RU2566883C1 - Способ гидравлической обработки угольного пласта - Google Patents
Способ гидравлической обработки угольного пласта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566883C1 RU2566883C1 RU2014115383/03A RU2014115383A RU2566883C1 RU 2566883 C1 RU2566883 C1 RU 2566883C1 RU 2014115383/03 A RU2014115383/03 A RU 2014115383/03A RU 2014115383 A RU2014115383 A RU 2014115383A RU 2566883 C1 RU2566883 C1 RU 2566883C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluid
- channels
- well
- pressure
- formation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Предложенное изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом изобретения является обеспечение создания равномерной сети трещин для повышения эффективности газоотдачи пласта. Предложен способ гидравлической обработки угольного пласта, включающий периодически повторяющиеся подачу жидкости через скважину в пласт с максимально быстрым увеличением давления на устье скважины, гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт с поддержанием давления в течение времени, необходимого для формирования заданных размеров и конфигурации трещин пласта, и сброс устьевого давления жидкости с максимально быстрым снижением до атмосферного с последующим истечением жидкости из скважины. При этом дополнительно пробуривают радиальные каналы и создают гидроударное импульсное воздействие в этих каналах, а затем изменяют движение потока жидкости. Причем гидроимпульсные воздействия производят одновременно во всех радиально пробуренных каналах или последовательно в каждом радиальном канале с последующим гидроразрывом пласта.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов с целью повышения безопасности работ в шахтах, а также для добычи метана из угольных пластов через скважины, пробуренные с поверхности.
Известен способ гидроразмыва горных пород (патент №2014457, опубл. 1994.06.15) путем подачи прерывистой струи жидкости под давлением, причем прерывание струи жидкости осуществляют с частотой, равной резонансной частоте колебаний разрабатываемых пород.
Недостатком способа является подача пульсирующей струи жидкости с целью гидроразмыва горных пород. Не используется гидроимпульсная обработка как эффективное средство для деформации трещин, их развития и разрушения массива угольного пласта.
Известен способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом (патент №2351751, 2009.04.10), включающий бурение двух и более протяженных радиальных перфорационных каналов в продуктивном пласте, в разных вертикальных плоскостях с изменением азимута бурения на 180°, осуществляют гидравлический разрыв продуктивного пласта в каждом перфорационном канале.
Недостатком способа является осуществление гидроразрыва пласта с продавкой жидкости постоянным давлением, для чего требуется применение мощных насосных агрегатов и установка пакера. Гидроразрыв постоянным давлением способствует образованию, как правило, одной трещины, что недостаточно, поскольку угольный пласт имеет малую газовую проницаемость.
Известны метод и аппарат высокого давления для струйного создания радиальных каналов (патент US №2009288884, опубл. 2009.11.26), расходящихся от вертикального ствола скважины с использованием режущего инструмента для создания отверстия в обсадной колонне и высоконапорных струй жидкости создания радиальных каналов.
Недостатком метода является создание радиально расходящихся каналов способом эрозионного размыва породы без осуществления гидроимпульсного воздействия на пласт, т.е. без создания дополнительных трещин в угольном пласте, имеющем малую газовую проницаемость.
Известен способ импульсного гидроразрыва (патент №2392425, опубл. 2010.06.20), включающий формирование перепадов давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины волны движения массы жидкости, для осуществления которого устанавливают в скважине исходное давление, при котором трещины пласта сомкнуты, затем резко подают жидкость в скважину под давлением на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает призабойной зоны и воздействует на трещины пласта, затем прекращают закачку и осуществляют слив жидкости для снижения давления в скважине до величины исходного.
Недостатком способа является образование трещин по напластованиям породы в сторону естественного трещинообразования, требуется создание трещин или каналов, расходящихся от ствола скважины на соизмеримое расстояние для равномерного притока газа со всех сторон пласта.
Известен способ веерной поинтервальной эксплуатации нефтедобывающих скважин (патент №2419717, опубл. 2011.05.27), включающий бурение нагнетательных скважин и добывающих многозабойных скважин с горизонтальным расположением стволов в области продуктивного пласта, горизонтальные боковые стволы располагают симметрично в радиальном направлении относительно основного ствола.
Недостатком способа является поочередный, последовательный отбор из каждого бокового ствола, после чего этот боковой ствол пакетируют. Не предусматривается гидроимпульсная обработка пласта через боковые стволы для увеличения его проницаемости.
Известен способ гидравлической обработки угольного пласта (патент №2477799, опубл. 2013.03.20), принятый за прототип, включающий периодически повторяющиеся подачу жидкости через скважину в пласт с максимально быстрым увеличением давления на устье скважины, гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт с поддержанием давления в течение времени, необходимого для формирования размеров и конфигурации трещин пласта, и сброс устьевого давления жидкости с максимально быстрым снижением до атмосферного с последующим истечением жидкости из скважины.
