Способ предотвращения газодинамических явлений при отработке метанообильных угольных 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.

союз совктсних социАлистичкиих

РеспуБлин (Я)5 Е 2-1 Е 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET по изоБ Бткииям и о щгцтилм пги гкнт ссср (21) 4420032/23-03 (22) 03.05.88 (46) 23.04.90. Бюл. Ф 15 (71) Сибирский Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.А.Лапин, Т.И. Лазаревич и

И.Г.Дорошенко (53) 622.832 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1222851, кл. Е 21 F 5/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1350366, кл. Е 21 F 5/00, 1986. (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГАЗОЛИНАИИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИИ ПРИ ОТРАБОТКЕ NETAНООБИЛЬНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для предотвращения внезапных выбросов. угля, породы и газа при отработке метанообильных угольных пластов. Цель изобретенияв повышение безопасности отработки метанообильных пластов за счет интенсификаИзобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля, породи и газа при отработке метанообильных угольных пластов.

Цель изобретения — повышение безопасности отработки метанообильных угольных пластов за счет интенсификации процесса перехода газов в угольном пласте в кристаллогидратное сосние.

На чертеже изображена принципиальная схема реализации способа.

„.,SU „„3 559264 ции процесса перехода газов в угольном пласте в кристаллогидратное состояние. В угольном пласте бурят нагнетательные скважины и дегазационную скважину (ДС). Резервуар (P) наполняют водой с поверхностно-активньъм веществами из магистрального водопровода с одновременной подачей в него органического растворителя. Смесь диспергируют до образования эмульсии (Э), которую одновременно и охлаждают. Из ДС в P подают метан, снижают т-ру в Р до образования в Э крнсталлогидратов метана. Т-ру поддерживают пониженной до образования устоичивой 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, t ил.

На схеме обозначены резервуар 1 для образования водокристаллогидрат-, ной эмульсии с размещенными в нем теплообменником 2, которыи подключен выход холодильника 3, диспергатором 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 дега155 9204 зационной скважине 12, емкость 13 с органическим растворителем, вентиль

14, регулирующий подачу органического раствора, трубопровод 15 для наполнения резервуара водой с задвижкой 16„ подключенный к магистральному водопроводу 17, высоконапорный насос 18, расходомер 19, импульсатор

20, соединенный трубопроводом 21 с 10 обсадной трубой нагнетательной скважины 22 и манометр 23 для контроля давления нагнетания жидкости.

Способ осуществляется следующим образом. t5

Для производства дегазационных работ в газоносный угольный пласт бурят на определенном расстоянии друг от друга ряд нагнетательных скважин 22 и дегазационную скважину 12. 20

Скважины 22 обсаживают трубами на всю длину вплоть до угольного пласта и подключают к ним трубопровод

21. Дегазационную скважину 12 обсаживают только у устья и соединяют ее 25 с трубопроводом 11. Для забора воды из магистрального водопровода 17 к нему подключают трубопровод 15. 3аsex открывают задвижку 16 и заполня-; ют резервуар 1 водой с одновременной. 30 подачей в него из емкости 13 некоторого количества органического раст1 ворителя, в качестве которого может быть использован бензол или четыреххлористый углерод. Расход растворителя регулируют вентилем 14. После заполнения резервуара 1 задвижку 16 закрывают, включают генератор 5 и посредством диспергатора 4 сЬздают в водной среде резервуара 1 ультра- 40 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 50 для регулировки количества метана, подаваемого в резервуар 1 иэ дегазационной скважины .12. Излишки метана удаляют через предохранительный клапан. Температуру воды в резервуаре 1 снижают до.образования в ней устойчивых кристаллогидратов метана. В случае -быстрого снижения температуры угольного пласта, особенно на начальном этапе дегазации, воду в резерву,.v аре 1 охлаждают до G С. После достижения заданных температур и образования в резервуаре 1 устойчивой водокристаллогидратной эмульсии включают высоконапорный насос 18 и запускают

B работу импульсатор 20. При этом водокристаллогидратная эмульсия нагнетается под давлением по трубопроводу

21 в скважину 2? 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, насьпцающего пласт, газы быстро переходят в кристаллогидратное состояние с образованием устойчивых двойных гидратов, при этом давление газа в пласте резко снижается, что позволяет исключить гаэодинамические явления при обработке пластов. Если дегазируемый угольный пласт имеет пер" воначально высокую температуру, то перед нагнетанием водокристаллогидратной эмульсии его охлаждают путем закачивания в скважины 22 холодного воздуха или жидкого азота.

Формула и з обретения

1 ° Способ предотвращения газодинамических явлений ри отработке метанообильных угольных пластов, включающий бурение скважин., нагнетание в них воды под давлением с одновременным охлаждением пласта до температуры образования газовых гидратов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения безо

1559204

3. Способ поп. 1, от ли ч а вшийся тем, что в качестве инициирующих образований используют кристаллогидраты метана или других углеводородов °

4. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что водокристаллогидратную эмульсию нагнетают после охлаждения пластов.

8 9 б

21

22 ь

D о ь ь

С> ь о Ю ь о

0 + o ь 0 ь о

Ю о о

Ф

СЪ

Сь

O о

О

Ю Ь ь ь ьO Ch ъ

Ф1 Ю ь

Ю ь

Составитель Г.Васючкова

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор О Ципле

Заказ 831 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 пасности отработки метанообильных угольных пластов за.счет интенсификации процесса перехода газов в кристаллогидратное состояние, после подачи в пласт воды в скважины нагнетают водокристалпогидратную эмульсию в ударно-пульсирующем режиме, при этом водокристаллогидратную эмульсию формируют введением в о:спажденную воду органического растворителя и инициирующих образований.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что органический растворитель выбирают из ряда углеводородов или хлоропроизводных углеводородов.

5. Способ поп. 3, о тлич аюшийся тем, что для образования

15 кристаллогидратов используют метан из дегазационных скважин обрабатыва— емого пласта.