RU2292449C2 - Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit - Google Patents

Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit Download PDF

Info

Publication number
RU2292449C2
RU2292449C2 RU2004138702/03A RU2004138702A RU2292449C2 RU 2292449 C2 RU2292449 C2 RU 2292449C2 RU 2004138702/03 A RU2004138702/03 A RU 2004138702/03A RU 2004138702 A RU2004138702 A RU 2004138702A RU 2292449 C2 RU2292449 C2 RU 2292449C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
wells
coal
extraction
development
Prior art date
Application number
RU2004138702/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004138702A (en
Inventor
Владимир Тимофеевич Хрюкин (RU)
Владимир Тимофеевич Хрюкин
Александр Мирославович Карасевич (RU)
Александр Мирославович Карасевич
Георгий Владимирович Березин (RU)
Георгий Владимирович Березин
Николай Миронович Сторонский (RU)
Николай Миронович Сторонский
Борис Михайлович Зимаков (RU)
Борис Михайлович Зимаков
Юрий Михайлович Жуков (RU)
Юрий Михайлович Жуков
Екатерина Владимировна Швачко (RU)
Екатерина Владимировна Швачко
Наталь Сергеевна Малинина (RU)
Наталья Сергеевна Малинина
Павел Анатольевич Швачко (RU)
Павел Анатольевич Швачко
Андрей Валерьевич Юбко (RU)
Андрей Валерьевич Юбко
В чеслав Петрович Антипов (RU)
Вячеслав Петрович Антипов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Газпром" (ОАО "Газпром")
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 Открытое акционерное общество "Газпром" (ОАО "Газпром") filed Critical Открытое акционерное общество "Газпром" (ОАО "Газпром")
Priority to RU2004138702/03A priority Critical patent/RU2292449C2/en
Publication of RU2004138702A publication Critical patent/RU2004138702A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2292449C2 publication Critical patent/RU2292449C2/en

Links

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry, in particular, methods for extracting methane from methane-coal deposits; possible use for multi-bed coal deposits with heterogeneous area-wise and cut-wise geologic and physical characteristics of coal beds.
SUBSTANCE: operation object is selected in accordance to method. The latter is drilled by wells and operated. In case of multi-bed deposit operation objects are divided on groups. Extraction is started with first priority object. The latter is extracted by a net of wells. After that other objects are extracted. Extraction of next object is begun on reaching of its unloading for 5-10% of original rock pressure.
EFFECT: efficient extraction of methane-coal deposit with large scale extraction of methane as independent mineral resource with minimization of material costs and more full extraction of methane from coal beds.
3 cl

Description

Способ относится к горной промышленности, в частности к способам добычи метана из метаноугольных месторождений, и будет использован для многопластовых угольных месторождений с неоднородными по площади и разрезу геолого-физическими характеристиками угольных пластов. Например, кольчугинская серия в Кузнецком бассейне содержит свыше 130 угольных пластов суммарной мощностью более 100 м в интервале разреза около 2500 м, различающихся по петрографическому составу, метаморфизму, сорбционным и фильтрационным характеристикам. Применение способа возможно как на разгруженных, так и на не разгруженных от горного давления пластах метаноугольных месторождений на глубинах до 1500 м и более.The method relates to the mining industry, in particular to methods for producing methane from methane-coal deposits, and will be used for multi-layer coal deposits with geological and physical characteristics of coal seams that are heterogeneous in area and section. For example, the Kolchuga series in the Kuznetsk basin contains over 130 coal seams with a total thickness of more than 100 m in the cut interval of about 2500 m, differing in petrographic composition, metamorphism, sorption and filtration characteristics. The application of the method is possible both on unloaded and on formations of methane deposits not unloaded from rock pressure at depths of up to 1500 m and more.

Известны способы извлечения метана из угольных пластов скважинами, пробуренными с поверхности, в частности по а.с. № 1177510, предусматривающие извлечение газа из угольного пласта с целью снижения газовыделений в горные выработки шахт. При использовании этих способов размещение и количество скважин определяется развитием горных выработок шахты. Дегазационные скважины не составляют единую схему разбуривания месторождения и их бурят на единичный пласт. При этом цель добычи метана как самостоятельного полезного ископаемого в промышленных объемах не ставится, что и является недостатком этих методов. Еще одним недостатком является то, что подобные скважины проектируются на глубины заложения шахтных выработок и вовлечение в эксплуатацию запасов газа, находящихся на больших глубинах, не предусматривается.Known methods for the extraction of methane from coal seams by wells drilled from the surface, in particular for AS No. 1177510, providing for the extraction of gas from a coal seam in order to reduce gas emissions in mine workings. When using these methods, the location and number of wells is determined by the development of mine workings of the mine. Degassing wells do not constitute a single drilling scheme for the field and they are drilled into a single formation. At the same time, the goal of methane production as an independent mineral in industrial volumes is not set, which is the disadvantage of these methods. Another drawback is that such wells are designed for the depths of mine workings and the involvement of gas reserves at great depths is not provided for.

