RU2293185C2 - Method for increasing gas yield of coal-methane formation - Google Patents
Method for increasing gas yield of coal-methane formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293185C2 RU2293185C2 RU2004138705/03A RU2004138705A RU2293185C2 RU 2293185 C2 RU2293185 C2 RU 2293185C2 RU 2004138705/03 A RU2004138705/03 A RU 2004138705/03A RU 2004138705 A RU2004138705 A RU 2004138705A RU 2293185 C2 RU2293185 C2 RU 2293185C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- drilling
- methane
- channels
- channel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вновь создаваемой углегазовой подотрасли, основная задача которой заключается в добыче метана, содержащегося в угле и породах угольных месторождений.The invention relates to a newly created coal-gas sub-industry, the main task of which is to extract methane contained in coal and rocks of coal deposits.
Известен способ дегазации (извлечения метана) угольного пласта с помощью скважин, пройденных как из шахтных выработок, так и с поверхности [1]. Диаметр таких скважин не превышают 100 мм, малые поверхности таких буровых каналов обусловливают малые притоки к ним угольного метана. При этом включение этих каналов в вакуумно-отсосную шахтную вентиляционную систему приводит к большому разбавлению отсасываемого метана (содержание метана в метановоздушной смеси колеблется от 5 до 20%), что затрудняет его стабильное использование в качестве топлива.A known method of degassing (methane extraction) of a coal seam using wells drilled both from mine workings and from the surface [1]. The diameter of such wells does not exceed 100 mm; the small surfaces of such drilling channels cause small inflows of coal methane to them. Moreover, the inclusion of these channels in a vacuum-suction mine ventilation system leads to a large dilution of the suction methane (the methane content in the methane-air mixture ranges from 5 to 20%), which makes it difficult to use it as a fuel.
Другим известным техническим решением было бурение наклонной скважины в почве каменноугольного пласта в Донбассе [2]. По длине этой скважины были осуществлены гидроразрывы с угольным пластом для его дегазации. Однако малые поверхности созданных щелей гидроразрыва ограничили дренирующие их способности, дебиты метана были малы.Another well-known technical solution was the drilling of an inclined well in the soil of a coal seam in the Donbass [2]. Fractures with a coal seam for its degassing were carried out along the length of this well. However, the small surfaces of the created hydraulic fracturing slots limited their draining abilities; the methane production rates were small.
Наиболее близким техническим решением является способ огневой проработки горизонтального бурового канала [3]. Однако существенным недостатком этого решения является расширение бурового канала с помощью перемещения вдоль него очага горения. Такой способ значительно ограничивает его использование. С одной стороны, далеко не всегда допустимо наличие очага горения в системе дегазации шахты (по условиям техники безопасности). С другой стороны, огневое расширение бурового канала, пройденного в породах почвы и кровли угольного пласта, вообще невозможно. Этот недостаток известного технического решения серьезно ограничивает его широкое использование.The closest technical solution is the method of firing a horizontal drilling channel [3]. However, a significant drawback of this solution is the expansion of the drilling channel by moving along the combustion site. This method significantly limits its use. On the one hand, it is far from always permissible to have a burning center in the mine degassing system (according to safety regulations). On the other hand, the fire expansion of the drilling channel, passed in the soil and roof of the coal seam, is generally impossible. This disadvantage of the known technical solution severely limits its widespread use.
