Способ дегазации угольного пласта Советский патент 1990 года по МПК E21F7/00 

Изобрете ние относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов.

I ...

Цедь изобретения - повышение эффективности дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта.

На фиг. 1 приведен график зависимости высоты столба воды в скважине от времени, отсчитываемого с момента выпуска воздуха; на фиг, 2- схема, поясняющая реализацию способа.

На графике приведены ориентировочные численные значения прироста высоты столба и времени стабилизации уровня рабочей жидкости в скважине, Н р - уровень воды в скважине до начала нагнетания в пласт воздуха. Вре- :менное повышение уровня воды позво - ляет эффективно использовать в этот момент способы удаления воды ни поверхность: эрлйфтную откачку и другие.

.На графикеприведены значения этих

величин, типичные для гидрорасчленеj; :D

316

НИИ пластов могцностью 3-8 м при объеме рабочей жидкости 1000-3000 ми последующей закачке воздуха объемом 10-60 тыс. нм. В реальных условиях стравливание таких объемов воздуха из скважины занимает не менее 1 ч и поэтому эрлифтную откачку необходимо .начинать сразу же непосредственно после стравливания.

Подъем столба рабочей жидкости после закачки и стравливания воздуха объясняется эжекторным эффектом, т.е выпускаемый из скважины воздух создает зону разрежения, в которую поступает вода из пласта. Далее вода подхватывается потоком воздуха и транспортируется вверх по скважине. Учет всех сил, воздействующих на поднимаемую воду,а именно силы тяжести, силы трения о поверхность, выталкивающей силы, действующей на воздух, находящейся непосредственно в пласте, показывает, что объем нагнетаемого в пласт воздуха долгхен в 15-25 раз пре- вьшать объем рабочей жидкости, которую необходимо транспортировать из пласта на поверхность.

Комплексное воздействие на пласт, В1спючающее пневмооттеснение рабочей жидкости с последующей- эрлифтной откачкой, осуществляют 1щклически с тем, чтобы повторно использовать эффект притока воды в сква}хину после нагнетания и выпуска воздуха.

Способ дегазации угольного пласта осуществляют следующим образом (см. фиг.2).

Бурят скважину, обсаживают ее трубами 1, опускают в нее колонну на- сосно-компрессорных труб 2, производят перфорацию обсадной колонны и тампонажногокольца с образованием перфорационных отверстий 3 и щели 4 перфорации в угольном пласте 5, осуществляют нагнетание рабочей жидкр- I ети гидрорасчленени с , пре- восходяп51М естественную приемистость пласта. После раскрытия трещин 6 и вьщержки рабочей жидкости в пласте осуществляют ее пневмооттеснение путем нагнетания в пласт воздуха с объемом нагнетания, превьпиающим в 15- 25 раз объем находящейся в пласте рабочей жидкости. После этого скважину открывают вьтускают воздух из скважины и пласта и начинают эрлифтную откачку рабочей та1дкости из скважины путем нагнетания воздуха по ко049

лонне НКТ и выпуска воздуха и воды по затрубке 7. После этого, как выход воды из скважины прекратился, вновь , осуществляют нагнетание воздуха в пласт и повторяют весь цикл работ по освоению скважины до прекращения выхода воды, после чего ведут работы по удалению газа из тольчи.

0 Пример. После завершения работ по оборудованию скважин гидрорасчленения монтаж колонны насосно-комп- рессорных труб, перфорации и образования прискважинной зоны производят

5 гидрорасчленение пласта.

