SU1145159A1

SU1145159A1 - Method of hydraulic treatment of coal seam

Info

Publication number: SU1145159A1
Application number: SU823515276A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Семенович Бурчаков; Алексей Егорович Пережилов; Александр Семенович Лукаш; Владимир Григорьевич Кочетов
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1985-03-15

Abstract

СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение скважины с поверхности, оборудование ее обсадной колонной и нагнетание воды, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности и снижени затрат на гидрообработку путем воздействи на угольный пласт водами прилегающих водоносных горизонтов, перфорац1по обсадной колонны производ т на уровне водоносного горизонта , а нагнетание воды осуществл ют с темпом, превышающим естественную приемистость пород водоносного горизонта .HYDRAULIC TREATMENT OF COAL STRAY, including drilling a well from the surface, equipping it with a casing and pumping water, characterized in that, in order to increase efficiency and reduce the cost of hydrotreatment by affecting the coal seam with the waters of the adjacent aquifers, the perforator 1 produced the level of the aquifer, and the injection of water is carried out at a rate exceeding the natural injectivity of the rocks of the aquifer.

Description

4 СП4 SP

СПSP

со Изобретение относитс к горной промьшшенности и может быть использовано дл обработки угольных пластов дл создани безопасных и комфортных условий труда горнорабочих . Известен способ твдравлической обработки угольных пластов, включаю щий бурение скважины с поверхности оборудование ее обсадной колонной, насосным агрегатом и нагнетание жидкости дл гидроразрыва пласта Li Недостатком данного способа вл етс низка эффективность гидрообработки . Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ гидравлической обработки угольного пласта, включаю щий бурение скважины с поверхности оборудование ее обсадной колонной и нагнетание воды L2 1 Недостатками известного способа вл ютс невысока эффективность и высокие затраты на гидрообработку вследствие незначительного (до 100 150 м) приведенного радиуса обработки пласта и необходимости значи тельных объемов воды дл нагнетани Цель изобретени - повьппение эф фективности и снижение затрат на гидрообработку путем воздействи на угольньй пласт вЪдами припегающихводоносных горизонтов. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу гидравлической обработки угольного пласта,включающему бурение скважины с поверхности оборудова1 ие ее обсадной колонной и нагнетание воды, перфорадию обсадной колонны производ т на уровне водоносного горизонта, а нагнетание воды осуществл ют с темпом, превьш1ающим естественную приемистость пород водоносного горизонта . На чертеже изображена скважина (разрез) и показаны пути проникновени рабочей жидкости в угольный пласт. Способ осуществл етс следующим образом. Бур т скважину 1 с дневной поверхности и дл изол ции породной толщи устанавливают обсадную колонну 2, в которой на уровне водоносного горизонта 3 делают перфорационные отверсти 4. Устье скважины оборудуют головкой 5 (головка представл ет собой арматуру, изготовл емую промьшшенностью дл эксплуатации нефт ных скважин). Затем под действием насосных агрегатов 6, создающих давление до 70 МПа при темпах нагнетани до 30-100 л/с и выше, в скважину закачиваетс вода. При создании в водоносном горизонте Повышенных давлений вода по трещинопоровым каналам 7 породной толщи междупласть дренирует в-угольный пласт 8, увлажн его. При этом в работу вступает вода как нагнетаема с поверхности, так и вода, наход ща с в трещинопоровом объеме водоносного горизонта 3. Так как коэффициент проницаемости водоносного горизонта в 1,5-3,0 раза и более вьше по «сравнению с угольньм пластом, то вода по нему распространитс на значительно, большее рассто ние , тем самым создаетс возможность увеличить радиус обработки угольного пласта. Пример. Исследовани по определению вли ни на угольный пласт- закачки воды в водоносные горизонты были проведены на поле шахты им. Рум нцева ПО Артемуголь. На исследуемом участке пласты т, и fflj представлены углем марки К, соответственно залегают на глубине-888 и 861 м, имеют мощность 0,95 и 1,2 м, а газоносность их составл ет 32,0 и 28,4 м/т. С поверхности через скважину произведено гидрорасчленение вмещак цих пород, залегающих на глубине 750 м. . Темп нагнетани рабочей жидкости измен лс в диапазоне 28-34 л/с, давление - 18-22 МПа. Вблизи пласта т наход тс два водоносных горизонта, один из которых приурочен к прослою известн ка Mj мощностью 1,9-20 м,. залегающему в 15 м выше кровли пласта,второй - к прослою песчаника мощностью до 4,0 м, залегакнцему в 3,2 м ниже почвы пласта. Скважина гидрорасчленени с водоносными горизонтами сообщалась системой нарушений разрывного характера ., Методикой исследовани предусматривалось измерение пластового давлени на различных стади х- гидрообработки вьше лежащих пород.