Способ извлечения метана из угольного пласта

(51) 21 7/00 (2006.01) 21 7/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Задачей изобретения является образование в угольном пласте устойчивой системы сквозных трещин и более полного раскрытия всех систем естественной трещиноватости пласта, снижения продолжительной подготовки пласта к интенсификации съема газа. Для этого в продуктивном пласте бурится, как минимум,дополнительная параллельная скважина, в которой с поверхности по пробуренным скважинам с помощью наращивания гибких отрезков труб засылают заранее заготовленную гибкую трубу с размещенными в ней рассредоточенных зарядов ВВ с обособленными детонаторами управляемыми с поверхности. Регулируя очередность взрывания обеспечивают раскрытие естественных трещин в угольном пласте и интенсивность поступления метана в отсасывающую систему.(72) Вареха Жорж Павлович Хасен Болат Пешатович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Институт проблем комплексного освоения недр(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА(57) Изобретение относится к горной,преимущественно угольной промышленности, и может быть использовано при заблаговременном извлечении метана из угольных пластов. Изобретение относится к горной,преимущественно угольной промышленности, и может быть использовано при заблаговременном извлечении (добычи) метана из угольных пластов. Известен способ извлечения угольного метана с помощью вертикальных скважин, через которые осуществляется гидрорасчленение угольного пласта(Руководство по дегазации угольных шахт. - М., 1990, - с.186). Однако этому распространенному способу присущ ряд недостатков, главный из которых, что он требует чрезмерных объемов и темпов закачки жидкости гидроразрыва и длительных сроков выполнения всех необходимых подготовительных процессов,прежде чем приступить к извлечению метана. Для эффективного извлечения угольного метана необходим целый комплекс последовательных и многостадийных воздействий на природную систему уголь-газ,направленных на преодоление различных форм их физических и химических связей. Величина требуемого энергетического воздействия является запредельной (особенно на больших глубинах) для современного технологического оборудования. Кроме того, гидрорасчленение пласта с помощью рабочей жидкости блокирует значительную часть метана в порах и остаточная газоносность пласта возрастает в два-три раза, что не приемлемо для промысловой добычи метана. Наиболее близким техническим решением является бурение вертикально-наклонной скважины для дегазации угольного пласта на шахте им.А.А.Скочинского (Ярунин С.А., Лукаш А.С.,Конарев В.В. Опыт проведения гидродинамического воздействия на углепородный массив через скважину с горизонтальным окончанием ствола. М., Уголь,-1990,6, - с.18-20.). При этом наклонная часть скважины пройдена в почве угольного пласта и по ее длине были проведены гидроразрывы с угольным пластом. Однако этот известный способ имеет недостаток, обусловленный ограниченной поверхностью фильтрации,а,следовательно, малым притоком к ней угольного метана. Цель изобретения - образование в угольном пласте устойчивой системы сквозных трещин и более полное раскрытие всех систем естественной трещиноватости пласта,снижение продолжительности подготовки пласта к интенсификации съема газа. Указанная цель достигается тем, что в известном способе дегазации бурится в продуктивном пласте как минимум дополнительная параллельная скважина, в которой размещают гибкую трубу(например полипропиленовую) с вмонтированными в ней рассредоточенных зарядов ВВ с обособленными детонаторами, управляемыми с поверхности. Регулируя очередность взрывания,обеспечивают более полное раскрытие всех систем естественной трещиноватости пласта, тем самым увеличивая интенсивность поступления метана в отсасываемую скважину. Эффективное извлечение угольного метана возможно только при условии обеспечения устойчивости раскрываемых трещин. 2 Процессы раскрытия системы трещин и повышения проницаемости массива наиболее эффективно реализуются при взрывных работах. На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа добычи метана из угольного пласта. Способ добычи метана из угольного пласта осуществляется следующим образом (фиг.1). С поверхности бурят вертикальную скважину 1 на глубину ниже угольного пласта 2 и оборудуют водосборник 3, где устанавливается погружной насос для откачивания воды на поверхность. Скважину 1 обсаживают трубами, тампонируют затрубное пространство. Производят перфорацию обсадной колонны и тампонажного кольца 4 и 5 на некотором расстоянии от пласта, чтобы пробурить криволинейную скважину 6 и 7 с выходом на пласт 2. Причем радиус закругления (ск) криволинейной скважины 7 должен быть равным или больше, чем возможный радиус изгиба гибкой трубы (т) с размещенными в ней рассредоточенными зарядами ВВ, т.