Целью настоящего изобретения является создание универсального способа расширения буровых каналов в угле и породах, использование которого гарантировало бы увеличение метаноотдачи углегазового месторождения.The aim of the present invention is to provide a universal method for expanding drilling channels in coal and rocks, the use of which would guarantee an increase in methane recovery of a coal-gas field.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дегазации угольных пластов, заключающемся в бурении наклонных и горизонтальных каналов, расширении, а также использовании их для последующих осушения массива и извлечения угольного метана, оснащают после завершения бурения забойную часть бурового инструмента специальным высоконапорным насадком, нагнетают через него жидкость под высоким давлением и этим самым разрушают стенки канала, постепенно (ступенчато) извлекая буровой инструмент с насадком, расширяют буровой канал по всей его длине, а транспортируемые в потоке жидкости твердые частицы отделяют на поверхности и утилизируют. Кроме того, в качестве высоконапорной рабочей жидкости применяют не только воду, но и более вязкие жидкости, а буровые каналы проходят не только в угольном пласте, но в его почве и кровле, тем самым подрабатывая и надрабатывая (разгружая) угольный пласт, и используют их для извлечения метана углегазового месторождения. Для большего охвата последнего буровые каналы размещают в различных сочетаниях, преимущественно параллельно друг другу, а расстояния между ними выполняют с учетом параметров метаноносности месторождения (удельная плотность - м3/кв. км; удельное содержание метана - м3/т).This goal is achieved by the fact that in the known method of degassing coal seams, which consists in drilling inclined and horizontal channels, expanding, and also using them for subsequent drainage of the array and extraction of coal methane, they equip the downhole part of the drilling tool with a special high-pressure nozzle after completion of drilling, pump it through fluid under high pressure and thereby destroy the walls of the channel, gradually (stepwise) removing the drilling tool with a nozzle, expand the drilling channel throughout its length, and the solid particles transported in the fluid stream are separated on the surface and disposed of. In addition, as a high-pressure working fluid, not only water, but also more viscous fluids are used, and the drilling channels pass not only in the coal seam, but in its soil and roof, thereby working and working out (unloading) the coal seam, and use them for the extraction of methane from a gas and gas field. For greater coverage of the latter, drilling channels are placed in various combinations, mainly parallel to each other, and the distances between them are performed taking into account the methane content of the field (specific gravity - m 3 / sq. Km; specific methane content - m 3 / t).
Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается тем, что расширение буровых каналов осуществляют высоконапорной струей жидкости по всей их длине. При этом расширяемые буровые каналы используют не только в угольном пласте, но и в почве и кровле, а для большего охвата углегазового месторождения буровые каналы размещают параллельно друг другу с расстояниями между собой, обусловленными параметрами метаноносности месторождения. Эти отличия соответствуют критерию "новизна" для заявляемого изобретения.A comparative analysis of the claimed invention with the prototype shows that the claimed technical solution is characterized in that the expansion of the drilling channels is carried out by a high-pressure jet of fluid along their entire length. At the same time, expandable drilling channels are used not only in the coal seam, but also in the soil and roof, and for greater coverage of the gas and gas field, the drilling channels are placed parallel to each other with distances between themselves, due to the methane content of the field. These differences meet the criterion of "novelty" for the claimed invention.
Кроме того, оно по изобретательскому уровню может быть охарактеризовано критерием "существенные отличия", так как заявляемый способ обладает универсальностью и возможностью быть реализованным не только в угольном пласте, но и вмещающих его породах.In addition, it according to the inventive step can be characterized by the criterion of "significant differences", since the inventive method has the versatility and the ability to be implemented not only in the coal seam, but also the rocks containing it.
На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа в угольном пласте.The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the proposed method in a coal seam.
Предлагаемый способ повышения газоотдачи реализуется на углеметановом месторождении следующим образом.The proposed method for increasing gas recovery is implemented on a coal-methane deposit as follows.
