RU2481472C2 - Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности - Google Patents
Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481472C2 RU2481472C2 RU2011122218/03A RU2011122218A RU2481472C2 RU 2481472 C2 RU2481472 C2 RU 2481472C2 RU 2011122218/03 A RU2011122218/03 A RU 2011122218/03A RU 2011122218 A RU2011122218 A RU 2011122218A RU 2481472 C2 RU2481472 C2 RU 2481472C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas generator
- well
- formation
- gas
- treatment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для добычи метана, повышения метанобезопасности подземных горных работ при высокопроизводительной добыче угля. Согласно способу после первой обработки пласта газогенератором, каждый последующий цикл его гидрорасчленения осуществляется одновременно с высокоэнергетическим импульсным воздействием заданной амплитуды и продолжительности с помощью газогенератора, который спускают на геофизическом кабеле в интервал пласта до начала гидрорасчленения и включают при достижении определенных параметров гидрорасчленения - давления, темпа нагнетания, закачанного объема жидкости. При этом каждый цикл обработки заканчивается резким сбросом давления в скважине до гидростатического после извлечения геофизического кабеля и несгоревших остатков газогенератора на поверхность. Технический результат заключается в увеличении проницаемости и газоотдачи метаноносных и выбросоопасных угольных пластов, снижении и равномерном распределении в них напряжений, интенсификации угледобычи. 4 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно - к категории комплексных силовых способов воздействия на метаносодержащий угольный пласт, и может быть использовано для извлечения (добычи) метана, повышения метанобезопасности подземных горных работ при высокопроизводительной добыче угля, а также при интенсификации добычи нефти, природного газа и других полезных ископаемых.
Известен способ дегазации угольного пласта знакопеременным гидровоздействием в режиме кавитации с использованием геоэнергии углегазоносного массива [1]. Основными недостатками этого способа являются:
- медленное насыщение порового объема рабочим флюидом, длительный процесс освоения скважин и низкая газоотдача пласта, низкий дебит скважин, а также нестабильность результатов, особенно в сложных горно-геологических условиях;
- неравномерность зоны воздействия, сказывающаяся в раскрытии одной-двух основных природных систем трещин, ориентированных преимущественно в одном направлении (по направлению основного кливажа);
- ограниченность размеров образующейся щелевой полости и окаймляющей ее зоны высокой трещиноватости и газопроницаемости.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ импульсного воздействия на газоносный угольный пласт с использованием пороховых газогенераторов типа ПГД. БК-100 в комплексе с последующим гидрорасчленением пласта (ГРП), включающий бурение скважины с поверхности, цементирование затрубного пространства, обвязку устья с установкой насосных агрегатов, вскрытие пласта перфорацией, увлажнение ближней зоны пласта и его циклическую обработку пороховым газогенератором, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле в интервал пласта, в комплексе с последующим нагнетанием в пласт рабочей жидкости в режиме ГРП. При этом величина максимального давления в скважине при работе газогенератора должна возрастать от цикла к циклу пропорционально изменяющейся приемистости пласта, начиная от величины 0,1 бокового горного до примерно удвоенного горного давления [2].
Основной недостаток указанного способа - последовательное во времени воздействие применяемых методов обработки в каждом цикле: сначало газогенератором, затем ГРП, что не позволяет эффективно использовать энергию первого и осуществить относительно равномерный охват пласта воздействием.
Технический результат - увеличение проницаемости и газоотдачи метаноносных и выбросоопасных угольных пластов, снижение и равномерное распределение в них напряжений, интенсификация угледобычи.
Технический результат достигается тем, что в способе после первой обработки пласта газогенератором каждый последующий цикл его гидрорасчленения осуществляется одновременно с высокоэнергетическим импульсным воздействием заданной амплитуды и продолжительности с помощью газогенератора, который спускают на геофизическом кабеле в интервал пласта до начала гидрорасчленения и включают при достижении определенных параметров гидрорасчленения (давления и темпа нагнетания, закачанного объема жидкости), при этом каждый цикл обработки заканчивается резким сбросом давления в скважине до гидростатического после извлечения геофизического кабеля и несгоревших остатков газогенератора на поверхность.