Добыча метана как самостоятельного полезного ископаемого наиболее активно осуществляется в США. Эксплуатация метаноугольных месторождений осуществляется скважинами, пробуренными с поверхности. В 2003 г в США эксплуатировалось более 15000 метанодобывающих скважин в 10 основных метаноугольных бассейнах. Плотность сетки скважин изменяется от 16-128 га/скв. Добыча метана из угольных пластов в 2003 году составила 47 млрд.м3.Extraction of methane as an independent mineral is most actively carried out in the United States. The exploitation of methane deposits is carried out by wells drilled from the surface. In 2003, the United States operated more than 15,000 methane-producing wells in 10 major methane-coal basins. The density of the grid of wells varies from 16-128 ha / well. The production of methane from coal seams in 2003 amounted to 47 billion m 3 .

Одним из наиболее близких предлагаемому способу добычи является способ, описанный в патенте США №3934649, предполагающий разбуривание месторождения по квадратной сетке скважин, закачки в одну из скважин ячейки инертного газа и добычи метана из других скважин. Поскольку особенностью основных, осваиваемых газовым промыслом метаноугольных бассейнов США является наличие одного пласта сложного строения или пачки сближенных пластов в небольшом интервале разреза (100-120 м), эти пласты разрабатываются одновременно единой сеткой скважин. Однако этот способ малопригоден в условиях Кузбасса, Донбасса, Печорского и др. бассейнов РФ.One of the closest to the proposed production method is the method described in US patent No. 3934649, which involves drilling a field in a square grid of wells, injecting an inert gas cell into one of the wells and extracting methane from other wells. Since the main feature of the US methane-gas basins being developed by the gas field is the presence of one layer of complex structure or a pack of adjacent layers in a small interval of the section (100-120 m), these layers are developed simultaneously by a single grid of wells. However, this method is of little use in the conditions of the Kuzbass, Donbass, Pechora and other basins of the Russian Federation.

Задачей предлагаемого способа является эффективная разработка метаноугольных месторождений с широкомасштабной добычей метана как самостоятельного полезного ископаемого при минимизации материальных затрат и наиболее полном извлечении метана из угольных пластов.The objective of the proposed method is the effective development of methane deposits with large-scale production of methane as an independent mineral while minimizing material costs and the most complete extraction of methane from coal seams.

Поставленная задача решается следующим образом. В известном способе разработки метаноугольного месторождения, включающем выделение эксплуатационного объекта, его разбуривание скважинами и эксплуатацию, в случае применения его к разработке многопластового месторождения, эксплуатационные объекты разделяют на группы, разработку начинают с первоочередного объекта, который разрабатывают сеткой скважин, после чего переходят к разработке последующих объектов. Причем, разработку последующих объектов начинают по достижении предельных значений экономической рентабельности разработки первоочередного объекта. Разработку последующего объекта начинают по достижении его разгрузки на 5-10% от начального горного давления.The problem is solved as follows. In the known method for the development of a methane-coal deposit, which includes the isolation of a production facility, its drilling by wells and operation, if applied to the development of a multilayer field, production facilities are divided into groups, development begins with a priority facility, which is developed by a grid of wells, and then proceed to development of subsequent objects. Moreover, the development of subsequent facilities begins upon reaching the limit values of economic profitability of the development of a priority facility. The development of the subsequent facility begins when it is unloaded by 5-10% of the initial rock pressure.