Вертикально-горизонтальная скважина 1 обсаживается до входа в угольный пласт, а по угольному пласту проходят буровой канал 2 диаметром 150-200 мм. После завершения бурения до проектной отметки буровой инструмент 3 извлекают на поверхность и оборудуют его (на конце) специальным насадком 4 для подачи высокоскоростной струи рабочей жидкости на стенки бурового канала 2. Гидроударное воздействие жидкости на стенки бурового канала 2 сопровождается разрушением и отламыванием (отщеплением) твердых частиц от поверхности канала. В обратном потоке рабочей жидкости, текущей между буровым инструментом 3 и стенками бурового канала 2 или обсадкой колонной скважины 1, отколовшиеся твердые частицы выносятся на поверхность. На поверхности осуществляют (одним из известных методов) разделение твердых частиц от жидкости. Исходя из экологических соображений жидкость и твердую фракцию утилизируют в поверхностном комплексе. Постепенно извлекая инструмент 3, механически обрабатывают буровой канал 2 по всей его длине до конца обсадки скважины 1.A vertical-horizontal well 1 is cased before entering the coal seam, and a drilling channel 2 with a diameter of 150-200 mm passes through the coal seam. After drilling is completed to the design elevation, the drilling tool 3 is removed to the surface and equipped (at the end) with a special nozzle 4 for supplying a high-speed jet of working fluid to the walls of the drilling channel 2. The hydropercussion effect of the liquid on the walls of the drilling channel 2 is accompanied by the destruction and breaking off of solid particles from the surface of the channel. In the reverse flow of the working fluid flowing between the drilling tool 3 and the walls of the drilling channel 2 or the casing of the well string 1, the breakaway solid particles are carried to the surface. On the surface carry out (one of the known methods) the separation of solid particles from liquid. Based on environmental considerations, the liquid and solid fraction are disposed of in the surface complex. Gradually removing the tool 3, mechanically process the drilling channel 2 along its entire length to the end of the casing 1.
Аналогичные вертикально-горизонтальные скважины проходят в почве и кровле угольного пласта (не показаны). После гидроударной обработки их необсаженных буровых каналов получают дрены с развитой боковой поверхностью, что содействует повышению притока к ним метана углегазового месторождения. Кроме того, эти породные расширенные каналы служат для разгрузки угольного пласта (подработки и надработки).Similar vertically horizontal wells pass in the soil and roof of a coal seam (not shown). After water treatment of their open-hole drilling channels, drains with a developed lateral surface are obtained, which contributes to an increase in the flow of methane from a gas and gas field to them. In addition, these pedigree expanded channels are used for unloading the coal seam (part-time and part-time work).
Гидравлически обработанные буровые каналы в угольном пласте и вмещающих его породах являются надежными высокодебитными дренами как на стадии осушения месторождения, так и на основной стадии - добычи угольного метана.Hydraulically treated drilling channels in the coal seam and the rocks surrounding it are reliable high-yield drains both at the stage of drainage of the field and at the main stage - production of coal methane.
Выбор типа рабочей жидкости, а также гидравлических параметров ее истечения через насадок 4 определяется исходя из прочностных характеристик разрушаемых твердых поверхностей и подъемной силы транспорта твердых частиц на поверхность.The choice of the type of working fluid, as well as the hydraulic parameters of its outflow through nozzles 4, is determined based on the strength characteristics of destructible solid surfaces and the lifting force of transport of solid particles to the surface.
Для большего охвата углегазового месторождения технологией извлечения угольного метана гидравлически обработанные буровые каналы могут располагаться в различных сочетаниях. Наиболее оптимальным предполагается их параллельное расположение.For greater coverage of a coal-gas field with coal methane extraction technology, hydraulically treated drilling channels can be located in various combinations. The most optimal is their parallel arrangement.
В зависимости от угла падения угольного пласта и технологии добычи угольного метана буровые каналы 2 могут быть не только горизонтальными, но и наклонными. Техника их гидравлического расширения остается одинаковой (рассмотренной выше).Depending on the angle of incidence of the coal seam and coal methane production technology, the drilling channels 2 can be not only horizontal, but also inclined. The technique of their hydraulic expansion remains the same (discussed above).
Заявленное изобретение планируется реализовать на экспериментальном участке ОАО "Промгаз" в Южном Кузбассе. Ожидаемые дебиты угольного метана на один буровой канал - 100000 м3/сутки, что обеспечит рентабельность углеметанового промысла.The claimed invention is planned to be implemented at the experimental site of Promgaz OJSC in the South Kuzbass. The expected production rates of coal methane per drilling channel are 100,000 m 3 / day, which will ensure the profitability of the coal and methane field.