Способ поясняется чертежами.
На фиг.1 показана технологическая схема обработки метаносодержащего угольного пласта по предложенному способу, содержащая три основных этапа: перфорацию (а), предварительную обработку газогенератором (б), комплексную обработку (в) - ГРП с одновременным использованием газогенератора, в т.ч. в варианте со спущенными насосно-компрессорными трубами и использованием малогабаритного газогенератора.
На фиг.2 показана кривая давление-время P(t) в скважине, в зоне обработки, при выполнении предложенного способа. На представленной кривой выделено пять интервалов, соответствующих тем или иным амплитудно-временным нагрузкам на пласт.
Способ заключается в следующем.
Метаносодержащий угольный пласт 1 вскрывают скважиной 2, пробуренной с поверхности 3, затем обсаживают скважину 2 ее трубами 4, цементируют затрубное пространство 5, осуществляют обвязку устья 6 с подключением к нагнетательной линии (на фиг.1 не показана) и установкой насосного(ых) агрегата(ов) 7 и технологической емкости (на фиг.1 не показана), производят вскрытие пласта 1 с помощью перфораторной станции 8 и перфоратора 9, выполняют необходимые газогидродинамические исследования, в процессе которых осуществляют увлажнение призабойной зоны пласта 1 закачкой порядка 6 м3 жидкости, затем выполняют обработку пласта газогенератором 10, при необходимости - до трех раз, и повторные газогидродинамические исследования. Параметры работы газогенератора (например, давление газообразных продуктов сгорания в зоне обработки, объем проникающих в трещины жидкости и газов, протяженность создаваемых трещин) здесь и далее рассчитывают по соответствующим компьютерным программам и инструкциям, исходя из конкретных данных о скважине и пласте.
После первой обработки пласта газогенератором, каждый цикл его последующего гидрорасчленения осуществляется одновременно с высокоэнергетическим импульсным воздействием заданной амплитуды и продолжительности с помощью порохового газогенератора, который спускают на геофизическом кабеле в интервал пласта до начала гидрорасчленения и включают при достижении определенных параметров гидрорасчленения (давления, темпа нагнетания, закачанного объема жидкости), при этом каждый цикл обработки заканчивается резким сбросом давления в скважине до гидростатического после извлечения геофизического кабеля и несгоревших остатков газогенератора на поверхность.
Так, например, устанавливают на устье 6 фонтанную арматуру 11, превентор (на фиг.1 не показан), лубрикатор 12 и выполняют несколько циклов ГРП. При этом в скважину, перед началом каждого цикла ГРП, спускается газогенератор 10 с целью газогидроимпульсного воздействия на пласт 1 с заданной амплитудой и продолжительностью. Запуск газогенератора 10 осуществляется сразу после отключения насосного(ых) агрегата(ов) 7, в условиях репрессии, созданной нагнетанием жидкости, в следующих случаях:
1) слабой приемистости пласта при заданном режиме нагнетания;
2) когда снижается или стабилизируется приемистость пласта при повышении давления нагнетания;
3) после закачки в пласт расчетного объема жидкости в заданном режиме нагнетания.
Сразу после срабатывания газогенератора 10, фиксируемого по рывку геофизического кабеля 13 и звуковому эффекту, геофизический кабель 13 извлекается на поверхность 3, после чего производится сброс давления на устье 6 до гидростатического, что способствует развитию процесса самопроизвольного разрушения угля за счет использования энергии горного давления и энергии газа, находящегося в различных формах в угле. В результате происходит кавернообразование и рост полости вокруг скважины, сопровождающееся выбросами угля и газа, разупрочнением угольного массива.
Каждый цикл комплексной обработки может сопровождаться газогидродинамическими исследованиями, позволяющими корректировать весь технологический процесс.
