same time, the second well is drilled inclined by the dip of the coal seam and connected to the horizontal inclined well into a single hydraulically connected complex using the navigation system, and at the final stage, by directional hydraulic washing through the inclined well. Moreover, the horizontal and inclined wells are cased only before entering the coal seam. In addition, several horizontal drilling channels are drilled from the dip of a coal seam from a horizontal well bore.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается максимальным охватом зоны угольного пласта, подлежащей дегазации. Это обеспечивается бурением скважин по падению наклонного угольного пласта и их соединением в единую гидравлическую систему (критерий "новизна").A comparative analysis of the claimed solutions with the prototype shows that the claimed method has a maximum coverage of the coal seam zone to be degassed. This is ensured by drilling wells for the dip of the inclined coal seam and their connection into a single hydraulic system (criterion of "novelty").

Большая длина буровых каналов по угольному пласту, объединенных в скважинный комплекс, обеспечивают его высокую дренирующую способность и максимальную степень извлечения угольного метана из зоны между обеими скважинами (критерий "технический результат").The large length of the drilling channels along the coal seam combined into a well complex ensures its high drainage ability and the maximum degree of extraction of coal methane from the zone between both wells (criterion of "technical result").

Предложенный способ иллюстрируется схемой размещения скважин, где на фиг.1 изображены углеметановые скважины в плоскости угольного пласта, а на фиг.2 - вкрест простирания пласта.The proposed method is illustrated by the layout of the wells, where Fig. 1 shows carbon-methane wells in the plane of the coal seam, and in Fig. 2 - across the strike of the seam.

Наклонно-горизонтальная (или вертикально-горизонтальная) скважина 1 и наклонная скважина 2 пробурены по падению угольного пласта (на максимальную его глубину, например, 1000 м и более). Обсадка обеих скважин заканчивается на входе в угольный пласт. Горизонтальный участок скважины 3 с помощью навигационных(ой) систем(ы) в процессе бурения соединяется с трассой скважины 2 в точке 4. Соединение в точке 4 осуществляют с помощью гидравлического монитора (струя воды под высоким давлением), направленным гидроразмывом через скважину 4.An inclined horizontal (or vertical horizontal) well 1 and an inclined well 2 are drilled by the fall of the coal seam (to its maximum depth, for example, 1000 m or more). The casing of both wells ends at the entrance to the coal seam. The horizontal section of the well 3 using the navigation system (s) in the process of drilling is connected to the path of the well 2 at point 4. The connection at point 4 is carried out using a hydraulic monitor (high pressure water jet) directed by hydraulic washing through the well 4.

С целью полного охвата разрабатываемой зоны по падению угольного пласта из ствола наклонно-горизонтальной скважины бурят несколько горизонтальных буровых каналов 5, например через 300-400 м (в зависимости от метаноносности соответствующей зоны угольного пласта по его падению).In order to fully cover the developed zone for the fall of the coal seam from the trunk of an inclined horizontal well, several horizontal drilling channels 5 are drilled, for example, after 300-400 m (depending on the methane content of the corresponding zone of the coal seam by its fall).

Заявляемый способ планируется осуществить в Кузбассе на экспериментальном углеметановом участке.The inventive method is planned to be implemented in Kuzbass on an experimental coal-methane site.

Использование способа позволит не только интенсифицировать процесс добычи угольного метана (дебит-100 тыс. м³/сутки), но и повысить степень его извлечения из угольного пласта до 90-95 %.Using the method will not only intensify the process of coal methane production (flow rate of 100 thousand m ³ / day), but also increase the degree of its extraction from the coal seam to 90-95%.

Источники информацииInformation sources

1. Крейнин Е.В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье. М.: ООО "ИРЦ Газпром", 2004. - 302 с.1. Kreinin E.V. Non-traditional thermal technologies for the extraction of hard-to-recover fuels: coal, hydrocarbon raw materials. M .: LLC "IRC Gazprom", 2004. - 302 p.

2. Ярунин С.А., Лукаш А.С., Кокарев В.В. Опыт проведения гидродинамического воздействия на углепородный массив через скважину с горизонтальным окончанием ствола. М.: Уголь, 1990, № 6, с.18-20.2. Yarunin S.A., Lukash A.S., Kokarev V.V. Experience in conducting hydrodynamic effects on a coal-bearing massif through a well with a horizontal end of the trunk. M .: Coal, 1990, No. 6, p. 18-20.

3. Патент № 2054557, РФ, Е 21 F 7/00, 20.02.1996.3. Patent No. 2054557, Russian Federation, E 21 F 7/00, 02.20.1996.

Claims

1. The method of degassing a coal seam, which consists in drilling a pair of wells, one of which is made horizontally and drilled by the fall of the coal seam followed by hydraulic communication with the second well, characterized in that the second well is drilled inclined by the fall of the coal seam, where it connected with an inclined horizontal well into a single hydraulically connected complex using a navigation system, and at the final stage, by directional hydraulic washing through an inclined well, and an inclined horizontal Flax and deviated wells are cased only before entering the coal seam.

2. The method of degassing a coal seam according to claim 1, characterized in that several horizontal drilling channels are drilled from a dip of a coal seam from a borehole of an inclined horizontal well.