СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ УГЛЯ Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

I

Изобретение относится к горной про мышленности, преимущественно к угольной, в может быть использовано для оценки фильтрационных свойств угля, определения области применения и параметров дегазации угольных пластов скважинами.

Известен способ определения газопроницаемости угля, заключающийся в том, что из угопьного пласта ипи куска угля выбуривают образцы (керны), которые исследуют в лабораторных условия на газопроницаемость при разных давлениях гидрообжима и давлениях газа, фиксируя значение расхода газа через образец 1.

Однако в известном способе опыты проводят на образцах угля, подверженных значительным и неоднократным деформациям, вследствие чего значения коэффидвентов газопроницаемости не соответствует натуре, то есть массиву угля. Кроме того, применение способа

тпфаничено исследованием отдельных, наиболее крепких пачек угля.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения газопроницаемости угля, заключающийся в том, что в исследуемом пласте проводят контрольную скважину, оборудуют ее герметизирующим устройством и датчиком газового давления и регистрируют установившееся значение пластового давления. Газопроницаемость пласта определяют по динамике нарастания давления газа в сквежине после кратковременного сброса его с пластового до некоторого значения, соответствующего участку насыщения изотермы сорбции газа углем j..

Недсютатки указанного способа состоят в невысокой точности результатов определения газоп{{оницаемости при использовании полученных данных для расчета дегазации угольных пластов скважинами, пробуренными в плоскости пласта, и отсутствии информации об анизотропии угля. 3 Цель изобретения - повышение точности и определение анизотропии угля. Указанная цепь цостигается тем, что после установления в контрольной скважине пластового давления- дополнительно проводят газодренажную скважину и измеряют время снижения давления газа в контрольной скважине от пластового до наперед заданного, а о газопроницаемост (интенсивности дегазации) угпя в направ пении от контрольной скважины к газодренажной судят цо коэффициенту где R - расстояние от газодренажной скважины до контрольной; t - время снижения давления газа, от считываемое с начала дегазации угля газоцренажной скважиной. Кроме того, в исследуемом пласте проводят несколько контрольных скважин в которых датчики газового давления размещают на линиях простирания и падения, у кровли и почвы пласта по сфере, а газодренажную скважину проводят к центру сферы, причем анизотропию угля определяют из соотношения коэффициентов интенсивности дегазации массива в направлениях вдоль и вкрест слое напластования.. На фиг, 1 приведена схема расположения контрольных и газоцренажных скв жин и герметизирующих устройств массиве крутого пласта на фиг. 2 - се чение А-А на фиг. If на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. Ij на фиг, 4 - схема расположения контрольных и газодренаж ной скважин и герметизирующих устройс на попогом (или наклонном) пласте на фиг, б-сечениеВ-В на фиг. 4 j на фиг, 6 -с ма расположения контрольных и газодре нажной скважин и герметизирующих устройств на крутом пласте на фиг, 7 сечение Г-Г на фиг, 6 5 на фиг, 8 - сечение Д-Д на фиг, 6; на фиг, 9 - сечение Е-Е на фиг. 6. Способ определения газопроницаемост угпя осуществляется следующим образом,, Из горной выработки, например квершлага 1, остановленного перед вскрытием угольного пласта 2 или из пластовой выработки проводят контрольные скважаны 3,4,5,6 и б , забои которых располагают в угольном массиве, не подверженном влиянию выработки, по сфере с центром в середине пласта в 44 месте центра б5гдушей полости стока, образованной газодренажной скважиной. Забои скважин 3 и 4 располагают в массиве угля по середине пласта на линии простирания, забои скважин 5 и 6 - соответственно у кровли и почвы пласта, забойскважШыб- по середине пласта i на линии падения. Контрольные скважины 3-6 сразу же после их проведения оборудуют герметизирующими устройствами 7(например,герметизаторами ПГД-2) и датчиками газового давления (например, образцовыми манометрами с самописцами). После установления пластового давления газа в контрольных скважинах в пласте проводят газодренажную скважину 8и оборудуют ее герметизирующим устройством. Для каждой контрольной скважины измеряют время снижения давления газа от пластового до наперед заданного, установленного правилами безопасности или рассчитанного по условиям снижения газоносности пласта до необходимой величины. О газопроницаемости пласта (интенсивности дегазации) судят по коэффициентуR где R - расстояние от газодренажной скважины до -и контрольной скважины} t - время снижения давления газа от пластового до критериального, .отсчитываемое с начала дегазации угля дренажной скважиной (с момента окончания бурения газодренажной скважины). По экспериментально определенным коэффициентам od, 064, 065- оценивают газопроницаемость (интенсивность дегазации) пласта в направлениях от контрольных скважин 3,4,5,6 ив соответ.ственно к газодренажной скважине 8,Анизот-. ропию угля определяют из соотношения коэффициентов, характеризуюлшх интенсивность (темп) дегазации массива в направлениях вдоль и вкрест слоев напластования. Показатель анизотропии угля, например в условиях, изображенных на фиг, 1 и 4, 0 3-1-06; находят из вьфажения ,Ot: а в условиях, изображенных на фиг, 6 oi-5oi.J -т- или а -2- 5 . Для тонких плас-гов, а также мощных и средней мощности угольных пластов с 5S высокой газопроницаемостью копичество контрольных скважин ограничивают и провоцят, например, скважины 3 и 5 иля 5 и б . Отклонение величины R от - ., где m - мощность пласта, допускают, как правило, не более 15-2О%, причем для скважин 5 и6 - только в меньшуй сторону. Предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определить коэффициеетг интенсивности дегазации практически для любых угольных пластов и показатель анизотропии пласта, что обеспечивает возможность расчета параметров дегазации угольных пластов скважинами и уточ- is нение расстояний между скважинами, особенно на мошных и средней мощности выбросоопасных угольных пластах. Формула изобретения 1. Способ определения газопрсяица- емости угля, заключающийся в том, что В исследуемом пласте проводят контроль- ную скважину, оборудуют ее герметизирующим устройством и датчиком газового давления и регистрируют установившееся значение пластового давления , о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности, после установления в контрольной скважине пластового давления дополнительно проводят газодренаж- нуЮ скважину и измеряют время снижения давления газа в контрольной скважине от пластового до наперед заданного, а о газопроницаемости .(интенсивности дегаза46цни) угля в нааравпения от контрольной скважнны к гаэоаренажной судят по коэффициенту(5 гае R - расстояние от газодренажной скважины до контрольной: Ь - время снижения давления газа, отсчитываемое с начала дегазации угля газодренажной скважиной. 2. Способ по п. 1, о т п и ч а ю щ и и с я тем, что, с цепью определения анизотропии угля, в исследуемом пласте проводят несколько контрольных скважин. в которых датчики газового давления размещают на линиях простирания и падения, у кровли и почвы пласта по сфере, а газодренажную скважину проводят к центру сферы, причем анизотропию угля определяют из соотношения коэффициентов интенсивности дегазации массива в направлениях вдоль и вкрест слоев напластования. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Преображенская Е. И. и Забурдяев В. С. Результаты исследовааий проницаемости угольных кернов пластов К Шестифз тового я К иНового.- Вопросы безопасности в горной промышлеаности. Сборник. М., Недра, 1971, вып. 1, с. 266-27О. 2. Мвтодвка опредеяевня провшае UOCTE угояышх пластов в усповиях ее- 1«ственного запегавия. Макеевка-Дон- басе, МакНИИ, 1974.

АА

9иг.2

ы

9иг.5 г

г -А

г

г

Г-Г

%

9иг.7

ыа

Е