Способ гидрообработки продуктивной толщи Советский патент 1991 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подготовке месторождения полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение без- опасносш ведения горных работ, интенсивности извлечения рабочей жидкости и газа из скважины и снижение затрат на удаление продуктов разрушения горизонтальной части ствола скважины.

Иоследовател тность выполнения технологических операций при реализации способа заключается в том, что с дневной поверхности бурят скважину с углом охвата меньше 90°, т.е. так, чтобы горизонтальный ствол этой скважины был пройден в почве разрабатываемого пласта. Скважину обсаживают трубами на всю длину, тампонируют затрубное пространство. Начиная от забоя в направлении к устью скваины на проектных отметках поинтер- вально перфорируют обсадную колонну цементный камень. Затем нагнетают в зоны перфорации рабочую жидкость, перекрывают и разобщают каждый ранее отработанный интервал продуктивной толщи. После завершения гидрообработки последнего интервала производят елевую перфорацию скважины на уровне упола обрушения пород ориентированно вдоль оси горизонтального ствола. Формируют магистральные трещины в плоскости купола обрушения пород и тела горизонтального ствола, откачивают из скважины рабочую жидкость, подработав очистными работами скважину, извлекают газ из купола обрушения пород. Причем очистные работы ведут в направлении от забоя к устью скважины.

Способ осуществляют следующим образом.

В пределах уклонного поля центральную панель шахтного поля подвергают силовому воздействию через скважину типа Донбасс-1, но углом охвата менее 90°. Горизонтальный ствол - скважины должен быть пройден в почве угольного пласта, мощность которого колеблется в диапазоне 1,4-1,6 м. Скважина состоит из условно вертикального участка (0-1000 м), участка набора угла наклона (1000-1400 м) и участка стабилизации угла наклона, так называемого горизонтального ствола (1400-18ЬО м). Предусмотрены обсадка скважины трубами и тампонаж затрубного пространства на всю длину. Горизонтальный ствол бурят диаметром 216 мм, обсаживают трубами диаметром 146 мм с толщиной стенки 10,7 мм.

Максимальная интенсивность искривле, о ния ствола скважины ограничена 4

на 10 м проходки.

Вскрытие участков обсадной колонны и цементного камня предусмотрено кумулятивным перфоратором типа ПНКТ-89, спускаемым в скважину на насосно- компрессорных трубах. Место установки перфоратора в горизонтальном стволе определяется по длине труб НКТ. Щеле- вая перфорация скважины в плоскости купола обрушения пород производится с помощью гидропескоструйнопо перфоратора.

Перфорацию горизонтального ствола скважины предусмотрено выполнить на семи участках, расстояние между кото

5

0

5

рыми принимается равным 70-80 м. Нагнетание рабочей жидкости в углепород- ный массив осуществляется группой насосных агрегатов типа 4АН-700. Параметры силового воздействия следующие: темп нагнетания 40-80 л/с, ожидаемое давление на забое скважины 35-40 МПа, объем закачиваемой в интервал перфорации рабочей жидкости 12 тыс.м3. После закачки проектных объемов рабочую жидкость выдерживают в углепород- ном массиве в течение 24 ч. Затем производят сброс давления на устье скважины путем открытия последнего на излив. Устанавливают в горизонтальном стволе скважины изолирующие элементы,, например взрывные пакеры над каждой зоной перфорации, исключая последнюю.

После полной гидрообработки экспериментального участка щелевую перфорацию скважины производят на уровне купола обрушения пород ориентированно вдоль оси горизонтального ствола . Верхнюю границу зоны обрушения пород определяют по формуле С.Г.Авершина

0 где h 5

m КР& I

1 3m .,

h - (к;-тГсоГо 16 м

расстояние от кровли угольного пласта до верхней границы купола обрушения пород (по вертикали), м; мощность пласта, MJ коэффициент разрыхления пород (,1-1,4)j угол падения пласта, град.