Давление нагнетания рабочей жидкости в пласт в режиме гидрорасчленения, объем и темп закачки определяют по известной методике. При глу0 бине залегания 600 м, мощности пласта 8 м, эффективной пористости 3,5% радиус предлагаемой зоны воздействия 200 м, давление нагнетаемой жидкости составляет 12,0-15,0 МПа,темп нагне5 тания 60-90 л/с, объем нагнетания рабочей жидкости 2000 м Нагнетание жидкости производят насосными агре- татами 4АН-700. После раскрытия трещин, фиксируемого по падению давле0 ния нагнетания рабочей жидкости, и закачки всего объема воды скважину закрывают и выдерживают в течение 2-4 мес. для равномерной пропитки пласта и завершения процесса замее щения водой метана в сорбционном

объеме угля. Затем осуБ1ествляют нагнетание в пласт воздуха по НКТ с закрытым затрубьем - пространством между обсадной колонной и колонной

0 НКТ объемом 40 тыс.м. После этого скважину открывают, закаченный воздух стравливают и начинают эрлифтную откачку воды, т.е. нагнетают воз- дух по колонне НКТ с открытым за- 5 трубьем, по которому воздух с водой выкидывается на поверхность. В течение 14 сут из пласта извлечено 1000 м воды, после чего выход воды прекратился. Затрубье скважины закры- Q вается и вновь осуществляется нагнетание в пласт воздуха объемом 20 тыс.м (так как в пласте воды осталось 1000 м , то объем воздуха соответственно уменьшили). После этого скважину открывают и путем эрлифтной откачки извлекают 800 м воды. В третий цикл в пласт нагнетают 4000 м воздуха, удаляют эрлифтной откачкой оставшуто- кСЯ воду и начинают работы по извлечению газа из толрщ. R течение 6 мес ведут извлечение газа при его самоистечении, а затем к скважине подключают вакуумнасосиую станцию и извле- кают газ в течение двух лет до подработки скваот1ны горными вьфаботками Использование предлагаемого способа позволяет достичь более полной дегазагщи угольного пласта вследствие качественного освоения скважины и пласта от рабочей жидкости гидрорасчленения и повысить тем самым фазовую проницаемость массива для выходящего из пласта газа, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности дегазации угольного пласта и безопасности ведения горных работ в зоне влияния скважины.

Объектами применения предлагаемого способа могут быть высокогазоносные шахтные поля.

Формула изобретения Т пособ дегазации угольного пласта, включаюпщй бурение скважин с поверх

5

10

ности, нагнетание в пласт рабочей жидкости в режиме гидрорасчленения, выдержку ее в пласте и оттеснение из фильтрующих пор и трещин путем нагнетания в пласт воздуха с последующим извлечением газа из толщи, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения эффективности дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта, нагнетание воздуха в пласт производят циклически по колонне с закрытым затрубьем, причем в каждом цикле по- J5 еле подачи воздуха в объеме, превышающем в 15-25 раз объем находящей- ся в пласте рабочей жидкости, за- трубье открьшают, стравливают закаченный воздух и производят эрлифтную откачку рабочей жидкости по затрубью до прекращения ее выхода из скважины, при этом извлечение газа осуществляют после удаления рабочей жидкости из пласта.

20

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение эффективности дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта. Бурят скважину, обсаживают ее трубами, отделяют колонну насосно-компрессорных труб, производят перфорацию обсадной колонны и тампонажного кольца, осуществляют нагнетание в пласт рабочей жидкости в режиме гидрорасчленения и выдерживают ее в пласте. Осуществляют нагнетание воздуха в пласт циклически по колонне с закрытым затрубьем. В каждом цикле после подачи воздуха в объеме, превышающем в 15-25 раз объем находящейся в пласте жидкости, затрубье открывают, стравливая закачанный воздух. Эрлифтную откачку рабочей жидкости после каждого цикла осуществляют по затрубью до прекращения выхода ее из скважины. Извлечение газа начинают после удаления рабочей жидкости из пласта. Преимущество изобретения заключается в достижении более полной дегазации путем интенсификации процесса извлечения рабочей жидкости из пласта за счет использования поршневого эффекта воздуха. 2 ил.

23 Фиг. 1

5

t,v

Редактор Е. Копча

Составитель И. Федяева

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 3718

Тираж 370

В1ШИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. 2

Подписное