Способ гидравлической обработки угольного пласта Советский патент 1985 года по МПК E21F5/02 E21F7/00 

4 СП

СП

со Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано для обработки угольных пластов для создания 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 для гидроразрыва пласта Li Недостатком данного способа является низкая эффективность гидрообработки. Наиболее близким к предлагаемому является способ гидравлической обработки угольного пласта, включаю щий бурение скважины с поверхности оборудование ее обсадной колонной и нагнетание воды L2 1 Недостатками известного способа являются невысокая эффективность и высокие затраты на гидрообработку вследствие незначительного (до 100 150 м) приведенного радиуса обработки пласта и необходимости значи тельных объемов воды для нагнетания Цель изобретения - повьппение эф фективности и снижение затрат на гидрообработку путем воздействия на угольньй пласт вЪдами припегающихводоносных горизонтов. Указанная цель достигается тем, что согласно способу гидравлической обработки угольного пласта,включающему бурение скважины с поверхности оборудова1 ие ее обсадной колонной и нагнетание воды, перфорадию обсадной колонны производят на уровне водоносного горизонта, а нагнетание воды осуществляют с темпом, превьш1ающим естественную приемистость пород водоносного горизонта. На чертеже изображена скважина (разрез) и показаны пути проникновения рабочей жидкости в угольный пласт. Способ осуществляется следующим образом. Бурят скважину 1 с дневной поверхности и для изоляции породной толщи устанавливают обсадную колонну 2, в которой на уровне водоносного горизонта 3 делают перфорационные отверстия 4. Устье скважины оборудуют головкой 5 (головка представляет собой арматуру, изготовляемую промьшшенностью для эксплуатации нефтяных скважин). Затем под действием насосных агрегатов 6, создающих давление до 70 МПа при темпах нагнетания до 30-100 л/с и выше, в скважину закачивается вода. При создании в водоносном горизонте Повышенных давлений вода по трещинопоровым каналам 7 породной толщи междупластья дренирует в-угольный пласт 8, увлажняя его. При этом в работу вступает вода как нагнетаемая с поверхности, так и вода, находящаяся 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 распространится на значительно, большее расстояние, тем самым создается возможность увеличить радиус обработки угольного пласта. Пример. Исследования по определению влияния на угольный пласт- закачки воды в водоносные горизонты были проведены на поле шахты им. Румянцева 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 составляет 32,0 и 28,4 м/т. С поверхности через скважину произведено гидрорасчленение вмещакяцих пород, залегающих на глубине 750 м. . Темп нагнетания рабочей жидкости изменялся в диапазоне 28-34 л/с, давление - 18-22 МПа. Вблизи пласта т находятся два водоносных горизонта, один из которых приурочен к прослою известняка 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 гидрорасчленения с водоносными горизонтами сообщалась системой нарушений разрывного характера., Методикой исследования предусматривалось измерение пластового давления на различных стадиях- гидрообработки вьше лежащих пород.Дпя этой цели из полевого штрека пласта была

пробурена, группа скважин (контрольных) до пересечения с пластом.Скйажины бьти загерметизированы пеечаноглинистой смесью.

Экспериментальные данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что при гидродинамическом воздействии на угольньй пласт через водоносный горизонт происходит нарушение газодинамического состояния массива угля, обусловленное изменением природного уровня перераспределения пластового давления.

Интенсивность гидравлического воздействия в функции расстояния от створа скважины не подчиняется параболической зависимости. Это объясняется тем, что влагонасыщение угля и массиве происходит по всей площади участка, контактируемого с водоносными горизонтами, что подтверждается одновременным повьйпением пластового давления на участке протяженностью более 700 м по простиранию, т.е. от удаленности контрольных скважин до скважины гидрорасчленения.

При достижении потоком ра.бочей жидкости водоносного горизонта вытеснение подземных вод из него начинается не сразу, это зависит от гррногеологических характеристик пород междупластья и угольного гатаста, куда вытесняется вода, а также самого водоносного горизонта. Так, на наблюдаемом участке только после нагнетания во вмешаю-

Результаты замеров пластового давления в контрольных

скважинах

щие породы 2500 м воды произошло перенасьпцение водоносного горизонта и началось вытеснение из него воды в угольный гшаст. В этом случае водоносный горизонт сохраняет постоянный уровень влагонасыщенности, с одной стороны он имеет подпитку рабочей жидкости от. скважины гидрорасчленвния, а с другой стороны происходит переток рабочей жидкости из водоносного горизонта в трещинопоровую структуру угля.

при использовании изобретения создается возможность повысить эффективность обработки угольного плата всттедствие внедрения рабочей жидкости в аего из многочисленных каналов на обрабатываемой плсщади. Повьипается 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 распространится в более удаленные участки, воздействуя чере существующие и образуемые трещины на угольный пласт. Уменьшается также удельный расход закачиваемой в пласт воды в результате вступления в полезную работу вод из водоносных горизонтов, что обеспечивает снижение затрат на гидрообработку по сравнению с известные способом.

Гидрообработку пласта предлагаемым способом можно осуществлять не только на ппастах, имеющих в непосредственной близости (не более 60 м) водоносные горизонты.

СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение скважины с поверхности, оборудование ее обсадной колонной и нагнетание воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения затрат на гидрообработку путем воздействия на угольный пласт водами прилегающих водоносных горизонтов, перфорац1по обсадной колонны производят на уровне водоносного горизонта, а нагнетание воды осуществляют с темпом, превышающим естественную приемистость пород водоносного горизонта.

388 316 286

240

2,19

0,59 1,58 0,53 1,49 0,27 2,30 0,80

Продолжение таблицы