Спосіб видобутку метану з газогідратного родовища

1. Спосіб видобутку газу метану з газогідратного родовища, що включає розігрівання продуктивного пласта шляхом впливу на нього електромагнітними хвильовими коливаннями, які продукуються випромінювачем при подачі на нього низькочастотних знакозмінних імпульсів електричного струму з накладанням на їх вершини високочастотного сигналу, а підтримання інтенсивності виділення газової фази з газогідратів здійснюють шляхом зміни потужності електромагнітного випромінення, який відрізняється тим, що Корисна модель відноситься до гірничої справи і може бути використана для видобутку газу метану при розробці газогідратного родовища. Відомий пристрій для видобутку газу [патент Росії №2026963, Е21В43/00, 1995], що включає внутрішню і зовнішню перфоровані, принаймні в торцевій частині, колони труб, який обладнаний ущільнюючими елементами з низькою теплопровідністю, породоруйнівним органом з центральним каналом і зовнішнім ізолюючим ковпаком, виконаним у формі півкулі з кільцевим П-подібним породоруйнівним органом по периметру, при цьому ущільнюючі елементи розташовані в порожнині Пподібного породоруйнівного органа, породоруйнівний орган з центральним каналом встановлений у торці зовнішньої колони, а внутрішня колона служить для подачі робочого агента, і зовнішній ізолюючий ковпак - над її перфорацією. Недоліком цього способу є необхідність залучення дорогоцінного обладнання, зокрема такого, як ізолюючий газозбиральний ковпак, що сприяє екологічній безпеці, для розташування і ущільнення якого до придонного ґрунту потрібне спеціальне обладнання. вплив здійснюють на газогідратний пласт, що лежить під товщею осадових порід, а продуктивний пласт додатково обробляють акустичними хвильовими коливаннями. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що свердловину бурять до глибини залягання газогідратних покладів, де і розташовують акустичний і електромагнітний випромінювачі. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняються тим, що акустичний і електромагнітний випромінювачі мають тілесний кут спрямованої дії. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що опромінювання акустичним і електромагнітним випромінювачами здійснюється з утворенням біжучої хвилі шляхом періодичної плавної зміни довжини чверті хвилі випромінювачів, що дорівнює радіусам від дальньої до ближньої зони розташування випромінювачів у свердловині. Найближчим за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є спосіб видобутку газу з газогідратного родовища [деклараційний патент України №43150, Е21В43/00, 2001], що включає розігрівання газогідратних покладів шляхом впливу на них електромагнітними коливаннями складної форми, що продукуються випромінювачем при подачі на нього низькочастотних знакозмінних імпульсів електричного струму з накладанням на їх вершини високочастотного сигналу, за яким випромінювач електромагнітних коливань розташовують на рівні залягання газогідратних покладів у свердловині, обсадженої до покрівлі пласта, а частота низькочастотних знакозмінних імпульсів вибирається такою, що дорівнює резонансній частоті пласта, при цьому підтримання інтенсивності виділення газової фази з газогідратів здійснюють шляхом зміни потужності електромагнітного випромінення. Недоліком цього способу є те, що для збудження газогідратного пласта на його резонансній частоті необхідна значна енергія, тому цей спосіб важко здійснити. В основу корисної моделі покладено завдання 00 ю со 8548 створити такий спосіб видобутку газу метану з газогідратного родовища, що забезпечив би при низький вартості обладнання і технології буріння свердловин більш ефективну і екологічно безпечну експлуатацію газогідратного родовища. Для вирішення поставленого завдання запропоновано спосіб видобутку газу метану з газогідратного родовища, що включає розігрівання продуктивного пласта шляхом впливу на нього електромагнітними хвильовими коливаннями, які продукуються випромінювачем при подачі на нього низькочастотних знакозмінних імпульсів електричного струму з накладанням на їх вершини високочастотного сигналу, а підтримання інтенсивності виділення газової фази з газогідратів здійснюють шляхом зміни потужності електромагнітного випромінення, при цьому вплив здійснюють на газогідратний пласт, що лежить під товщею осадових порід, а продуктивний пласт додатково обробляють акустичними хвильовими коливаннями, причому свердловину бурять до глибини залягання газогідратних покладів, де і розташовують акустичний і електромагнітний випромінювачі, які мають тілесний кут спрямованої дії, при цьому опромінювання акустичним і електромагнітним випромінювачами здійснюється з утворенням біжучої хвилі шляхом періодичної плавної зміни довжини чверті хвилі випромінювачів, що дорівнює радіусам від дальньої до ближньої зони розташування випромінювачів у свердловині. Суть корисної моделі полягає в попередньому виборі частотних діапазонів роботи акустичного і електромагнітного випромінювачів та в періодичному створенні в газогідратному пласті рухомого фронту тиску акустичної хвилі, який переносить енергію випромінення вздовж напрямку його розповсюдження від дальньої до ближньої зони розташування випромінювачів у видобувній