RU2293185C2 - Method for increasing gas yield of coal-methane formation - Google Patents
Method for increasing gas yield of coal-methane formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293185C2 RU2293185C2 RU2004138705/03A RU2004138705A RU2293185C2 RU 2293185 C2 RU2293185 C2 RU 2293185C2 RU 2004138705/03 A RU2004138705/03 A RU 2004138705/03A RU 2004138705 A RU2004138705 A RU 2004138705A RU 2293185 C2 RU2293185 C2 RU 2293185C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- drilling
- methane
- channels
- channel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- GMACPFCYCYJHOC-UHFFFAOYSA-N [C].C Chemical compound [C].C GMACPFCYCYJHOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вновь создаваемой углегазовой подотрасли, основная задача которой заключается в добыче метана, содержащегося в угле и породах угольных месторождений.The invention relates to a newly created coal-gas sub-industry, the main task of which is to extract methane contained in coal and rocks of coal deposits.
Известен способ дегазации (извлечения метана) угольного пласта с помощью скважин, пройденных как из шахтных выработок, так и с поверхности [1]. Диаметр таких скважин не превышают 100 мм, малые поверхности таких буровых каналов обусловливают малые притоки к ним угольного метана. При этом включение этих каналов в вакуумно-отсосную шахтную вентиляционную систему приводит к большому разбавлению отсасываемого метана (содержание метана в метановоздушной смеси колеблется от 5 до 20%), что затрудняет его стабильное использование в качестве топлива.A known method of degassing (methane extraction) of a coal seam using wells drilled both from mine workings and from the surface [1]. The diameter of such wells does not exceed 100 mm; the small surfaces of such drilling channels cause small inflows of coal methane to them. Moreover, the inclusion of these channels in a vacuum-suction mine ventilation system leads to a large dilution of the suction methane (the methane content in the methane-air mixture ranges from 5 to 20%), which makes it difficult to use it as a fuel.
Другим известным техническим решением было бурение наклонной скважины в почве каменноугольного пласта в Донбассе [2]. По длине этой скважины были осуществлены гидроразрывы с угольным пластом для его дегазации. Однако малые поверхности созданных щелей гидроразрыва ограничили дренирующие их способности, дебиты метана были малы.Another well-known technical solution was the drilling of an inclined well in the soil of a coal seam in the Donbass [2]. Fractures with a coal seam for its degassing were carried out along the length of this well. However, the small surfaces of the created hydraulic fracturing slots limited their draining abilities; the methane production rates were small.
Наиболее близким техническим решением является способ огневой проработки горизонтального бурового канала [3]. Однако существенным недостатком этого решения является расширение бурового канала с помощью перемещения вдоль него очага горения. Такой способ значительно ограничивает его использование. С одной стороны, далеко не всегда допустимо наличие очага горения в системе дегазации шахты (по условиям техники безопасности). С другой стороны, огневое расширение бурового канала, пройденного в породах почвы и кровли угольного пласта, вообще невозможно. Этот недостаток известного технического решения серьезно ограничивает его широкое использование.The closest technical solution is the method of firing a horizontal drilling channel [3]. However, a significant drawback of this solution is the expansion of the drilling channel by moving along the combustion site. This method significantly limits its use. On the one hand, it is far from always permissible to have a burning center in the mine degassing system (according to safety regulations). On the other hand, the fire expansion of the drilling channel, passed in the soil and roof of the coal seam, is generally impossible. This disadvantage of the known technical solution severely limits its widespread use.