Дп этой цели из полевого штрека пласта былаThis invention relates to mining and can be used to treat coal seams to create safe and comfortable working conditions for miners. A known method for the hydraulic treatment of coal seams, including the drilling of a well from the surface, its casing equipment, pumping unit and injection of hydraulic fracturing fluid Li. The disadvantage of this method is the low efficiency of hydrotreatment. The closest to the proposed method is the hydraulic treatment of a coal seam, which includes drilling a well from the surface of its casing equipment and injecting L2 1 water. The disadvantages of this method are low efficiency and high cost of hydrotreatment due to the reduced (up to 100,150 m) radius of treatment reservoir and the need for significant volumes of water for injection The purpose of the invention is to increase the efficiency and reduce the cost of hydrotreatment by acting on coal st layer along the aquiferous horizons. This goal is achieved in that according to the method of hydraulic treatment of a coal seam, including drilling a well from the surface, equipping its casing and pumping water, the perforation of the casing is performed at the level of the aquifer, and water is pumped at a rate that exceeds the natural acceleration of the aquifer horizon. The drawing shows a well (section) and shows the path of penetration of the working fluid into the coal seam. The method is carried out as follows. A borehole 1 is drilled from the day surface and to isolate the rock strata, a casing 2 is installed, in which perforations 4 are made at the level of the aquifer 3. The wellhead is equipped with a head 5 (the head is a valve made by an oil well ). Then, under the action of pumping units 6, which create pressure up to 70 MPa at a rate of injection up to 30-100 l / s and more, water is pumped into the well. During the creation of elevated pressures in the aquifer, the water drains the coal seam 8 through crack fissure channels 7 in the rock formation, wetting it. In this case, water enters the work as being injected from the surface, as well as water that is found in the fissure-resistant volume of the aquifer 3. Since the aquifer permeability coefficient is 1.5-3.0 times or more, compared to the coal seam, then the water will spread over it over a much longer distance, thus creating the opportunity to increase the processing radius of the coal seam. Example. Studies to determine the effect on coal seam injection of water into aquifers were carried out in the mine field. Rum ntseva ON Artemugol. In the study area, the t and fflj beds are represented by grade K coal, respectively, occur at a depth of 888 and 861 m, have a thickness of 0.95 and 1.2 m, and their gas content is 32.0 and 28.4 m / t. From the surface, through a well, hydrodissociation was carried out for the rocks lying at a depth of 750 m. The working fluid injection rate varied in the range of 28–34 l / s, pressure — 18–22 MPa. Near the reservoir there are two aquifers, one of which is confined to the interbed of limestone Mj with a thickness of 1.9–20 m. 15 m above the roof of the stratum, the second - to sandstone interbed with a thickness of up to 4.0 m, lighter about 3.2 m below the soil of the stratum. A hydrodissection well with aquifers was reported by a system of faults of a discontinuous nature. Measurement methods were used to measure reservoir pressure at various stages of the hydroprocessing of the underlying rocks. For this purpose, the field drift was

пробурена, группа скважин (контрольных ) до пересечени с пластом.Скйажины бьти загерметизированы пеечаноглинистой смесью.drilled, a group of wells (control) to the intersection with the reservoir. The pits are sealed with a peach-clay mixture.

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что при гидродинамическом воздействии на угольньй пласт через водоносный горизонт происходит нарушение газодинамического состо ни массива угл , обусловленное изменением природного уровн перераспределени пластового давлени .The experimental data presented in the table indicate that the hydrodynamic impact on the coal seam through the aquifer causes a disturbance in the gas dynamic state of the coal mass due to the change in the natural level of redistribution of the reservoir pressure.