При предобработке пласта газогенератором 10 (фиг.2, временной интервал I) происходит образование начальной сети трещин в радиусе (R) от 10 до 30 м (фиг.1, этап б), в зависимости от количества обработок. При гидрорасчленении (фиг.2, интервал II) происходит развитие естественных систем трещин. При работе газогенератора 10 в условиях репрессии (фиг.2, интервал III) происходит рост трещин и образование разветвленной сети трещин, в т.ч. прорастание и ветвление искусственных трещин, расположенных под углом к трещинам ГРП. Время для подъема геофизического кабеля 13 и несгоревших остатков газогенератора, последующего сброса давления и спуска следующего газогенератора в скважину соответствует интервалу IV. Работа циклического газогенератора при втором цикле ГРП соответствует интервалу V.
Под воздействием кратковременного импульса давления, создаваемого газообразными продуктами горения, часть скважинной жидкости, да и самих газов, проникает в пласт по различным дефектам как «клин», расширяя и распространяя вглубь естественные трещины, образовывая новые трещины в пласте. Одновременно с этим в угле создается упругая волна сжатия, распространяющаяся со скоростью от 800 до 2000 м/с, а в жидкости, заполняющей трещины и поровые каналы, создается гидродинамическая волна давления, распространяющаяся со скоростью порядка 1500 м/с, затухание которой, в виду малой сопротивляемости жидкости деформациям сдвига, меньше, чем в породе. Обе упругие волны сжатия, распространяясь в пласте, характеризующемся определенным напряженно-деформированным состоянием, создают в нем дополнительные напряжения, которые приводят к расширению имеющихся трещин и образованию новых, в т.ч. в виде дилатансионного разуплотнения. В условиях высокой статической нагрузки на пласт, создаваемой в процессе ГРП, и полной раскрытости трещин гидрорасчленения, происходит более эффективное использование энергии газогенераторов, поскольку для изменения напряженно-деформированного состояния пласта, сопровождающегося трещинообразованием, особенно на большом удалении от скважины, требуется значительно меньшая энергия упругих волн сжатия, создаваемых газогенератором.
После выполнения определенного количества циклов обработки пласта и выдержки рабочей жидкости в пласте, как это предусматривает технологический процесс ГРП, осуществляют мероприятия по извлечению метана.
Положительный эффект предложенного способа заключается в создании единой гидравлически связанной системой макро- и микротрещин, равномерно охватывающей пласт в радиусе до 120-150 м от скважины (фиг.1, этап в) и увеличивающей проницаемость пласта на 3-4 порядка и, соответственно, его газоотдачу, что создает условия для повышения эффективности извлечения метана и метанобезопасности горных работ при высокопроизводительной добыче угля.
Источники информации
1. Патент РФ №2159333 по классу E21B 43/295, 2000.
2. Авторское свидетельство СССР №1765465 по классу E21F 5/2, 1990.
Claims (1)
- Способ импульсного воздействия на газоносный угольный пласт, включающий бурение скважины с поверхности, цементирование затрубного пространства, обвязку устья с установкой насосных агрегатов, вскрытие пласта перфорацией, увлажнение ближней зоны пласта и его циклическую обработку пороховым газогенератором, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле в интервал пласта, в комплексе с последующим нагнетанием в пласт рабочей жидкости в режиме гидрорасчленения, отличающийся тем, что после первой обработки пласта газогенератором каждый цикл его последующего гидрорасчленения осуществляется одновременно с высокоэнергетическим импульсным воздействием заданной амплитуды и продолжительности с помощью порохового газогенератора, который спускают на геофизическом кабеле в интервал пласта до начала гидрорасчленения и включают при достижении определенных параметров гидрорасчленения - давления, темпа нагнетания, закачанного объема жидкости, при этом каждый цикл обработки заканчивается резким сбросом давления в скважине до гидростатического после извлечения геофизического кабеля и несгоревших остатков газогенератора на поверхность.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122218/03A RU2481472C2 (ru) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122218/03A RU2481472C2 (ru) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011122218A RU2011122218A (ru) | 2012-12-10 |