Целью настоящего изобретения является создание универсального способа расширения буровых каналов в угле и породах, использование которого гарантировало бы увеличение метаноотдачи углегазового месторождения.The aim of the present invention is to provide a universal method for expanding drilling channels in coal and rocks, the use of which would guarantee an increase in methane recovery of a coal-gas field.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дегазации угольных пластов, заключающемся в бурении наклонных и горизонтальных каналов, расширении, а также использовании их для последующих осушения массива и извлечения угольного метана, оснащают после завершения бурения забойную часть бурового инструмента специальным высоконапорным насадком, нагнетают через него жидкость под высоким давлением и этим самым разрушают стенки канала, постепенно (ступенчато) извлекая буровой инструмент с насадком, расширяют буровой канал по всей его длине, а транспортируемые в потоке жидкости твердые частицы отделяют на поверхности и утилизируют. Кроме того, в качестве высоконапорной рабочей жидкости применяют не только воду, но и более вязкие жидкости, а буровые каналы проходят не только в угольном пласте, но в его почве и кровле, тем самым подрабатывая и надрабатывая (разгружая) угольный пласт, и используют их для извлечения метана углегазового месторождения. Для большего охвата последнего буровые каналы размещают в различных сочетаниях, преимущественно параллельно друг другу, а расстояния между ними выполняют с учетом параметров метаноносности месторождения (удельная плотность - м3/кв. км; удельное содержание метана - м3/т).This goal is achieved by the fact that in the known method of degassing coal seams, which consists in drilling inclined and horizontal channels, expanding, and also using them for subsequent drainage of the array and extraction of coal methane, they equip the downhole part of the drilling tool with a special high-pressure nozzle after completion of drilling, pump it through fluid under high pressure and thereby destroy the walls of the channel, gradually (stepwise) removing the drilling tool with a nozzle, expand the drilling channel throughout its length, and the solid particles transported in the fluid stream are separated on the surface and disposed of. In addition, as a high-pressure working fluid, not only water, but also more viscous fluids are used, and the drilling channels pass not only in the coal seam, but in its soil and roof, thereby working and working out (unloading) the coal seam, and use them for the extraction of methane from a gas and gas field. For greater coverage of the latter, drilling channels are placed in various combinations, mainly parallel to each other, and the distances between them are performed taking into account the methane content of the field (specific gravity - m 3 / sq. Km; specific methane content - m 3 / t).
Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается тем, что расширение буровых каналов осуществляют высоконапорной струей жидкости по всей их длине. При этом расширяемые буровые каналы используют не только в угольном пласте, но и в почве и кровле, а для большего охвата углегазового месторождения буровые каналы размещают параллельно друг другу с расстояниями между собой, обусловленными параметрами метаноносности месторождения. Эти отличия соответствуют критерию "новизна" для заявляемого изобретения.A comparative analysis of the claimed invention with the prototype shows that the claimed technical solution is characterized in that the expansion of the drilling channels is carried out by a high-pressure jet of fluid along their entire length. At the same time, expandable drilling channels are used not only in the coal seam, but also in the soil and roof, and for greater coverage of the gas and gas field, the drilling channels are placed parallel to each other with distances between themselves, due to the methane content of the field. These differences meet the criterion of "novelty" for the claimed invention.
Кроме того, оно по изобретательскому уровню может быть охарактеризовано критерием "существенные отличия", так как заявляемый способ обладает универсальностью и возможностью быть реализованным не только в угольном пласте, но и вмещающих его породах.In addition, it according to the inventive step can be characterized by the criterion of "significant differences", since the inventive method has the versatility and the ability to be implemented not only in the coal seam, but also the rocks containing it.
На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа в угольном пласте.The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the proposed method in a coal seam.
Предлагаемый способ повышения газоотдачи реализуется на углеметановом месторождении следующим образом.The proposed method for increasing gas recovery is implemented on a coal-methane deposit as follows.
Вертикально-горизонтальная скважина 1 обсаживается до входа в угольный пласт, а по угольному пласту проходят буровой канал 2 диаметром 150-200 мм. После завершения бурения до проектной отметки буровой инструмент 3 извлекают на поверхность и оборудуют его (на конце) специальным насадком 4 для подачи высокоскоростной струи рабочей жидкости на стенки бурового канала 2. Гидроударное воздействие жидкости на стенки бурового канала 2 сопровождается разрушением и отламыванием (отщеплением) твердых частиц от поверхности канала. В обратном потоке рабочей жидкости, текущей между буровым инструментом 3 и стенками бурового канала 2 или обсадкой колонной скважины 1, отколовшиеся твердые частицы выносятся на поверхность. На поверхности осуществляют (одним из известных методов) разделение твердых частиц от жидкости. Исходя из экологических соображений жидкость и твердую фракцию утилизируют в поверхностном комплексе. Постепенно извлекая инструмент 3, механически обрабатывают буровой канал 2 по всей его длине до конца обсадки скважины 1.A vertical-horizontal well 1 is cased before entering the coal seam, and a drilling channel 2 with a diameter of 150-200 mm passes through the coal seam. After drilling is completed to the design elevation, the drilling tool 3 is removed to the surface and equipped (at the end) with a special nozzle 4 for supplying a high-speed jet of working fluid to the walls of the drilling channel 2. The hydropercussion effect of the liquid on the walls of the drilling channel 2 is accompanied by the destruction and breaking off of solid particles from the surface of the channel. In the reverse flow of the working fluid flowing between the drilling tool 3 and the walls of the drilling channel 2 or the casing of the well string 1, the breakaway solid particles are carried to the surface. On the surface carry out (one of the known methods) the separation of solid particles from liquid. Based on environmental considerations, the liquid and solid fraction are disposed of in the surface complex. Gradually removing the tool 3, mechanically process the drilling channel 2 along its entire length to the end of the casing 1.
