Способ предотвращения газодинамических явлений при отработке метанообильных угольных пластов Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа при отработке ме- танообильных угольных пластов.

Цель изобретения - повышение безопасности отработки метанообильных угольных пластов за счет интенсификации процесса перехода газов в угольном пласте в кристаллогидратное сос- ние.

На чертеже изображена принципиальная схема реализации способа.

На схеме обозначены резервуар 1 для образования водокр исталлогидрат- ной эмульсии с размещенными в нем теплообменником 2, который подключен на выход холодильника 3, диспергато- ром 4, соединенным с генератором 5 ультразвуковых колебаний, и перфорированным коллектором 6, сообщенным через запорный вентиль 7 посредством трубопровода 8 с нагнетательной стороной компрессора 9, всасывающая сторона которого содержит вентиль 10 и трубопровод 11, подключенный к дегазационной скважине 12, емкость 13 с органическим растворителем, вентиль 14, регулирующий подачу органического раствора, трубопровод 15 для на- полнеиия резервуара водой с задвижкой 16, подключенный к магистральному водопроводу 17, высоконапорный насос 18, расходомер 19, импульсатор 20, соединенный трубопроводом 21 с обсадной трубой нагнетательной скважины 22 и манометр 23 для контроля давления нагнетания жидкости.

Способ осуществляется следующим образом,

Для производства дегазационных работ в газоносный угольный пласт бурят на определенном расстоянии друг от друга ряд нагнетательных скважин 22 и дегазационную скважину 12. Скважины 22 обсаживают трубами на всю длину вплоть до угольного пласта и подключают к ним трубопровод 21 о Дегазационную скважину 12 обсаживают только у устья и соединяют ее с трубопроводом 11. Для забора воды из магистрального водопровода 17 к нему подключают трубопровод 15. Затем открывают задвижку 16 и заполняют резервуар 1 водой с одновременной подачей в него из емкости 13 некоторого количества органического раст1

ворителя, в качестве которого может быть использован бензол или четырех- хлористый углерод. Расход раствори- теля регулируют вентилем 14. После заполнения р-езервуара 1 задвижку 16 закрывают, включают генератор 5 и посредством диспергатора 4 Создают в водной среде резервуара 1 ультра- звуковое поле, которое способствует образованию эмульсии и ее интенсивному перемешиванию. Для повышения устойчивости эмульсии в воду добавляют стабилизатор, например ПАВ. Одновременно в теплообменник 2 из холодильника 3 подают хладагент для охлаждения образующейся эмульсии. Затем открывают вентиль 7 и включают компрессор 9. Вентиль 10 используют для регулировки количества метана, подаваемого в резервуар 1 из дегазационной скважины 12. Излишки метана удаляют через предохранительный клапан. Температуру воды в резервуаре 1 снижают до образования1 в ней устойчивых кристаллогидратов метана. В случае быстрого снижения температуры

угольного пласта, особенно на начальном этапе дегазации, воду в резервуаре 1 охлаждают до 0°С. После достижения заданных температур и образования в резервуаре 1 устойчивой водо- кристаллогидратной эмульсии включают высоконапорный насос 18 и запускают в работу импульсатор 20. При этом во- докристаллогидратная эмульсия нагнетается под давлением по трубопроводу 21 в скважину 22 и далее в угольный пласт. Импульсатор 20 обеспечивает ударно-пульсирующий режим нагнетания, что позволяет периодически раскрывать и снижать поры и каналы в угольном массиве и тем самым активно перемешивать имеющийся там газ с нагнетаемой жидкостью. Расход и давление жидкости контролируют соответственно по расходомеру 19 и манометру 23. По мере надобности в резервуар 1 добавляют воду из магистрального водопровода 17 и органический растворитель из емкости 13. Метан и другие сопутствующие газообразные предельные и непредельные углеводороды, находящиеся в порах, каналах и естественных полостях угольного пласта, за счет ударно-пульсирующего режима нагнетания интенсивно перемешиваются с поступающей холодной водой. Благодаря наличию в ней инициирующей затравки в виде гидратных центров кристаллизации и взвешенных тонкодисперсных капель органического растворителя, насыщающего пласт, газы быстро переходят в кристаллогидратное состояние с образованием устойчивых двойных гидратов, при этом давление газа в пласте резко снижается, что позволяет исключить газодинамические явления при обработке пластов. Если дегазируемый угольный пласт имеет первоначально высокую температуру, то перед нагнетанием водокристаллогидрат- ной.эмульсии его охлаждают путем закачивания в скважины 22 холодного воздуха или жидкого азота.

Формула изобретения

1. Способ предотвращения газодинамических явлений при отработке метано- обильных угольных пластов, включающий iбурение скважин, нагнетание в них воды под давлением с одновременным охлаждением- пласта до температуры образования газовых гидратов, отличающий- с я тем, что, с целью повышения безо-1

пасности отработки метанообильных угольных пластов за счет интенсификации процесса перехода газов в крис- таллогидратное состояние, после подачи в пласт воды в скважины нагнетают водокристаллогидратную эмульсию в. ударно-пульсирующем режиме, при этом водокристаллогидратную эмульсию формируют введением в охлажденную воду органического растворителя и инициирующих образований.

2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что органический раст10

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инициирующих образований используют кристаллогидраты метана или других угпе- водородов.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что водокристаллогидратную эмульсию нагнетают после охлаждения пластов.

5. Способ по п. 3, отличающ п п. V. л -T.4S j.. г- щ и и с я тем, что для образования

воритель выбирают из ряда углеводоро- 15 кристаллогидратов используют метан дов или хлоропроизводных углеводоро- из дегазационных скважин обрабатыва

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инициирующих образований используют кристаллогидраты метана или других угпе- водородов.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что водокристаллогидратную эмульсию нагнетают после охлаждения пластов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа при отработке метанообильных угольных пластов. Цель изобретения - повышение безопасности отработки метанообильных пластов за счет интенсификации процесса перехода газов в угольном пласте в кристаллогидратное состояние. В угольном пласте бурят нагнетательные скважины и дегазационную скважину (ДС). Резервуар (Р) наполняют водой с поверхностно-активными веществами из магистрального водопровода с одновременной подачей в него органического растворителя. Смесь диспергируют до образования эмульсии (Э), которую одновременно и охлаждают. Из ДС в Р подают метан, снижают т-ру в Р до образования в Э кристаллогидратов метана. Т-ру поддерживают пониженной до образования устойчивой водокристаллогидратной Э, которую подают в нагнетательные скважины в режиме пульсации. Для пластов нагретых до высоких первоначальных т-р, перед подачей водокристаллогидратной Э, после частичного извлечения метана через ДС производят охлаждение этих пластов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

дов,

23

емого пласта.