RU2293185C2 - Method for increasing gas yield of coal-methane formation - Google Patents

Method for increasing gas yield of coal-methane formation Download PDF

Info

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
Application number
RU2004138705/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004138705A (en
Inventor
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 (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 RU2004138705/03A priority Critical patent/RU2293185C2/en
Publication of RU2004138705A publication Critical patent/RU2004138705A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293185C2 publication Critical patent/RU2293185C2/en

Links

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: technologies for extracting methane contained in coal and rocks.
SUBSTANCE: invention includes drilling inclined and horizontal channels, expanding them, and also usage for drying deposit and following extraction of coal methane. Method is special because after completion of channel drilling, face part of drilling tool is equipped with high pressure tip, through the tip liquid is forced under high pressure, channel walls are processed with high pressure liquid jet, drilling tool with the tip is extracted in stages, and hard components transported in flow of liquid are separated from liquid on the surface and utilized.
EFFECT: creation of universal method for expanding drilling channels in coal and rocks, usage of which guarantees increased methane yield of coal-gas deposit.
3 cl, 1 dwg

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)

1. Способ повышения газоотдачи углеметанового месторождения, заключающийся в бурении наклонных и горизонтальных каналов, расширении их, а также использовании для осушения углеметанового месторождения и последующего извлечения угольного метана, при этом буровые каналы размещают параллельно друг другу, после завершения их бурения из необсаженных буровых каналов получают высокодебитные дрены с развитой боковой поверхностью, которые используют на стадии осушения месторождения, для дренирования угольного метана и для разгрузки угольного пласта, осуществляемой его подработкой и надработкой буровыми каналами, которые проходят не только в угольном пласте, но и в его почве и кровле, причем получают дрены с развитой боковой поверхностью путем оснащения забойной части бурового инструмента высоконапорным насадком, нагнетания через высоконапорный насадок рабочей жидкости под высоким давлением и обработки стенки бурового канала высоконапорной высокоскоростной струей рабочей жидкости, обеспечивающей гидроударное воздействие на стенки бурового канала, сопровождающееся разрушением и отламывачием твердых частиц от поверхности бурового канала, при этом, постепенно ступенчато извлекая буровой инструмент с высоконапорным насадком, гидравлически обрабатывают буровой канал по всей его длине до конца обсадки скважины, а транспортируемые в обратном потоке рабочей жидкости отколовшиеся твердые частицы отделяют на поверхности от жидкости и утилизируют.1. A method of increasing the gas recovery of a coal-methane field, which consists in drilling inclined and horizontal channels, expanding them, and also using coal methane to drain the coal-field and subsequent extraction of carbon methane, while the drilling channels are placed parallel to each other, after they have been drilled from open-hole drilling channels, high-yield drains with a developed lateral surface, which are used at the stage of drainage of the field, for drainage of coal methane and for unloading coal about the reservoir, carried out by its underworking and underworking by drilling channels, which pass not only in the coal seam, but also in its soil and roof, and receive drains with a developed lateral surface by equipping the downhole part of the drilling tool with a high-pressure nozzle, injection through the high-pressure nozzle of the working fluid under high pressure and treatment of the wall of the drilling channel with a high-pressure, high-speed jet of working fluid, which provides a hydraulic impact on the walls of the drilling channel, accompanied by breaking and breaking off solid particles from the surface of the drilling channel, while gradually removing the drilling tool with a high-pressure nozzle in steps, hydraulically treat the drilling channel along its entire length to the end of the well casing, and the breakaway solid particles transported in the return flow of the working fluid are separated from the liquid on the surface and disposed of. 2. Способ повышения газоотдачи углеметанового месторождения по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей жидкости применяют не только воду, но и более вязкие растворы.2. A method of increasing the gas recovery of a coal-methane deposit according to claim 1, characterized in that not only water, but also more viscous solutions are used as the working fluid. 3. Способ повышения газоотдачи углеметанового месторождения по п.1, отличающийся тем, что расстояния между буровыми каналами определяют с учетом параметров метаноносности месторождения - удельной плотности и удельного содержания метана.3. The method of increasing gas recovery of a coal-methane deposit according to claim 1, characterized in that the distances between the drilling channels are determined taking into account the methane content of the field — specific gravity and specific methane content.
RU2004138705/03A 2004-12-30 2004-12-30 Method for increasing gas yield of coal-methane formation RU2293185C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАЛИНИН А.Г. и др. "Бурение наклонных и горизонтальных скважин", Москва, "Недра", 1997, с.11,133.148-150. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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