В случае расположения последующих объектов выше первоочередного, разработку ведут через существующую сетку скважин, в случае расположения последующих объектов ниже первоочередного, разработку ведут через самостоятельную сетку скважин.In the case of the location of subsequent facilities above the priority, development is carried out through the existing grid of wells, in the case of the location of subsequent facilities below the priority, development is carried out through an independent grid of wells.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Месторождение разбуривают с поверхности системой скважин, расположенных по площадной схеме размещения скважин различного назначения, обеспечивающей добычу метана как самостоятельного полезного ископаемого в заданных объемах из продуктивных пластов с неоднородными по площади и разрезу геолого-физическими характеристиками. С целью добычи метана обеспечивают вовлечение в активную скважинную разработку угольных пластов, содержащих метан по всему разрезу угленосной толщи до глубин технологически доступных и экономически целесообразных. Новизной предлагаемого способа широкомасштабной добычи метана из многопластового метаноугольного месторождения является выделение эксплуатационных объектов, выбор первоочередного объекта, разбуривание и эксплуатацию первоочередного объекта, вовлечение в разработку последующих объектов эксплуатации после их разгрузки на 5-10% от начального горного давления, разбуривание самостоятельной системой скважин и эксплуатация пластов, не охваченных разгрузкой. Тем самым осуществляется одновременно-последовательная добыча метана из всех продуктивных пластов многопластового метаноугольного месторождения. Экономический эффект предложенного метода достигается за счет наиболее полного извлечения метана из пластов при снижении капитальных затрат на проводку скважин.The field is drilled from the surface by a system of wells located according to the areal layout of wells for various purposes, providing methane production as an independent mineral in specified volumes from productive formations with geological and physical characteristics that are heterogeneous in area and section. For the purpose of methane production, coal seams containing methane throughout the coal-bearing stratum section to the depths of technologically accessible and economically feasible are involved in active well development. The novelty of the proposed method for the large-scale production of methane from a multi-layer methane-coal deposit is the selection of production facilities, the selection of a priority facility, drilling and operation of a priority facility, involvement in the development of subsequent facilities after their unloading by 5-10% of the initial rock pressure, drilling with an independent system of wells and operation formations not covered by discharge. Thus, simultaneous-sequential production of methane from all productive formations of a multilayer methane-coal deposit is carried out. The economic effect of the proposed method is achieved due to the most complete extraction of methane from the reservoirs while reducing capital expenditures for well drilling.

При этом снижение газоносности угольных пластов уменьшит себестоимость и газоопасность их последующей разработки шахтами.At the same time, a decrease in the gas content of coal seams will reduce the cost and gas hazard of their subsequent development by mines.

Реализацию предлагаемого способа добычи метана из многопластового метаноугольного месторождения начинают с выделения промысловых объектов и определения порядка их ввода в эксплуатацию, основой чего служат конкретные горно-геологические условия месторождения и предпроектные технико-экономические исследования.The implementation of the proposed method for the extraction of methane from a multi-layer methane-carbon deposit begins with the allocation of field facilities and determining the order of their commissioning, the basis of which are the specific mining and geological conditions of the field and pre-project feasibility studies.

Промысловый объект представляет собой группу угольных пластов (суммарной мощностью более 10 м) в интервале залегания 100-250 м. Тем самым осуществляется одновременное дренирование 3-х и более угольных пластов.A production facility is a group of coal seams (with a total thickness of more than 10 m) in the bedding range of 100-250 m. Thus, simultaneous drainage of 3 or more coal seams is carried out.

В случае если первоочередным объектом является нижняя группа пластов, то месторождение разбуривают по площадной схеме размещения скважин, плотность которой определяют экономической целесообразностью. По мере разгрузки последующих объектов эксплуатации от горного давления на 5-10% от начального, сетка скважин для их разработки формируется из скважин, первоначально эксплуатирующих нижний объект, по площадной схеме размещения скважин. По мере истощения запасов метана первоочередного объекта эксплуатации, скважины переводят на вышележащие объекты, увеличивая площадь дренирования и объемы добываемого метана.If the primary object is the lower group of reservoirs, then the field is drilled according to the areal layout of wells, the density of which is determined by economic feasibility. As the subsequent facilities are unloaded from the rock pressure by 5-10% of the initial, the grid of wells for their development is formed from the wells that initially operate the lower facility, according to the areal layout of the wells. As the methane reserves are depleted as a priority production facility, wells are transferred to overlying facilities, increasing the drainage area and the volume of methane produced.

При наличии в разрезе месторождения высокопродуктивного углеметанового пласта, для его опережающей разработки формируют сетку скважин из скважин первоочередного объекта. В последствии их изолируют и возвращают на первоочередной объект или включают в сетку скважин, эксплуатирующих другой объект.If there is a highly productive coal-methane seam in the section of the deposit, a well grid from the wells of the primary object is formed for its advanced development. Subsequently, they are isolated and returned to the primary facility or included in the grid of wells operating another facility.

