Спосіб розробки газогідратних покладів

Реферат: Спосіб розробки газогідратних покладів. Гідратонасичений пласт газогідратного покладу розкривають бурінням з поверхні землі, вертикальних свердловин, через них подають інгібуючий склад, руйнуючий гідрати, що здійснює збійку свердловин. Розпал пласта виконують підпалом газоподібних вуглеводнів, що утворюються з гідратів. Заздалегідь задають інтервал температури горіння дуття, необхідний для виділення газів, подачу дуття ведуть у цьому інтервалі температур. Після прогрівання здійснюють відокремлене відкачування з газогідратного пласта пароповітряної суміші і газоподібних вуглеводнів. Досягається можливість здійснення розробки газогідратних покладів і витягання з них газоподібних вуглеводнів з подальшим відкачуванням на поверхню для використання їх в промисловості як енергетичної або хімічної сировини. UA 100415 C2 (12) UA 100415 C2 UA 100415 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірської промисловості і може бути використаним при видобутку газоподібних вуглеводнів з газогідратних покладів. Відомий спосіб обробки газонасичених пластів, що включає буріння свердловин, формування зони гідратонасичених порід в пласті шляхом подачі водокристалогідратної емульсії, яку подають до формування зони гідратонасичених порід, утворення якої контролюють по значеннях питомих електричних опорів і швидкостей поширення пружних хвиль в газонасичених пластах, з подальшою подачею в свердловини складу, що інгібує, для руйнування далі гідратів і відкачування вільного газу (Патент UA №85468, С2, Е 21 F 5/00, опубл. 26.01.2009, Бюл. № 2). Недоліком способу є те, що зважаючи на низьку проникність газогідратів, проникнення розчинів, що інгібують, в гідратонасичені пласти не перевищує 10-20 м і не дозволяє виробляти руйнування гідратів, і, як наслідок, відкачування газоподібних вуглеводнів, в межах всієї площі газогідратного покладу. Окрім цього з огляду на те, що в газогідратних покладах газ і так знаходиться в твердій (гідратній) фазі, відпадає необхідність формування гідрату в пласті шляхом закачування в нього водокристалогідратної емульсії. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб підземної газифікації твердого палива, що включає буріння вертикальних свердловин, збійку їх між собою, розпал пласта, подачу дуття, газифікацію твердого палива, видобування штучного газу (Патент UA № 21863, С2, Е 21 В 43/295, опубл. 17.09.2001, бюл. № 8). Недоліком способу є те, що він передбачає повне вигорання горючих матеріалів в пласті. Це оптимально для вугільних пластів, але не раціонально для газогідратних покладів. Повне вигорання вуглеводнів, присутніх в цих покладах, не дасть можливості витягання вуглеводневої сировини з них, а отже і оптимальної розробки цих родовищ. У основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу розробки твердого палива, в якому шляхом введення нових технологічних операцій досягається можливість здійснення розробки газогідратних покладів і витягання з них газоподібних вуглеводнів з подальшим відкачуванням на поверхню для використання їх в промисловості як енергетичної або хімічної сировини. Поставлена задача вирішується тим, що у заявленому способі передбачається буріння вертикальних свердловин зі збійкою їх між собою, розпал пласта, подачу дуття, газифікацію твердого палива. На відміну від цього способу збійку свердловин здійснюють подачею в них інгібуючого складу, руйнуючого гідрати, розпал пласта виконують підпалом газоподібних вуглеводнів, що утворюються з гідратів, заздалегідь встановлюють інтервал температури горіння дуття, необхідний для виділення газів, подачу дуття ведуть в цьому інтервалі температур, після прогрівання здійснюють відокремлене відкачування з газогідратного пласта роздільно пароповітряної суміші і газоподібних вуглеводнів. При цьому, окрім накопичення в пласті газу у вільній фазі, в інтервалі газогідратного покладу відбуватиметься зняття напружень за рахунок меншого об'єму води, що утворюється з гідратів, в порівнянні з ними, а отже і поліпшення газопроникності цих гідратонасичених пластів. На кресленні приведений вертикальний розріз газогідратного покладу зі схемою її розробки, де 1 - поверхня землі, 2 - гідратонасичений пласт, 3 - зона руйнування гідратів під дією інгібуючої суміші, 4 - нагнітальна свердловина, 5 - газовідвідна свердловина, 6 - експлуатаційна свердловина. Винахід здійснюється так: гідратонасичений пласт газогідратного покладу розкривають з поверхні землі (1) вертикальними свердловинами (4, 5, 6). Через них в межах гідратонасиченогопласта в білясвердловинний простір закачується склад, що інгібіує, руйнуючий гідрати і що формує зону, насичену газоподібними вуглеводнями (3). Інгібуючий склад є або водними розчинами лужних і лужноземельних металів, наприклад NaCl або СаСl2, або розчинами на основі метанолу або етилгліколю і тому подібних речовин. Через нагнітальну свердловину (4) подають дуття на базі киснево-повітряної суміші і виконують розпал газоподібних вуглеводнів. Заздалегідь задають інтервал температур горіння дуття, необхідний для виділення газів з гідратів. Подачу дуття ведуть у цьому інтервалі температур, для чого залежно від структури газогідратного покладу (кількості і потужності газогідратних пластів), варіюють діаметром нагнітальної свердловини (4), швидкістю і об'ємом дуття, що нагнітається, таким чином, щоб горіння газоподібних вуглеводнів здійснювалося на обмеженій ділянці пласта, яка достатня для розігрівання решти інтервалів газогідратного покладу. Оскільки гідрати характеризуються низькою теплопровідністю і в процесі їх руйнування виділяється вода, то швидкість горіння в гідратонасиченому пласті істотно менша, ніж в пласті, 1 UA 100415 C2 5 10 насиченому лише газоподібними вуглеводнями. Горіння в гідратонасиченому пласті практично повністю зупиняється після припинення нагнітання дуття. Пар і газова суміш, що утворились при горінні газоподібних вуглеводнів в пласті, мають такий склад N2 - до 60 %, СО2 - до 16 %, СО - до 3,5 %, Н2 - до 17 %, СН4 - до 3 %, CmHn - до 0,5 %. Вони через свердловину, що відводить гази, подаються на поверхню і після очищення від СО2 i СО на парогенераторну установку, що забезпечує видобувний комплекс електричною енергією. Процес вигорання вуглеводнів в пласті приведе до прогрівання інтервалу газогідратного покладу. При цьому зважаючи на низьку теплопровідність гідратів, розігрів тих, що вміщають газогідратні пласти, порід, буде вище, ніж самого пласта. Тому гідрат в пласті руйнуватиметься від покрівлі і від підошви пласта і поступатиме в білясвердловинний простір експлуатаційної свердловини (6), що звільнений від гідратів і характеризується вищою газопроникністю. У міру накопичення вільного вуглеводневого газу він через цю свердловину відкачуватиметься на поверхню і транспортуватиметься до споживача. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Спосіб розробки газогідратних покладів, що включає буріння вертикальних свердловин зі збійкою їх між собою, розпал пласта, подачу дуття, газифікацію твердого палива, який відрізняється тим, що збійка свердловин здійснюється подачею в них інгібуючого складу, руйнуючого гідрати, розпал пласта виконують підпалом газоподібних вуглеводнів, що утворюються з гідратів, заздалегідь задають інтервал температур, необхідний для виділення газів, подачу дуття ведуть у цьому інтервалі температур, після прогрівання здійснюють відокремлене відкачування з газогідратного пласта пароповітряної суміші і газоподібних вуглеводнів. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2