е. скт. Затем по пласту бурятся две параллельные скважины 8 и 9, которые в зависимости от физико-механических свойств пласта,вмещающих пород и параметров метаноносности пласта, могут располагаться как по мощности, так и в плоскостях пласта на разном расстоянии. На поверхности в гибкой трубе 10 по ее длине размещают рассредоточенные заряды ВВ 11, к каждому из которых прикрепляется отдельный детонатор, управляемый с поверхности. Причем внешний диаметр гибкой трубы 10 меньше, чем внутренний диаметр вертикальной 1 и пластовой 9 скважин. Затем гибкую трубу 10 с рассредоточенными зарядами 11 опускают в скважину 1 и путем наращивания отрезков труб 12 засылают трубу 10 с рассредоточенными зарядами 11 в пластовую скважину 9. После откачки воды и в зависимости от дебита газа в скважине производят поочередное взрывание зарядов 11, идет добыча метана с помощью вакуумнасоса с высокой степенью разрежения. Пластовые скважины обеспечивают одновременно дренаж воды и транспортировку метана. Последовательное взрывание рассредоточенных зарядов, расположенных в скважине 9, пробуренной в продуктивном пласте способствует более полному раскрытию всех систем естественной трещиноватости пласта, а разработанный и заявленный способ размещения гибкой трубы с рассредоточенными зарядами ВВ с обособленными детонаторами управляемыми с поверхности в пластовой скважине позволят снизить продолжительность подготовительных операций и процессов к интенсификации добычи газа с метаногазового месторождения. Снижение продолжительности подготовки угольного пласта к интенсификации добычи газа оценивается по сравнению со способами гидрорасчленения угольных пластов. Считаем, что пробурить дополнительную скважину по пласту и разместить в ней гибкую трубу с рассредоточенными зарядами ВВ значительно быстрее, чем процесс нагнетания рабочего агента в пласт с последующим его извлечением. Кроме того, в аналогах дополнительно необходимо производить работы по устойчивости раскрываемых в процессе воздействия трещин. С увеличением глубины залегания пласта наблюдается увеличение скоростей затекания трещин для увлажнения углей в 5 раз больше, чем в неувлажненных (Пучков Л.А., Сластунов С.В.,Презент Г.М., Баймухаметов С.К. Угольный метан некоторые проблемы и направления их решения.Уголь,12,2003 г. - с.43-48). Устройство водосборника ниже пласта с последующим откачиванием воды на поверхность обеспечит понижение давления воды и создание условий для миграции газа в скважину. Мощность зарядов рассчитывается из условий физико-механических свойств угольного пласта,вмещающих пород и будет ли после съема газа отрабатываться данный продуктивный пласт подземным способом. В определенных ситуациях после взрывания в скважине рассредоточенных зарядов ВВ допускается производить закачку соответствующих жидкостей для изменения гидрогазодинамики угольного пласта с целью увеличения проницаемости массива и улучшения его фильтрационных характеристик. Освоение применения горизонтального бурения шпуров по продуктивному пласту с поверхности позволит достигать значительного увеличения площади поверхности угольного пласта, контактирующей со скважиной для обеспечения роста объемов добычи метана. Использование предложенного способа позволит не только интенсифицировать процесс добычи угольного метана, но и повысить степень его извлечения из угольного пласта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения метана из угольного пласта включающий бурение вертикальной скважины с поверхности ниже угольного пласта с образованием водосборника, оборудование ее обсадной колонной,тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны и бурение наклонногоризонтальных скважин по продуктивному пласту,герметизацию их устьев,подключение к газопроводу и отсос метана, отличающийся тем,что в скважине, пробуренной в продуктивном пласте,размещают гибкую трубу с вмонтированными в нее рассредоточенными зарядами взрывчатых веществ с обособленными детонаторами, управляемыми с поверхности, затем,в зависимости от дебита газа, производят поочередное взрывание зарядов. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что рассредоточенные заряды взрывчатых веществ размещают внутри гибкой трубы, внешний диаметр которой меньше, чем внутренний диаметр буровых скважин, которую с помощью соединенных отрезков труб опускают через пробуренные скважины и размещают в скважине пробуренной в продуктивном пласте.