Спосіб метанізації обводнених покладів вугілля

Изобретение о т н о с и т с я к горной пром-сти и м . б , использовано в у г л е добывающей пром-сти при газификации обводненных угольных п л а с т о в (УП), Цель - увеличение выхода м е т а н а з а с ч е т поддержания в УП о п т и м а л ь н о г о д а в л е н и я . Для э т о г о на УП бурят н а г нетательную скважину (НС) и добычную скважину ( Д С ) . Располагают НС в с в о д е складки р а з р а б а т ы в а е м о г о УП, а 1 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в угледобывающей промышленности при геотехнологической отработке газификацией обводненных пластов угля» Цель изобретения - увеличение выхода метана за счет поддержания в угольном пласте оптимального давления путем образования на забое добычной скважины газовой зоны повышенного давления. ДС - в его пониженной части. Гидроразрывом соединяют забои НС и ДС и измеряют давление газа. Добуривагат ДС на глубину, где давление пластовой воды равно давлению газа, оборудуют ДС газоотводящеи колонной. Башмак последней устанавливают на уровне, где давление воды больше гидростатического, но меньше давления газа. В НС подают холодный воздух с одновременным изливом пластовой воды в ЦС. Создают газовую (воздушную) зону, что сопровождается стабилизацией в ней давления, Воспламеняют УП, нагревают его до 7001500 К и в нагретый УП через НС подают воду или нагретый пар. Из ДС откачивают горючие газы, основным компонентом которых является метан. При высоких температурах на забое ДС в ее затрубное пространство подают холодную воду. При снижении качества метана производят регулирование давления в ДС путем изменения глубины башмака газоотводящеи колонны. 1 ил. На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа. Способ осуществляют следующим образом. Обводненный угольный пласт бурят, например, в своде складки нагнетательной скважиной 1, а на крыльях добычной скважиной 2 до подошвы угольного пласта. Гидроразрывом соединяют забои нагнетательной 1 и до ш 1481409 Оычной 2 скважин и измеряют давление гидроразрыва Р. После этого в добычной скважине 2 добуривают колодец 3 до глубины h, которая отвечает давлению гидроразрыва в пласте. Глубину колодца 3 определяют из формулы н, где Н т глубина забоя добычной сква жины; h - глубина колодца; Р - измеренное на поверхности давление гидроразрыва; у - объемный вес пластовой воды. Глубина h обеспечивает регулирование давления синтеза от гидроста- 20 тического до давления гидроразрыва. После этого приступают к обустройству скважин. Нагнетательную скважину 1 приспосабливают для раздельного нагнетания воздуха и воды. 25 В добычную скважину 2 опускают теплоизолированную газоотводящую трубу 4, устанавливают ее башмак на заданной расчетной глубине, где давление напора пластовой воды больше гидростати- 30 ческого, но меньше давления гидроразрыва. После обустройства скважин создают в пласте искусственную "газовую 35 шапку" с саморегулируемым водным затвором в добычной скважине путем нагнетания в нагнетательную скважину 1 холодного воздуха при одновременном изливе пластовой воды из добыч40 ной скважины 2. Создание "газовой шапки" ведут до прорыва воздуха через добычную скважину 2, что сопровождается стабилизацией давления в "газовой шапке" на уровне напора пласто45 вой воды у башмака газоотводящей трубы 4, Тогда фиксируют стабильное давление пластовой воды почти равное давлению газа в "газовой шапке". На следующей стадии работ воспламеняют угольный пласт на забое наг50 нетательной скважины 1 любым известным способом. Нагнетанием воздуха в эту скважину раскалывают уголь до ют за счет теплоты, накопленной в пласте при охлаждении последнего от 1500 до 700 К. При достижении в пласте температур порядка 1500 К прекращают подачу воздуха в нагнетательную скважину 1 и через нее подают газифицированный реагент - водяной пар или воду для образования метана по реакции 2С + Полученные газы, преимущественно метан, при давлении в зоне синтеза, близком к давлению гидроразрыва, отводят, оттеснив водяной затвор, через газоотводящую трубу 4 на поверхность, где полученные продукты разцеляют, утилизируют их физическое тело. Рабочий цикл синтеза метана (подачи воды) заканчивают, когда производительность скважины по метану начинает сильно понижаться. Для получеэ ния 100 м метана затрачивают при э таком способе 1000 м воздуха (на ' стадии разогрева пласта) и примерно 150 кг природной воды. При этом газифицируют около 100 кг пластового угля. После нескольких рабочих циклов забойная температура в добычной скважине 2 может подняться до высоких неприемлемых значений, например выше 600 К, что фиксируют забойным термометром 5. В этом случае для предотвращения перегрева газоотводящей трубы 4, а также обсадной колонны добычной скважины 2 в эатрубное пространство между добычной скважиной 2 и газоотводящей трубой 4 подают поток холодной воды для их охлаждения и для снижения и удержания забойной температуры скважины и получаемых газов на уровне не выше 600 К, В этом случае парогазовую смесь также отводят через газоотводящую трубу 4 на поверхность, подают в теплообменник и сепаратор, где утилизируют их физическое тепло и разделяют продукты синтеза от продуктов горения и жидкой фазы. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ метанизации обводненных температуры порядка 1500 К, Прогрев залежей угля, включающий бурение нагпластового угля до такой температуры 55 нетательной и добычной скважин на необходим, поскольку реакция синугольный пласт, герметизацию устья теза метана является эндотермической скважин, соединение забоев скважин и последующий синтез метана совершапод давлением гидроразрыва пласта, 1481409 оборудование добычной скважины газоподошвы угольного пласта на глубину, где давление напора пластовой воды отводящей колонной, розжиг пласта равно давлению гидроразрыва, г а з о у нагнетательной скважины, поочередотводящую колонну опускают в добычную ную подачу нагретого воздуха для скважину на глубину, где давление подогрева пласта до 700-1500 К и в о напора пластовой воды больше гидроды в нагретый пласт для синтеза горюстатического, но меньше давления гидчих г а з о в , последовательный отвод роразрыва, и подают на забой добычпродуктов горения и синтеза через ной скважины через нагнетательную добычную скважину и охлаждение д о скважину воздух до образования г а з о бычной скважины, о т л и ч а ю щ и й вой зоны от торца газоотводящей к о с я тем, что, с целью увеличения лонны до кровли угольного п л а с т а , выхода метана з а счет поддержания при этом в процессе синтеза горючих в угольном пласте оптимального давлег а з о в ния путем образования на забое добыч- 15 производят регулирование д а в л е ной скважины газовой зоны повышенния в газовой зоне путем изменения ного давления, после гидроразрыва глубины установки газоотводящей к о добычную скважину добуривают ниже лонны. Вода омажда/th *—щая Редактор Л.Зайцева Составитель М.Гагулин Техред л . Олийньїк' Корректор С.Шекмар Заказ 2651/32 Тираж 450 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101