Недостатком способа является то, что при гидроимпульсном воздействии трещины образуются по напластованиям породы в сторону естественного трещинообразования, требуется создание трещин или каналов, расходящихся от ствола скважины на соизмеримое расстояние для равномерного притока газа со всех сторон пласта.
Техническим результатом изобретения является создание радиальных каналов вокруг дегазационной скважины, а также развитие сети трещин и разрушение массива угольного пласта за счет гидроударов.
Технический результат достигается тем, что пробуривают радиальные каналы, создают гидроударное импульсное воздействие в этих каналах, а затем изменяют движение потока жидкости, при этом гидроимпульсные воздействия производятся одновременно во всех радиально пробуренных каналах или последовательно на отдельных участках каждого радиального канала с последующим гидроразрывом пласта.
Такой способ позволяет за счет проведения периодических гидроударов в предварительно пробуренных радиальных каналах создавать трещины в угольном массиве и разрушать его, начиная от наиболее удаленных участков каналов и до ствола скважины.
Способ реализуют следующим образом. Устанавливают на устье скважины оборудование для проведения радиального бурения, например конструкцию RadTech. Согласно технологическому регламенту спускают в скважину отклоняющий башмак, по необходимости просверливают отверстие в обсадной колонне на уровне продуктивного пласта и после извлечения сверла направляют в угольный пласт через отклоняющий башмак гибкий шланг с гидромониторной насадкой. Высоконапорным потоком воды осуществляют эрозионный размыв породы с образованием канала, радиально направленного от ствола скважины.
После создания радиального канала осуществляют его промывку циркуляцией воды, осуществляемой одновременно с извлечением гибкого шланга и снижением напора воды. Затем вокруг пробуренного канала создают дополнительную сеть трещин, для чего на устье устанавливают быстродействующие вентили для импульсной подачи воды.
Открывание быстродействующего вентиля при подаче воды под высоким давлением на устье скважины приводит в движение массу скважинной жидкости. Нижележащие слои воды уплотняются и также приводятся в движение. Увеличивающаяся в объеме, движущаяся с ускорением текучая масса проходит через отклоняющий башмак и, достигая конца канала, создает гидроудар с повышением давления в образующихся трещинах пласта.
Высокое давление в трещинах пласта формируется за счет инерции движущейся массы воды. Для создания давления гидроразрыва нет необходимости в применении мощного насосного агрегата. Давление гидроудара, передаваемое в трещины пласта, пропорционально плотности движущейся жидкости, скорости потока и скорости распространения ударной волны.
Трещины пласта формируются от воздействия гидроудара и расширяются за счет поддержания высокого давления воды.
После наполнения и максимального расширения трещин пласта в прискважинной зоне осуществляют слив воды из скважины. Давление воды на устье падает до атмосферного, формируется волна разрежения, которая перемещается от устья через отклоняющий башмак и формирует в конце канала импульс депрессии. Трещины пласта смыкаются. После излива порции скважинной жидкости повторяют операции закачки жидкости для наполнения и расширения трещин пласта и ее повторного излива.
При многократном создании импульса высокого давления массив угольного пласта разрушается, осыпается и заполняет сечение скважины. Подбором давления воды, длительности открывания быстродействующего вентиля и частоты повторения гидроударов определяют оптимальные условия создания трещин в угольном пласте и его разрушения. Для создания трещин пласта заданной длины и конфигурации учитывают длительность и величину прикладываемого давления, а также марку угля и мощность обрабатываемого пласта, а также другие геологические условия.
Периодическое изменение давления в широком диапазоне способствует максимальным раскрытию и смыканию трещин, следовательно, их развитию и деформации. При формировании трещин происходит разрушение породы, ее дробление и вымывание. По мере разрушения массива пласта осыпающаяся угольная масса заполняет скважину и создает гидравлическое сопротивление для прохождения ударной волны, поэтому последующие ударные волны распространяются до участка скважины, заполненного фрагментами разрушенного угольного пласта, где происходит резкое снижение скорости движения жидкости и гидроударное увеличение давления. Кроме того, фрагменты разрушенного угольного пласта, заполняя канал, отклоняют ударную волну от прямолинейного движения вдоль оси скважины и направляют ее на разрушаемые стенки канала.
После создания канала и проведения его обработки поворачивают колонну насосно-компрессорных труб вместе с отклоняющим башмаком на определенный угол и бурят следующий канал в новом направлении. При необходимости изменяют высоту подвески отклоняющего башмака. Возможны два варианта последовательности обработки:
- бурение поочередно всех каналов, затем их одновременная гидроимпульсная обработка;
- гидроимпульсная обработка каждого канала после его бурения с изоляцией других пробуренных каналов.
Предлагаемый способ позволяет за малое время и при использовании минимального количества оборудования создавать равномерную сеть трещин по площади пласта, доступной для горизонтального бурения и длине дегазационных каналов, а также частично разрушать пласт с образованием максимально возможной площади обнажения угольного массива для эффективной газоотдачи.