Интенсивность гидравлического воздействи в функции рассто ни от створа скважины не подчин етс параболической зависимости. Это объ сн етс тем, что влагонасыщение угл и массиве происходит по всей площади участка, контактируемого с водоносными горизонтами, что подтверждаетс одновременным повьйпением пластового давлени на участке прот женностью более 700 м по простиранию, т.е. от удаленности контрольных скважин до скважины гидрорасчленени .The intensity of the hydraulic effect as a function of the distance from the wellbore does not obey a parabolic dependence. This is due to the fact that coal moisture and the massif occur over the entire area of the site in contact with the aquifers, which is confirmed by the simultaneous flow of reservoir pressure over an area of more than 700 m along the strike, i.e. from the remoteness of the control wells to the hydraulic dissection well.

При достижении потоком ра.бочей жидкости водоносного горизонта вытеснение подземных вод из него начинаетс не сразу, это зависит от гррногеологических характеристик пород междупласть и угольного гатаста, куда вытесн етс вода, а также самого водоносного горизонта . Так, на наблюдаемом участке только после нагнетани во вмешаю- When the working fluid of an aquifer reaches the flow of water, displacement of groundwater from it does not begin immediately, it depends on the geological and geological characteristics of the rocks between the regions and the coal gatast where the water is displaced, as well as the aquifer itself. So, in the observed area only after injection into the interfering

Результаты замеров пластового давлени в контрольныхThe results of measurements of reservoir pressure in the control

скважинахwells

щие породы 2500 м воды произошло перенасьпцение водоносного горизонта и началось вытеснение из него воды в угольный гшаст. В этом случае водоносный горизонт сохран ет посто нный уровень влагонасыщенности , с одной стороны он имеет подпитку рабочей жидкости от. скважины гидрорасчленвни , а с другой стороны происходит переток рабочей жидкости из водоносного горизонта в трещинопоровую структуру угл .The formations of 2500 m of water overgrown the aquifer, and water began to be squeezed out of it into the coal mine. In this case, the aquifer retains a constant level of moisture saturation, on the one hand it has a working fluid from. on the other hand, the working fluid flows from the aquifer to the fissure-pore structure of coal.

при использовании изобретени создаетс возможность повысить эффективность обработки угольного плата всттедствие внедрени рабочей жидкости в аего из многочисленных каналов на обрабатываемой плсщади. Повьипаетс радиус обработки угольного пласта через одну скважину в 1,5-3,0 раза, так как приемистость водоносного горизонта выпе, чем угольного пласта, поэтому жидкость от скважины распространитс в более удаленные участки, воздейству чере существующие и образуемые трещины на угольный пласт. Уменьшаетс также удельный расход закачиваемой в пласт воды в результате вступлени в полезную работу вод из водоносных горизонтов, что обеспечивает снижение затрат на гидрообработку по сравнению с известные способом.When using the invention, it is possible to improve the processing efficiency of the coal plate due to the introduction of the working fluid into this one of the numerous channels on the treated area. The processing radius of the coal seam penetrated 1.5-3.0 times through one well as the injectivity of the aquifer discharged than the coal seam, so fluid from the well spreads to more distant areas, affecting the existing and formed cracks on the coal seam. The specific flow rate of the water injected into the reservoir also decreases as a result of the entry into useful operation of water from aquifers, which ensures a reduction in the cost of hydrotreatment compared with the known method.

Гидрообработку пласта предлагаемым способом можно осуществл ть не только на ппастах, имеющих в непосредственной близости (не более 60 м) водоносные горизонты.Hydroprocessing of the formation by the proposed method can be carried out not only on the pastes having aquifers in close proximity (no more than 60 m).

388 316 286388 316 286

240240

2,19 2.19

0,59 1,58 0,53 1,49 0,27 2,30 0,800.59 1.58 0.53 1.49 0.27 2.30 0.80

Продолжение таблицыTable continuation

Claims

METHOD FOR HYDRAULIC TREATMENT OF A COAL LAYER, including drilling a well from the surface, equipping it with a casing string and injecting water, characterized in that, in order to increase efficiency and reduce the cost of hydroprocessing by exposing adjacent coal-bearing horizons to the water layer, the casing is perforated at a level aquifer, and water injection is carried out at a rate exceeding the natural pickup of the rocks of the aquifer.