Источники информацииInformation sources
1. Руководство по дегазации угольных шахт. М., 1990, - 186 с.1. Guidelines for the degassing of coal mines. M., 1990, - 186 p.
2. Ярунин С.А. Опыт проведения гидродинамического воздействия на угольный массив через скважину с горизонтальным окончанием. М.: Уголь, 1990, №6, с. 18-20.2. Yarunin S.A. Experience in conducting hydrodynamic effects on a coal mass through a well with horizontal completion. M .: Coal, 1990, No. 6, p. 18-20.
3. Патент №2209984, 7 Е 21 F 7/00, 2003.3. Patent No. 2209984, 7 E 21 F 7/00, 2003.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138705/03A RU2293185C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for increasing gas yield of coal-methane formation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138705/03A RU2293185C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for increasing gas yield of coal-methane formation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004138705A RU2004138705A (en) | 2006-06-10 |
RU2293185C2 true RU2293185C2 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=36712553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004138705/03A RU2293185C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for increasing gas yield of coal-methane formation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293185C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101975086A (en) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | Full-automatic overflow device for gas extraction by drill holes in high-positioned drill site |
-
2004
- 2004-12-30 RU RU2004138705/03A patent/RU2293185C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАЛИНИН А.Г. и др. "Бурение наклонных и горизонтальных скважин", Москва, "Недра", 1997, с.11,133.148-150. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101975086A (en) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | Full-automatic overflow device for gas extraction by drill holes in high-positioned drill site |
CN101975086B (en) * | 2010-09-17 | 2011-08-10 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | Full-automatic overflow device for gas extraction by drill holes in high-positioned drill site |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004138705A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7258163B2 (en) | Method and system for production of gas and water from a coal seam using well bores with multiple branches during drilling and after drilling completion | |
US7493951B1 (en) | Under-balanced directional drilling system | |
US8740310B2 (en) | Mining method for co-extraction of non-combustible ore and mine methane | |
CN110397428B (en) | Displacement coalbed methane yield increasing method for coalbed methane jointly mined by vertical well and U-shaped butt well | |
RU2373398C1 (en) | Method of degasification and softening of rocks | |
CN102094668B (en) | High-pressure hydraulic tunneling, pressure releasing and protrusion removing method for upper drainage roadway | |
WO2012174586A2 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
RU2333363C1 (en) | Method of monitoring gas emission during mining operations in series of highly gaseous coal seams | |
US20150192002A1 (en) | Method of recovering hydrocarbons from carbonate and shale formations | |
RU2534881C1 (en) | Method of preliminary degassing of coal bed | |
CN104329113A (en) | Gas drainage method by pressure relief of coal bed bottom plate through ground drilling and loosening blasting | |
CN112253070A (en) | Method for eliminating outburst by sectional seam-making and coal-washing of horizontal well in linkage mode of top and bottom of thick coal seam | |
CN111827878A (en) | Method for quickly and accurately probing hidden water inrush channel of coal seam floor | |
CA2025996C (en) | Borehole mining process for recovery of petroleum from unconsolidated heavy oil formations | |
RU2359116C1 (en) | Method of ecologically safe underground gasification of deep-seated coal | |
RU2293185C2 (en) | Method for increasing gas yield of coal-methane formation | |
RU2447290C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
WO2018012998A1 (en) | Method for the advance degasification of coal seams | |
CA2559833A1 (en) | Method for the in place recovery of heavy oil from a subterranean deposit | |
CN113605874B (en) | Method for extracting coal bed gas of broken soft coal bed top and bottom double-layer horizontal well | |
RU2148171C1 (en) | Method of mineral deposit mining | |
RU2225938C1 (en) | Methods for exploiting oil extracting wells | |
SU1439264A1 (en) | Method of by-interval hydraulic treatment of coal-rock mass | |
US4230181A (en) | In situ method of processing bituminous coal | |
RU2181446C1 (en) | Method of recovery, gathering and utilization of methane and other hydrocarbon gases from coal deposits |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100615 |