Способ добычи метана из угольных пластов

(51) 21 В 43/26 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для извлечения метана из угольных пластов. Задача изобретения - повышение эффективности извлечения метана из угольного пласта. Сущность изобретения - в качестве носителя твердого наполнителя трещин расчленения используют карбонатный раствор, затем после выдержки, равной времени оседания наполнителя в трещинах, подают соляную кислоту с ингибитором и после стабилизации давления на устье скважины начинают извлечение газа на поверхность. Технический результат изобретения - повышение полноты извлечения метана из угольных пластов.(72) Низаметдинов Фарит Камалович Дрижд Николай Александрович Ожигин Сергей Георгиевич Шарипов Ниль Халяфович Хасен Болат Печатович Ли Клим Давыдович Демин Владимир Федорович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Карагандинский государственный технический университет Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений.-М. Недра. 1979(54) СПОСОБ ДОБЫЧИ МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 22057 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для извлечения метана из угольных пластов. Известен способ дегазации угольных пластов,включающий бурение скважин с поверхности на пласт, попеременное нагнетание в него 0,5-1,0 раствора соляной кислоты и нейтрализатора с темпом, превышающим естественную приемистость пласта, выдержку жидкости в пласте, ее откачку и отсос газа из пласта (А.с. 246601, СССР, Е 217/00,Бюл.4, 1969). Недостатками данного способа являются незначительная эффективность извлечения метана вследствие заиливания прискважинной зоны и смыкания трещин расчленения после откачки жидкости. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ дегазации угольных пластов, включающий бурение скважин с поверхности на пласт, обработку пласта рабочей жидкостью в режиме гидрорасчленения, закрепление трещин расчленения песком, извлечение газа на поверхность (Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений.-М. Недра, 1979). К недостаткам способа относится длительный срок дегазации для достижения требуемого коэффициента эффективности дегазации и недостаточная эффективность из-за неравномерности обработки массива. Задача изобретения - повышение эффективности извлечения метана за счет интенсификации газовыделения из угольного пласта и обеспечения равномерности его обработки. Технический результат изобретения - повышение полноты извлечения метана из угольных пластов. Это достигается тем, что в известном способе дегазация угольных пластов, включающем бурение скважин с поверхности на пласт, обработку пласта рабочей жидкостью в режиме гидрорасчленения,закрепление трещин расчленения твердым наполнителем, извлечение газа на поверхность, в качестве носителя твердого наполнителя используют карбонатный раствор, затем после выдержки, равной времени оседания наполнителя в трещинах,нагнетают соляную кислоту с ингибитором и после стабилизации давления на устье скважины начинают извлечение газа. Известны технические решения, в которых в качестве носителя твердого наполнителя используют карбонатные растворы, например, известковомеловой раствор, состоящий из мела, извести и воды, и в последующем нагнетают в закрепленные трещины соляную кислоту с ингибитором (соляркой) (А.с. 953190, СССР, Е 21 В 43/26, Бюл.5,1980). Следует отметить, что данный способ гидрокислотного разрыва предназначен для нефтяных пластов и его положительный эффект состоит в образовании трещин гидрорасчленения большой протяженности за счет, во-первых, более глубокой обработки массива путем замедления реакции кислоты ингибитором,во-вторых,использования в качестве песконосителя более вязкого карбонатного раствора, позволяющего доставить закрепитель вглубь трещин. 2 В предлагаемом решении используют эти известные технические приемы, но по новому назначению для угольных пластов, в результате которого у него в дополнение к эффекту,получаемому при применении вышеуказанного способа, появляется новое свойство, качественно новый положительный эффект, а именно, повышение эффективности извлечения метана за счет интенсификации газовыделения из угля и обеспечения равномерности обработки пласта. По окончании закачки проектного объема карбонатного раствора с твердым наполнителем делают выдержку,равную времени оседания наполнителя в трещине, и над последним в трещине образуется свободный канал, по которому вглубь трещины поступает соляная кислота с ингибитором. При этом в результате реакции ее с карбонатами образуется углекислый газ. Так как этот процесс осуществляется в небольших объемах трещин расчленения, то происходит нарастание газового давления в них до величины, обеспечивающей микроразрывы в структурных блоках угля. Это приводит к повышению равномерности отработки пласта и увеличению его газоотдачи. Второй важный момент,углекислый газ, обладая большой сорбционной стоимостью, замещает сорбированный в угле метан и тем самым интенсифицирует газовыделения из угольного пласта. Все это в совокупности приводит к повышению эффективности извлечения метана из пласта. Сущность заявленного технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 дано расположение скважин гидрорасчленения на шахтном поле,на фиг. 2 - вертикальный разрез по скважинам, фиг. 3- схема образования микротрещин в угольном пласте. Здесь, 1 - угольный пласт, 2 - скважины гидрорасчленения, 3 - обсадные трубы, 4 - цементное кольцо,5 - трещины гидрорасчленения, 6 -микротрещины разрыва. Способ реализуется следующим образом с дневной поверхности на угольный пласт 1 бурят скважины 2, которые обсаживаются металлическими трубами 3. Затрубное пространство 4 герметизируют цементным раствором. Затем при помощи гидропескоструйного перфоратора вскрывают угольный пласт, при этом прорезают обсадную колонну, цементное кольцо. Далее осуществляют гидравлическое расчленение угольного пласта. Проектный объем рабочей жидкости (водаПАВ) закачивают в пласт насосными агрегатами УН 1-630 х 700 А, при расходах, превышающих естественную приемистость пласта, в результате чего в пласте образуются трещины расчленения 5. Затем производят крепление трещин твердым наполнителем,например, кварцевым песком. При этом в качестве песконосителя используют карбонатный раствор,например, известково-меловой раствор. Объем закачки песка определяют из условия, что после выдержки, равной времени оседания наполнителя в трещине, в ней оставался свободный канал, по которому подают соляную кислоту с ингибитором,например, соляркой, замедляющей реакцию кислоты с карбонатами. В результате взаимодействия 22057 кислоты с карбонатами образуется углекислый газ,при этом давление в трещинах 5 возрастает, что приводит к образованию микротрещин 6, в результате чего, повышается равномерность обработки и газоотдачи пласта. Кроме того, углекислый газ,обладая большей сорбционной способностью,замещает метан в сорбционном объеме угля. Последний переходит в свободное состояние, что приводит к увеличению давления на устье скважины. После стабилизации давления, что свидетельствует о прекращении процесса замещения,скважину открывают и начинают извлечение газа на поверхность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ добычи метана из угольных пластов,включающий бурение скважин с поверхности на пласт, обработку пласта рабочей жидкостью в режиме гидрорасчленения, закрепление трещин расчленения тврдым наполнителем, извлечение газа на поверхность, отличающийся тем, что в качестве носителя тврдого наполнителя используют карбонатный раствор, затем после выдержки, равной времени оседания наполнителя в трещинах,нагнетают соляную кислоту с ингибитором и после стабилизации давления на устье скважины начинают извлечение газа.