В случае если первоочередным объектом является группа продуктивных пластов в средней части разреза, то эксплуатацию нижележащего объекта осуществляют самостоятельной сеткой скважин с последующим их переводом на вышележащие пласты. Плотность сетки скважин определяют экономической целесообразностью.Поскольку эксплуатацию этих объектов будут вести одновременно, то это приведет к увеличению объемов добычи.If the primary object is a group of productive formations in the middle part of the section, then the operation of the underlying object is carried out by an independent grid of wells with their subsequent transfer to overlying formations. The density of the grid of wells is determined by economic feasibility. Since these facilities will be operated simultaneously, this will lead to an increase in production volumes.

В случае промысловой равнозначности групп пластов их эксплуатацию производят по самостоятельным схемам размещения скважин.In the case of field equivalence of groups of formations, their operation is carried out according to independent well placement schemes.

С целью интенсификации добычи и полноты извлечения метана из угольных пластов в рамках реализуемой схемы размещения скважин, используют различные методы повышения газоотдачи пластов, в том числе, скважинные и поверхностные источники дилатационно-волнового воздействия.In order to intensify the production and completeness of methane extraction from coal seams within the framework of the implemented well placement scheme, various methods are used to increase the gas recovery of the seams, including borehole and surface sources of dilatation-wave action.

До настоящего времени добычи метана из угольных пластов в промышленных масштабах в России не производится. Предлагаемый способ позволит вовлечь в промышленную разработку запасы и ресурсы метана метаноугольных бассейнов Российской Федерации, оцениваемых почти в 50 трлн.м3, и обеспечит наиболее полное извлечение метана из угольных пластов.To date, the production of methane from coal seams on an industrial scale in Russia is not performed. The proposed method will allow to involve in the industrial development the reserves and resources of methane from the methane-coal basins of the Russian Federation, estimated at almost 50 trillion m 3 , and will ensure the most complete extraction of methane from coal seams.

Источники информацииInformation sources

1. Карасевич А.М., Хрюкин В.Т., Зимаков Б.М. и др. Кузнецкий бассейн - крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов. Академия горных наук, М., 2001 - 63 с.1. Karasevich A.M., Khryukin V.T., Zimakov B.M. and others. The Kuznetsk basin is the largest raw material base for commercial methane extraction from coal seams. Academy of Mining Sciences, M., 2001 - 63 p.

2. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений - М.: Недра, 1979-571 с.2. Nozhkin N.V. Early degassing of coal deposits - M .: Nedra, 1979-571 s.

3. Ножкин Н.В., Буханцов А.И. Анализ дебитов скважин при заблаговременной дегазации угленосной толщи. - Экотехнология и ресурсосбережение (Научно-технический журнал НАН Украины), №1, 1994 - с.12-19.3. Nozhkin N.V., Bukhantsov A.I. Analysis of well flow rates during the early degassing of coal-bearing strata. - Ecotechnology and resource saving (Scientific and technical journal of NAS of Ukraine), No. 1, 1994 - p.12-19.

4. Пучков Л.А., Ярунин С.А., Красюк Н.Н. Дегазация и добыча метана угольных месторождений. Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: МГГУ, 1995, № 1, с.7-13.4. Puchkov L.A., Yarunin S.A., Krasyuk N.N. Degassing and extraction of methane from coal deposits. Mountain news and analytical bulletin. - M .: MGGU, 1995, No. 1, pp. 7-13.

5. Ярунин С.А., Лукаш А.С., Конарев В.В. Опыт гидродинамического воздействия на углепородный массив через скважину с горизонтальным окончанием ствола. - Уголь, № 7, 1990. - с.18-20.5. Yarunin S.A., Lukash A.S., Konarev V.V. Experience of hydrodynamic impact on a coal-bearing massif through a well with a horizontal end of the trunk. - Coal, No. 7, 1990. - p. 18-20.

6. Сластунов С.В. Заблаговременная дегазация и добыча метана из угольных месторождений. - М,: МГГУ, 1996 - 356 с.6. Slastunov S.V. Advance degassing and extraction of methane from coal deposits. - M: MSU, 1996 - 356 p.

7. Пучков Л.А., Сластунов С.В., Федунец Б.И. Перспективы добычи метана в Печорском угольном бассейне. -М.: МГГУ, 2004. - 496 с.7. Puchkov L.A., Slastunov S.V., Fedunets B.I. Prospects for methane production in the Pechora coal basin. -M.: Moscow State University for the Humanities, 2004 .-- 496 p.

