способ оценки эффективности углеметановой скважины

Формула изобретения

Способ оценки эффективности углеметановой скважины, заключающийся в проведении пневмогидравлического разрыва угольного пласта, осушении прилегающего к скважине массива и извлечении десорбированного угольного метана, отличающийся тем, что измеряют концентрацию метана с помощью газоотборной трубки на различных расстояниях от скважины и глубинах почвенного слоя, а по результатам оценки измерений концентрации метана до и после гидроразрыва угольного пласта определяют продуктивность углеметановой скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к проблеме добычи метана из угольных пластов и методики контроля за эффективностью процесса.

Известен способ дегазации угольных пластов, предшествующей шахтной их разработке [1]. Согласно этому способу шахтное поле в ходе продвижения добычного угольного забоя дегазируется с помощью скважин, как правило, пробуренных в основном из шахтных выработок. Извлекаемый метан в шахтных выработках разбавляется вентиляционным воздухом. Концентрация метана в метано-воздушной смеси колеблется от 5 до 20% и использование ее крайне затруднительно. Одним из недостатков этого известного технического решения является отсутствие метода контроля за эффективностью дегазации шахтных полей.

Другим известным решением извлечения метана является заблаговременная дегазация глубоко залегающих угольных пластов [2]. Осуществляется она через вертикальные скважины путем гидравлического разрыва угольного пласта, т.е. повышения фильтрационных характеристик угольного массива в зоне гидроразрыва. Эффективность этого известного способа оценивается только лишь по дебиту десорбированного метана из скважины. Других косвенных методов оценки нет.

Наиболее близким техническим решением является способ активного разупрочнения угольного пласта между вертикальными скважинами, сопровождающийся созданием искусственных дрен большого сечения [3]. Эффективность этого известного технического решения была бы еще ценнее, если бы были методы косвенной ее оценки.

Задачей заявляемого способа является изыскание косвенного метода оценки эффективности углеметановых скважин.

Поставленная задача решается следующим образом.

В известном способе, заключающемся в проведении пневмогидравлического разрыва угольного пласта, осушения прилегающего к скважине массива и извлечении десорбированного угольного метана, измеряют концентрацию метана с помощью газоотборной трубки на различных расстояниях от скважины и глубинах почвенного слоя, а по результатам оценки измерений концентрации метана до и после гидроразрыва угольного пласта определяют продуктивность углеметановой скважины.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается новыми признаками, направленными на косвенную оценку эффективности углеметановой скважины по ее продуктивности путем сравнительного анализа измерений концентрации метана до и после осуществления гидроразрыва угольного пласта. Это соответствует критерию "новизна" для заявляемого изобретения.

Наличие метана (после проведения процесса гидроразрыва) свидетельствует о десорбции угольного метана в пласте и появлении его в окрестности углеметановой скважины. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа изобретательскому уровню с критерием "существенные отличия".

В таблице представлены данные анализа образцов почвы до и после проведения гидроразрыва угольного пласта на вертикальной скважине УМ-5-1 на экспериментальном участке ОАО "Промгаз" в Южном Кузбассе.

Содержание метана в почве, мг/м³

Таблица
Время отбора	Глубина отбора
	20 см	60 см
Фоновое состояние	0,05	35,5
Добыча метана	200	1610

Согласно этим экспериментальным данным в фоновом состоянии содержание метана в почве вокруг скважины УМ 5-1 не превышает 40 мг/м ³ на глубине 60-80 см. После начала извлечения десорбированного метана из этой скважины содержание метана резко возросло и достигло 1610 мг/м³ на глубине 50-60 см.

Предлагаемый способ оценки реализовывался следующим образом. В окрестностях скважины №УМ 5-1 до начала работ по гидроразрыву был зафиксирован существующий природный фон концентраций СН₄ в почве.

После проведения гидроразрыва угольного пласта и начала его осушения были вторично проведены измерения концентрации метана и по результатам оценки измерений концентрации метана до и после гидроразрыва угольного пласта определена продуктивность углеметановой скважины. Данные согласно таблице свидетельствуют о появлении в почве метана. Это свидетельствует о появлении в депрессионной зоне угольного пласта десорбированного метана. Учитывая противодавление статического пласта подземных вод в вертикальной скважине, налицо миграция (фильтрация) угольного метана сквозь покрывающую толщу горных пород. Все это свидетельствует о появлении десорбированного метана в искусственных коллекторах в угольном пласте после гидроразрыва. Налицо косвенный признак дебитной эффективности углеметановой скважины.

Экспериментально зафиксированный метод оценки эффективности углеметановой скважины взят "на вооружение" и впредь будет повсеместно использоваться на добычных скважинах углеметанового промышленного комплекса.

Источники информации

1. Руководство по дегазации угольных шахт. М., 1990. - 186 с.

2. Крейнин Е.В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье. М., ООО "ИРЦ Газпром", 2004, с.216-224.

3. Патент РФ №2209968, 2003.