RU2481472C2 true RU2481472C2 (ru) | 2013-05-10 |
Family
ID=48789682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011122218/03A RU2481472C2 (ru) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2481472C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1765465A1 (ru) * | 1990-08-07 | 1992-09-30 | Государственный Макеевский Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Способ импульсного воздействи на газоносный угольный пласт |
RU2159333C1 (ru) * | 2000-05-05 | 2000-11-20 | Московский государственный горный университет | Способ дегазации угольного пласта |
RU2188322C1 (ru) * | 2001-09-07 | 2002-08-27 | Московский государственный горный университет | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
RU2278978C1 (ru) * | 2004-12-14 | 2006-06-27 | Дальневосточный государственный технический университет | Способ дегазации угольного пласта |
RU2298650C1 (ru) * | 2005-10-11 | 2007-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
WO2007110562A1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Schlumberger Technology B.V. | Method of fracturing a coalbed gas reservoir |
-
2011
- 2011-06-01 RU RU2011122218/03A patent/RU2481472C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1765465A1 (ru) * | 1990-08-07 | 1992-09-30 | Государственный Макеевский Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности | Способ импульсного воздействи на газоносный угольный пласт |
RU2159333C1 (ru) * | 2000-05-05 | 2000-11-20 | Московский государственный горный университет | Способ дегазации угольного пласта |
RU2188322C1 (ru) * | 2001-09-07 | 2002-08-27 | Московский государственный горный университет | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
RU2278978C1 (ru) * | 2004-12-14 | 2006-06-27 | Дальневосточный государственный технический университет | Способ дегазации угольного пласта |
RU2298650C1 (ru) * | 2005-10-11 | 2007-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
WO2007110562A1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Schlumberger Technology B.V. | Method of fracturing a coalbed gas reservoir |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011122218A (ru) | 2012-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105201481B (zh) | 液态co2相变多点致裂增透方法 | |
US9243487B2 (en) | Electrofracturing formations | |
CN104481574B (zh) | 一种利用高能声电复合技术提高煤层透气性的方法 | |
CN104131832B (zh) | 一种高瓦斯煤层冲割压抽一体化的卸压增透瓦斯抽采方法 | |
WO2018201706A1 (zh) | 底板顺层长钻孔分段压裂高效抽放煤巷条带瓦斯及区域消突方法 | |
RU2373398C1 (ru) | Способ дегазации и разупрочнения горных пород | |
US9784086B2 (en) | Method and process for extracting shale oil and gas by fracturing and chemical retorting in oil shale in-situ horizontal well | |
US20180080320A1 (en) | Method for over-pit and under-pit cooperative control of roofs of far and near fields of an extra-large stoping space | |
US20160069170A1 (en) | Method and process for extracting shale oil and gas by fracturing and chemical retorting in oil shale in-situ vertical well | |
CN103498680B (zh) | 提高综放工作面初采期间顶煤回收率的方法 | |
CN104879159B (zh) | 一种松软煤层回采工作面增透抽采瓦斯的装置及其方法 | |
CN105507858A (zh) | 一种超深碳酸盐岩缝洞型油藏非混相注气替油开采方法 | |
CN103195468A (zh) | 一种在围岩内进行高效强化抽采的系统工艺 | |
CN105089493B (zh) | 地面垂直井与井下穿层钻孔联合卸压煤层气抽采方法 | |
WO2019075885A1 (zh) | 基于可控冲击波复合浪涌式增压注水的煤层气井改造方法 | |
CN106437823B (zh) | 一种消除煤矿瓦斯爆炸突出超标的方法 | |
CN105134286B (zh) | L型井采空区瓦斯抽采方法 | |
CN104594866A (zh) | 一种基于低渗煤层气相压裂瓦斯快速抽采技术的新方法 | |
CN102678092A (zh) | 一种井上下联合施工煤与煤层气共采的方法 | |
CN104213896A (zh) | 煤层气储层压裂洞穴一体化完井方法 | |
RU2571464C1 (ru) | Способ предварительной дегазации свиты угольных пластов и выработанного пространства | |
CN104612644A (zh) | 一种低渗煤层气相压裂瓦斯快速抽采方法 | |
CN105201477A (zh) | 一种用于油页岩原位体积破碎定向造缝方法 | |
RU2335628C2 (ru) | Способ проведения локального направленного гидроразрыва пласта | |
RU2481472C2 (ru) | Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140602 |