свердловині, а також синхронно з акустичним полем рухомого фронту теплового поля, яке створюється електромагнітним випромінювачем. Тобто вібраційний (акустичний) і тепловий (електромагнітний) вплив на газогідратні поклади здійснюється головним чином у місцях переміщення біжучої хвилі, де в цей час фокусується максимальна енергія пружних коливань, розташованих по радіусу, що X . . дорівнює —, де X - довжина хвилі випромінюван4 ня, амплітуда першої гармоніки якої на відстані — 4 від розташування випромінювачів у свердловині досягає максимального значення. Під комплексним впливом цих полів відбувається більш ефективне руйнування газогідратних покладів, вони переходять в метастабільний стан з виділенням газу метану, який поступає у свердловину. Щоб усунути потребу використання дорогоцінного обладнання, наприклад, газозбирального ковпака, розроблюють газогідратні поклади, які лежать під товщею осадових порід, котрі і виконують роль газозбирального ковпака (екрану). Крім цього випромінювачі розташовують на глибині початку залягання газогідратних покладів, а тілесний кут їх спрямованої дії надає можливість локальної розробки родовища при збережені його цілісності і забезпеченні екологічної безпеки. Після припинення видобутку газу з свердловини, такі локальні сфери знову будуть заповнюватися газогідратними покладами. Після їх заповнення, свердловина може бути знову включена в експлуатацію. На Фіг.1 наведена схема свердловини, обладнаної для реалізації способу, що включає: газогідратні поклади 1, пласт осадових порід 2, обсадну колону 3, лубрикатор або спеціальний гирловий герметизуючий вузол 4, засувки 5, викидну лінію 6, штуцер 7, заглиблий пристрій з високочастотним генератором і вузлом випромінювачів 8, кабель 9, джерело живлення з низькочастотним генератором хиткої частоти 10, підйомний механізм 11 і кульовий сектор 12. Спосіб реалізується наступним чином. Бурять свердловину до рівня залягання газогідратних покладів 1, що сформувались під товщею осадових порід 2 (на морських родовищах - під товщею морської води і обов'язково осадових порід 2). Свердловину обладнують обсадною колоною 3 і гирловою арматурою з лубрикатором або спеціальним гирловим герметизуючим вузлом 4, засувками 5, викидною лінією 6, штуцером 7. В залежності від радіуса впливу на газогідратні поклади вибирають потужність і крайні частоти діапазону роботи низькочастотного імпульсного генератора хиткої частоти джерела живлення 10, а також частоту роботи високочастотного генератора заглиблого пристрою 8. Після встановлення вибраних режимів роботи акустичного і електромагнітного випромінювачів заглиблий пристрій з високочастотним генератором і вузлом випромінювачів 8 спускають у свердловину на кабелі 9 до верхньої покрівлі газогідратних покладів 1. Включають джерело живлення. Здійснюють акустичний і електромагнітний вплив на газогідратні поклади під тілесним кутом спрямованої дії, наприклад, 60°. Періодично плавно змінюють частоту низькочастотного генератора хиткої частоти від нижнього до верхнього значення, створюючи таким чином біжучу хвилю, що переносить енергію випромінювання вздовж напрямку свого поширення від дальньої до ближньої зони відносно розташування випромінювачів у свердловині. Таким чином, руйнування газогідратних покладів з виділенням газу метану відбувається за рахунок комплексного впливу на них акустичним (віброхвильовим) і електромагнітним (тепловим) полями. Для збереження цілісності газогідратного пласта і забезпечення екологічної безпеки розробку покладів здійснюють випромінювачами спрямованої дії. При цьому в покладах обробляються газогідратні відклади які потрапляють під тілесний кут спрямованої дії випромінювачів. Наприклад, при тілесному куті а = 60° і ефективній потужності випромінювачів, забезпечуючих вплив на газогідратні поклади радіусом 100м, об'єм (V) газогідратних покладів (кульового сектора) становить: 8548 2 3 V = 2/37iR h'= 310000 м Якщо врахувати, що в 1м 3 газогідратів міститься 164м3 газу метану, то з кульового сектора, об'ємом 310000м3 можна отримати біля 3 50000000м метану. Якщо товщина газогідратних покладів перевищує радіус дії випромінювачів, після виробки першого кульового сектора заглиблий пристрій з високочастотним генератором і вузлом випромінювачів 8 спускають до твердої фази газогідратів і здійснюють вплив на другий кульовий сектор покладів і т.д. При застосуванні випромінювачів, які мають низьку потужність, радіус їх дії зменшується. В залежності від радіуса зменшують і діапазон частот низькочастотних знакозмінних імпульсів елект ричного струму, що виробляє генератор хиткої частоти джерела живлення. Після закінчення видобутку газу, свердловину законсервовують. Природні сили знову будуть сприяти заповненню кульових секторів газогідратними відкладами. Після їх заповнення, свердловина знову може бути включена в експлуатацію. Таким чином, пропонований спосіб видобутку газу метану з газопдратного родовища при низькій вартості робіт (непотрібен газозбиральний ковпак і дорогоцінне обладнання для його розташування і герметизації) та збережені екологічної безпеки, дозволяє ефективно розробляти газогідратні родовища. to Фіг. Комп'ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601