Способ определения зон выгорания угольного пласта при его подземной газификации Советский патент 1993 года по МПК G01V5/00 

Изобретение относится к области горной .промышленности и может быть исполь- з.Звано для контроля за процессом пбдземной газификации угля (ПГУ).

Цель изобретения - повышение достоверности выделения зон выгорания уголь- но го пласта, вскрытого скважиной.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема исследования газифицированного угольного пласта.

Способ реализуется следующим образом.

Скважиной 1 вскрываютугольный пласт 2, на площади газогенератора, подвергшейся ПГУ. Для определения степени выгазовы- вайия пласта 2 (а также установления факта газификации) на кабеле 3 опускают прибор 4 спектрометрического гамма-каротажа ниже предполагаемого местоположения

угольного пласта 2. Последнее определяется по материалам детальных геологоразведочных работ, проводимых на каждом эксплуатируемом участке. Приборы, применяемые для таких работ, относятся к типу СГСЛ-3, ПСК, СГСЛ-6 и т.п. При этом фиксируют интенсивности у -излучения в калиевом, урановом и ториевом каналах спектрометра или концентрации излучателей. Местоположение сгазифицированного пласта 2 или его части определяют по аномально повышенному по сравнению с вмещающими породами) в 1,4-4 раза суммарному излучению калия, урана и тория. Затем, чтобы исключить ошибку и не спутать природную аномалию с газифицированным пластом, в точках или интервалах измерений определяют вклад каждого радиоактивного элемента в интегральное из§

со

00 Ю Ю

лучение. Вывод о степени газификации пласта делают по пониженному значению вклада калия по сравнению с вмещающими породами: если в 1,5 раза - пласт газифицирован на 1/3 мощности; в 3 раза - полно- стью выгорел. При этом вклад урана и тория должен быть повышен в 1,2-1,5 раза по сравнению с вмещающими породами. Если такого повышения не наблюдается, то необходимо применить дополнительные уточня- ющие наблюдения другими методами, например, отбором кернов из каротажных скважин и измерением концентрации радионуклидов на различных участках скважин,

Опыт работ показал, что в результате выгорания угля, особенно неполного, показания ГК и ГГК в интервалах выгазовывания несущественно отличаются от аналогичных показаний в пределах угольных или вмещающих пластов, не позволяя надежно выде- лить участки выгорания и оценить зольность продуктов газификации. Это вызвано высокой неоднородностью шлакоподобного материала, влиянием примесного терри

генного материала вмещающих пород и песчано-глинистых прослоев, перераспределением части химических элементов, в том числе радиоактивных, между компонентами продуктов пиролиза.

Эффект массового концентрирования радиоактивных элементов за счет выгорания углерода и замещения пустот терриген- ным материалом зависит от степени выгазовывания, степени обрушения пород кровли и перемешивания с зольным остатком и обломками песчано-глинистых прослоев. Высокотемпературный прогрев угленосных и вмещающих пород вызывает эмиграцию из них части радионуклидов благодаря термодиффузионным и термоконвекционным процессам. Границы выгорающего угольного пласта теряют линейность контуров и становятся расплывчатыми кусочнонеоднородными; сдвижение пород приводит к сокращению мощности исходных угленосных интервалов в 1,5- 5 раз.

Способ был осуществлен на Ангренской станции Подземгаз ПО Средазуголь. Для определения степени газификации угля по площади участок газогенератора № 5 был вскрыт тремя скважинами: 10-й, 18-й и 26-й. С помощью прибора СГСЛ-6 был осуществ- лен спектральный гамма-каротаж, В месте предполагаемого пересечения скважинами газифицируемого пласта были замерены аномалии интегральной активности у -излучения. Значения интегральной активности и

5 0

5

0

5 0 5

0 5

вкладов в нее составляющих излучений 40К U и Th приведены в таблице.

Интегральная активность в районе пересечения скважиной пласта во всех трех случаях дает аномальные значения, что позволяет предположить наличие слоя с отличными от вмещающих пород свойствами, Однако, чем вызваны эти отличия, определяют из данных о вкладе в интегральную активность излучений каждого из основных радиоактивных элементов. По повышенным концентрациям урана и тория в скважинах 10 и 26 делают вывод о накоплении урана и тория в зоне горения. Этот вывод подтверждает пониженный вклад излучения К, который возникает из-за выноса его со стоком дутьевого газа. Поэтому окончательный вывод заключается в том, что 10 и 26 скважины пересекают выгазованное пространство, а 18-угольный пласт, не подвергшийся газификации.

Полученные результаты были подтверждены непосредственным исследованием кернов газифицированного вещества и угля из целика.

Таким образом, способ позволяет повысить достоверность выделения зон выгорания угольного пласта.

Формула изобретения

Способ определения зон выгорания угольного пласта при его подземной газификации, включающий проведение спектрометрического гамма-каротажа скважин и выделение газифицированного пласта по разнознаковым аномалиям интегральной интенсивности гамма-излучения от природных радиоактивных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности выделения зон выгорания угольного пласта, вскрытого скважиной, определяют парциальные вклады отурана, тория и калия в интегральное гамма-излучение, зарегистрированное в области предполагаемого пересечения скважиной угольного пласта, устанавливают факт газификации пласта при интегральной интенсивности излучения калия, урана и тория, превышающей интегральную интенсивность излучения вмещающих пород в 1,4-4 раза, а степень газификации пласта определяют по вкладу излучения калия и урана с торием в интегральное излучение, соответственно сопоставляя полученные значения вкладов для выделенной аномалии и вмещающих пород при условии, что вклад от калия для выделенной аномалии понижен более чем в 1,5 раза, а вклад от урана с торием для этой аномалии повышен в 1,2-1,5 раза.

sy/jtV/sys/Wi

// S&/ Sj jGy// // / / S/3&r1K 3 /iG / S S

Использование: горная промышленность. Сущность изобретения: проведение спектрометрического гамма-каротажа скважин с регистрацией интегральной интенсивности излучения от природных радиоактивных элементов и парциальных составляющих этого излучения от урана, тория и калия, установление факта газификации пласта при интегральной интенсивности излучения в выделенной аномалии, превышающей интегральную интенсивность излучения от вмещающих пород в 1,4-4 раза. Степень газификации пласта определяют по уровню вклада излучения калия и урана с торием в интегральное излучение для изучаемой аномалии и вмещающих пород. 1 табл., 1 ил. СО