Claims (1)
- Способ гидравлической обработки угольного пласта, включающий периодически повторяющиеся подачу жидкости через скважину в пласт с максимально быстрым увеличением давления на устье скважины, гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт с поддержанием давления в течение времени, необходимого для формирования заданных размеров и конфигурации трещин пласта, и сброс устьевого давления жидкости с максимально быстрым снижением до атмосферного с последующим истечением жидкости из скважины, отличающийся тем, что пробуривают радиальные каналы, создают гидроударное импульсное воздействие в этих каналах; а затем изменяют движение потока жидкости, при этом гидроимпульсные воздействия производятся одновременно во всех радиально пробуренных каналах или последовательно на отдельных участках каждого радиального канала с последующим гидроразрывом пласта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115383/03A RU2566883C1 (ru) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115383/03A RU2566883C1 (ru) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2566883C1 true RU2566883C1 (ru) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014115383/03A RU2566883C1 (ru) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2566883C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018161470A1 (zh) * | 2017-03-06 | 2018-09-13 | 中国矿业大学 | 钻孔丙酮侵袭与水力压裂相结合的交替式煤层增透方法 |
RU2707825C1 (ru) * | 2019-04-23 | 2019-11-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ интенсификации дегазации угольного пласта |
CN112392538A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-23 | 太原理工大学 | 一种构造煤层掘进工作面递进掩护式顺层水力造穴施工方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4065927A (en) * | 1975-01-20 | 1978-01-03 | Continental Oil Company | Method for blocking gas flow in a coal seam |
RU2351751C2 (ru) * | 2007-06-09 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом |
RU2392425C1 (ru) * | 2009-03-16 | 2010-06-20 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
CN102619552A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-08-01 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 导向槽定向水力压穿增透及消突方法 |
RU2477799C1 (ru) * | 2011-07-21 | 2013-03-20 | Александр Владимирович Шипулин | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
-
2014
- 2014-04-16 RU RU2014115383/03A patent/RU2566883C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4065927A (en) * | 1975-01-20 | 1978-01-03 | Continental Oil Company | Method for blocking gas flow in a coal seam |
RU2351751C2 (ru) * | 2007-06-09 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом |
RU2392425C1 (ru) * | 2009-03-16 | 2010-06-20 | Александр Владимирович Шипулин | Способ осуществления импульсного гидроразрыва |
RU2477799C1 (ru) * | 2011-07-21 | 2013-03-20 | Александр Владимирович Шипулин | Способ гидравлической обработки угольного пласта |
CN102619552A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-08-01 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 导向槽定向水力压穿增透及消突方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018161470A1 (zh) * | 2017-03-06 | 2018-09-13 | 中国矿业大学 | 钻孔丙酮侵袭与水力压裂相结合的交替式煤层增透方法 |
RU2707825C1 (ru) * | 2019-04-23 | 2019-11-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ интенсификации дегазации угольного пласта |
CN112392538A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-23 | 太原理工大学 | 一种构造煤层掘进工作面递进掩护式顺层水力造穴施工方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2540709C1 (ru) | Способ ударно-волнового разрушения угольного пласта через скважины пробуренные из горных выработок | |
RU2343275C2 (ru) | Способ интенсификации добычи природного газа из угольных пластов | |
RU2392425C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
CN104790951B (zh) | 弱化距煤层100~350m高位坚硬顶板的方法及装置 | |
CN105464638A (zh) | 煤层气井脉冲径向钻孔与双脉动水力压裂方法 | |
RU2327027C2 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины | |
CN102953719A (zh) | 拖动式无封隔器水力喷射脉动酸压装置及方法 | |
RU2409738C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2562358C1 (ru) | Способ разработки залежей высоковязких нефтей и битумов | |
RU2566883C1 (ru) | Способ гидравлической обработки угольного пласта | |
RU2655309C1 (ru) | Способ многократного гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины | |
RU2586693C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2601881C1 (ru) | Способ многократного гидравлического разрыва пласта в наклонно направленном стволе скважины | |
RU2682409C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2507390C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2737632C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
US9611724B2 (en) | Damping pressure pulses in a well system | |
RU2626104C1 (ru) | Способ заблаговременной дегазации угольных пластов | |
RU2666845C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2696035C1 (ru) | Гидропескоструйный перфоратор для поинтервальной перфорации и гидравлического разрыва пласта | |
Blöcher et al. | D3. 2 Report on radial jet-drilling (RJD) stimulation technology | |
RU2675134C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
RU2644368C1 (ru) | Способ осуществления импульсного гидроразрыва | |
US20150144341A1 (en) | System and Method for Forming Cavities | |
RU2383720C1 (ru) | Способ обработки призабойной зоны скважины |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160417 |