Способ гидравлической обработки угольного пласта

(9) О9 4(51)Е 21 Г 5/02 Р Р 70 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДЮ,СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горный институт(56) 1. Авторское свидетельство ССУ 112210,кл. Е 21 Р 5/02,Е 21 Р 7/00, 1956.2. Авторское свидетельство СССРВ 506210, кл. Е 21 Р 5/02, 973(54) (57) СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение скважины с поверхности,оборудование ее обсадной колоннойи нагнетание воды, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и снижения затрат на гидрообработку путем воздействия на угольный пласт водами прилегающих водоносных горизонтов, перфорацию обсадной колонны производят на уровне водоносного горизонта, а нагнетание воды осуществляютс темпом, превышающим естественнуюприемистость пород водоносного горизонта.510 15 20 25 30 Бурят скважину 1 с дневной поверхности и для изоляции породной толщи устанавливают обсадную колон" ну 2, в которой на уровне водонос ного горизонта 3 делают перфорационные отверстия 4. Устье скважины оборудуют головкой 5 (головка предИзобретение относится к горнойпромышленности и может быть использовано для обработки угольныхпластов для создания безопасныхи комфортных условий труда горнорабочих.Известен способ гидравлическойобработки угольных пластов, включающий бурение скважины с поверхности,оборудование ее обсадной колонной,насосным агрегатом и нагнетаниежидкости для гидроразрыва пласта 1.Недостатком данного способа является низкая эффективность гидрообработки.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ гидравлическойобработки угольного пласта, включаю"щий бурение скважины с поверхности,оборудование ее обсадной колоннойи нагнетание воды Г 2 1.Недостатками известного способаявляются невысокая эФФективность ивысокие затраты на гидрообработкувследствие незначительного (до 100150 м) приведенного радиуса обработки пласта и необходимости значительных объемов воды для нагнетания.Цель изобретения - повьппение эффективности и снижение затрат нагидрообработку путем воздействияна угольный пласт водами прилегающих водоносных горизонтов.Указанная цель достигается тем,что согласно способу гидравлической35обработки угольного пласта, включающему бурение скважины с поверхности,оборудование ее обсадной колоннойи нагнетание воды, перфорацию обсадной колонны производят на уровневодоносного горизонта, а нагнетание воды осуществляют с темпом,превышающим естественную приемистость пород водоносного горизонта45На чертеже изображена скважина(разрез) и показаны пути проникновения рабочей жидкости в угольныйпласт.Способ осуществляется следующимобразом. ставляет.собой арматуру, изготовляемую промышленностью для эксплуатации нефтяных скважин Затем под действием насосных агрегатов 6, создающих давление до 70 ИПа при темпах нагнетания до 30-100 л/с и выпе, в скважину эакачнвается вода. При создании в водоносном горизонте повышенных давлений вода по трещинопоровым каналам 7 породной толщи междупластья дренирует в-угольный пласт 8, увлажняя его. При этом в работу вступает вода как нагнетаемая с поверхности, так и вода, находящаяся в трещинопоровом объеме водоносного горизонта 3. Так как коэффициент проницаемости водоносного горизонта в 1,5-3,0 раза н более выше по сравнению с угольным пластом, то вода по нему распространится на значительно большее расстояние, тем самым создается возможность увеличить радиус обработки угольного пласта.П р и м е р. Исследования по определению влияния на угольный пласт закачки воды в водоносные горизонты были проведены на лоле шахты им. Румянцева ПО "Артемуголь". На исследуемом участке пласты ш и ш представлены углем марки К, соответственно залегают на глубине 888 и 861 м, имеют мощность 0,95 и 1,2 м, а газоносность их составляет 32,0 и 28,4 м/т.С поверхности через скважину произведено гидрорасчленение вмещающих пород, залегающих на глубине 750 м Темп нагнетания рабочей жидкости изменялся в диапазоне 28-34 л/с, давление - 18-22 МПа.Вблизи пласта ш находятся два водоносных горизонта, один из которых приурочен к прослою известняка М, мощностью 1,9-20 м, залегающему в 15 м выше кровли пласта,второи -. к прослою песчаника мощностью до 4,0 м, залегающему в 3,2 м ниже почвы пласта.Скважина гидрорасчленения с водоносными горизонтами сообщалась системой нарушений разрывного характера. Иетодикой исследования предусматривалось измерение пластового давления на различных стадиях. гидрообработки выше лежащих пород.Для этой цели из полевого штрека пласта была11451 1 О 35 Результаты замеров пластового давления в контрольныхскважинах Расстояние от Изменение пласКонтрольная скважинаастовое давление, МПа тового давления, ИПа точки внедре-.ния жидкости периодгидрорас енения пласт до кон рольной сква- жины гидросчлене 388 1,6 316,80 пробурена группа скважин (контрольных) до пересечения с пластом.Скважины были эагерметизированы пеечаноглинистой смесью.Экспериментальные данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что при гидродинамнческом воздействии на угольный пласт через водоносный горизонт происходит нарушение гаэодинамического состояния массива угля, обусловленное изменением природного уровня перераспределения лластового давления. Интенсивность гидравлического воздействия в функции расстояния от створа скважины не подчиняется параболической зависимости. Это объясняется тем, что влагонасьпцение угля в массиве происходит по всей площади участка, контактируемого с водоносными горизонтами, что подтверждается одновременным повьппением пластового давления на участке протяженностью более 700 м по простиранию, т.е. от удаленности контрольных скважин до скважины гидрорасчленения.При достижении потоком рабочей жидкости водоносного горизонта вытеснение подземных вод иэ него начинается не сразу, это зависит от горногеологических характеристик пород междупластья и угольного пласта, куда вытесняется вода, а также самого водоносного горизонта. Так, на наблюдаемом участке только после нагнетания во вмешаю 59 4щие породы 2500 м воды произошло перенасьпцение водоносного горизонта и началось вытеснение из него воды в угольный пласт. В этом случае водоносный горизонт сохраняет постоянный уровень влагонасыщенности, с одной стороны он имеет подпитку рабочей жидкости от скважины гидрорасчленвния, а с другой стороны происходит переток рабочей жидкости иэ водоносного горизонта в трещинопоровую структуру угля.Прн использовании изобретения создается возможность повысить эффективность обработки угольного пласта вследствие внедрения рабочей жидкости в него из многочисленных каналов на обрабатываемой площади. Повьппается радиус обработки угольного пласта через одну сквазину в 1,5-3,0 раза, так как приемистость водоносного горизонта вьппе, чем угольного пласта, поэтому жидкость от сквазины распространится в более удаленные участки, воздействуя через существующие и образуемые трещины на угольный пласт. уменьшается также удельный расход эакачиваемой в пласт воды в результате вступления в полезную работу вод иэ водоносных горизонтов, что обеспечивает снижение затрат на гидрообработку по сравнению с известньи способом.1 идрообработку пласта предлагаемым способом мозно осуществлять не только на пластах, Имеющих в непосредственной близости (не более 60 м) водоносные горизонты.1145159 Продолжение таблицы Контропьная сквааикадо гидро- в период расчлене" гидрорас ння членения 200 0,80 1,25 1,30 1,57 0,27 1,47 1,89 0,42 271 1,46 1,92,0,46 289 1,53 1,94 0,41 331 0,60 фщцщщ Заказ 1140(22 Таран 444 Фнднад ЯП Патант , г. Унготодкнд Поущсиое оехтная, 4 Расстояние отточки внедрения аидкостив лласт до контрольной скважины Иэнеиение илас"тового давления, Ийа