Claims (3)

1. Способ промышленной добычи метана из метаноугольного месторождения, включающий выделение эксплуатационного объекта, его разбуривание скважинами и эксплуатацию, отличающийся тем, что в случае многопластового месторождения эксплуатационные объекты разделяют на группы, разработку начинают с первоочередного объекта, который разрабатывают сеткой скважин, после чего переходят к разработке последующих объектов, при этом разработку последующего объекта начинают по достижении его разгрузки на 5-10% от начального горного давления.1. A method for the commercial production of methane from a methane-coal deposit, which includes isolating a production facility, drilling it with wells and operating, characterized in that in the case of a multi-layer field, production facilities are divided into groups, development begins with a priority facility, which is developed by a grid of wells, and then proceed to the development of subsequent facilities, while the development of the subsequent facility begins upon reaching its discharge by 5-10% of the initial rock pressure. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае расположения последующих объектов выше первоочередного разработку ведут через существующую сетку скважин.2. The method according to claim 1, characterized in that in the case of the location of subsequent objects above the priority development is carried out through the existing grid of wells. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае расположения последующих объектов ниже первоочередного разработку ведут через самостоятельную сетку скважин.3. The method according to claim 1, characterized in that in the case of the location of subsequent objects below the priority development is carried out through an independent grid of wells.
RU2004138702/03A 2004-12-30 2004-12-30 Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit RU2292449C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004138702/03A RU2292449C2 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004138702/03A RU2292449C2 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004138702A RU2004138702A (en) 2006-06-10
RU2292449C2 true RU2292449C2 (en) 2007-01-27

Family

ID=36712552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004138702/03A RU2292449C2 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2292449C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663889C1 (en) * 2017-07-25 2018-08-13 Владимир Тимофеевич Хрюкин Method of production of hydrocarbon gas from multiplate methano-deposit fields

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАРАСЕВИЧ А.М. и др. Кузнецкий бассейн крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов. - М.: АГН, 2001, с.3-63. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663889C1 (en) * 2017-07-25 2018-08-13 Владимир Тимофеевич Хрюкин Method of production of hydrocarbon gas from multiplate methano-deposit fields

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004138702A (en) 2006-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104895566B (en) A kind of remnant reclaiming mining codes
CN109252862A (en) Ultra-large stope large diameter, deep borehole high-stage open stope afterwards filling mining method
Sawatzky et al. Tracking cold production footprints
CN104453803B (en) Composite coal gas reservoir multilayer commingling production method and structure
RU2382183C1 (en) Multi zone oil reservoir at late stage with unstable cover formation and non-homogeneous collector development method
CN112879011B (en) Method for controlling height of water guide crack zone by hard overburden rock pre-cracking weakening under aquifer
CN102434161A (en) Stepless cross pitch sectional continuous backfilling mining method of gently-inclined medium-thickness ore body
CN110714760B (en) Mining method for coal-aluminum symbiotic layered induction collaborative mining
He et al. Natural gas development prospect in Changqing gas province of the Ordos Basin
CN106050234A (en) Construction technique for protecting underground water in coal mining process
RU2513791C1 (en) Development method of multilayer oil deposit using hydraulic fracturing of formation
Booth Confined-unconfined changes above longwall coal mining due to increases in fracture porosity
RU2292449C2 (en) Method for industrial extraction of methane from methane-coal deposit
CN209742871U (en) Coal-based gas multilayer co-production well type structure
CN104481538B (en) Method for treating interlayer in steeply inclined multi-layer ore body of non-coal mine
RU2528757C1 (en) Development of low-permeability oil deposits by horizontal wells under natural conditions
RU2732744C1 (en) Development method of powerful multi-zone low-permeability oil deposit
RU2388911C2 (en) Complex method for development of beds that are dangerous by gas and dust, disposed to mountain bumps and spontaneous emissions
RU2663889C1 (en) Method of production of hydrocarbon gas from multiplate methano-deposit fields
Muslimov Solving the Fundamental Problems of the Russian Oil Industry is the Basis for a Large-Scale Transition to Innovative Development
RU2186203C2 (en) Method of well operation
Sneider Reservoir Description of Sandstones
RU2530005C1 (en) Multipay oil deposit development method
RU2548264C1 (en) Method of development of oil deposit by deposit hydraulic fracturing
Geldimyradovich et al. EXPERIENCE OF DRILLING WELLS FOR FIELD DEVELOPMENT BY DUAL COMPLETION OPERATION

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20100615