5

0

5

0

Для формирования магистральных трещин в плоскости купола обрушения пород в направлении оси горизонтального ствола и вдоль тела последнего производят нагнетание рабочей жидкости насосными агрегатами в режиме гидроразрыва. Этот режим обусловлен темпом подачи текучего, многократно прерывающим естественную приемистость углепородного массива, и пропускной способностью раскрывающихся трещин, что сопровождается скачкообразным ростом давления до величины, достаточной для разрыва (разрушения) пород кровли угольного пласта по направлениям сил действия текучего. После разрыва (разрушения) пород давление скачкообразно падает вследствие многократно возросшей их гидропроводнос- ти, определяемой главным образом трещинами гидроразрыва. Темп подачи

текучего находят из выражения up 0,25Н-р„л+(Гр 0,25- 1100-90+80 Ј 270 кгс/см2,

где up- перепад давления, кгс/см2; (j. - временное сопротивление по- род разрыву, кгс/см2; Н - глубина перфорации скважины

(по вертикали) м; pnft- пластовое давление, кгс/см2

В качестве рабочего агента для формирования магистральных трещин можно использовать термогазохимичес- кое воздействие (ТГХВ), сущность которого заключается в сжигании на забое скважины порохового заряда.При быстром сжигании последнего давление на забое достигает 30-100 МПа. После самоистечения рабочей жидкости осуществляют принудительную откачку последней в начале компрессорным эрлифтом по кольцевой схеме при небольших дебитах - станком-качалкой типа СК.

Очистную выемку угля производят. в направлении от забоя горизонтального ствола к устью. После подработки скважины очистными работами извлекаю газ из купола обруп ения пород и частично из почвы угольного пласта путе самоистечения и принудительно вакуум насосными установками.

Формула изобретения

1. Способ гидрообработки продуктивной толщи, включающий бурение с поверхности направленной скважины, горизонтальную часть ствола которой проводят в почве разрабатываемого пласта, поинтервальное вскрытие зон

продуктивной толщи, внедрение и нагнетание в них, начиная с забоя скважины, рабочей жидкости, перекрытие и разобщение каждого ранее обработанного интервала зоны и после полной гидрообработки экспериментального участка откачку рабочей жидкости из ранее обработанной зоны продуктивной толщи, извлечение газа и ведение очистных работ, отличающий- с я тем, что, с целью повышения безопасности ведения горных работ, интенсивности извлечения рабочей жидкости и газа из скважины и снижение затрат на удаление продуктов разрушения горизонтальной части ствола скважины, после завершения гидрообработки последнего интервала зоны продуктивной толщи производят щелевую перфорацию скважины на уровне купола обрушения пород ориентированно вдоль , оси горизонтальной части ствола скважины, формируют магистральные трещины

5 в плоскости купола обрушения пород и вдоль горизонтальной части скважины, откачивают из нее аэрированную метаном жидкость, затем после подработки указанной части скважины очистными работами извлекают газ из ку0

пола обрушения пород. I

2. Способ поп.1,отлнчаю- щ и и с я тем, что скважину с поверхности бурят с углом охвата менее

5 90(

3. Способ поп.1, отличающийся тем, что очистные работы ведут в направлении от забоя к устью скважины.

ИзоЬретение относится к горной, пром-сти и позволяет повысить безопасность ведения горных работ, интенсивное ги извлечения рабочей жидкости (РЖ) и газа из скважины (С) и снижение затра: на удаление продуктов разрушения горизонтальной части ствола С. Для этого с поверхносш Оурят направленную С с углом oxBaia менее 90°, горизошальную часть сiвола которой проводят в почве раэраба швае - мого пласта. Затем пойнтервально вскрывают зоны продуктивной толщи (ПТ) и, начиная с забоя С, внедряют и нагнетают в них РЖ. Каждый ранее обработанный интервал зоны ПТ перекрывают и разобщаю. После завершения гидрообработки последнего интервала зоны ПТ производят щелевую перфорацию С на уровне купола обрушения пород ориеншрованно вдоль оси горизонтальной части ствола С. В плоскости купола обрушения пород и вдоль горизоН альной части С формируют магистральные трещины. Затем из С откачиваю аэрированную метаном РЖ. После подработки горизошапьной части С очистными работами из купола обрушения пород извлекают газ. Причем очистные работы ведут в направлении от забоя к устью С. 2 з.п. ф-лы. с SS (Л оэ 4ь со J СО СП