Аналогичные вертикально-горизонтальные скважины проходят в почве и кровле угольного пласта (не показаны). После гидроударной обработки их необсаженных буровых каналов получают дрены с развитой боковой поверхностью, что содействует повышению притока к ним метана углегазового месторождения. Кроме того, эти породные расширенные каналы служат для разгрузки угольного пласта (подработки и надработки).Similar vertically horizontal wells pass in the soil and roof of a coal seam (not shown). After water treatment of their open-hole drilling channels, drains with a developed lateral surface are obtained, which contributes to an increase in the flow of methane from a gas and gas field to them. In addition, these pedigree expanded channels are used for unloading the coal seam (part-time and part-time work).
Гидравлически обработанные буровые каналы в угольном пласте и вмещающих его породах являются надежными высокодебитными дренами как на стадии осушения месторождения, так и на основной стадии - добычи угольного метана.Hydraulically treated drilling channels in the coal seam and the rocks surrounding it are reliable high-yield drains both at the stage of drainage of the field and at the main stage - production of coal methane.
Выбор типа рабочей жидкости, а также гидравлических параметров ее истечения через насадок 4 определяется исходя из прочностных характеристик разрушаемых твердых поверхностей и подъемной силы транспорта твердых частиц на поверхность.The choice of the type of working fluid, as well as the hydraulic parameters of its outflow through nozzles 4, is determined based on the strength characteristics of destructible solid surfaces and the lifting force of transport of solid particles to the surface.
Для большего охвата углегазового месторождения технологией извлечения угольного метана гидравлически обработанные буровые каналы могут располагаться в различных сочетаниях. Наиболее оптимальным предполагается их параллельное расположение.For greater coverage of a coal-gas field with coal methane extraction technology, hydraulically treated drilling channels can be located in various combinations. The most optimal is their parallel arrangement.
В зависимости от угла падения угольного пласта и технологии добычи угольного метана буровые каналы 2 могут быть не только горизонтальными, но и наклонными. Техника их гидравлического расширения остается одинаковой (рассмотренной выше).Depending on the angle of incidence of the coal seam and coal methane production technology, the drilling channels 2 can be not only horizontal, but also inclined. The technique of their hydraulic expansion remains the same (discussed above).
Заявленное изобретение планируется реализовать на экспериментальном участке ОАО "Промгаз" в Южном Кузбассе. Ожидаемые дебиты угольного метана на один буровой канал - 100000 м3/сутки, что обеспечит рентабельность углеметанового промысла.The claimed invention is planned to be implemented at the experimental site of Promgaz OJSC in the South Kuzbass. The expected production rates of coal methane per drilling channel are 100,000 m 3 / day, which will ensure the profitability of the coal and methane field.
Источники информацииInformation sources
1. Руководство по дегазации угольных шахт. М., 1990, - 186 с.1. Guidelines for the degassing of coal mines. M., 1990, - 186 p.
2. Ярунин С.А. Опыт проведения гидродинамического воздействия на угольный массив через скважину с горизонтальным окончанием. М.: Уголь, 1990, №6, с. 18-20.2. Yarunin S.A. Experience in conducting hydrodynamic effects on a coal mass through a well with horizontal completion. M .: Coal, 1990, No. 6, p. 18-20.
3. Патент №2209984, 7 Е 21 F 7/00, 2003.3. Patent No. 2209984, 7 E 21 F 7/00, 2003.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004138705/03A RU2293185C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for increasing gas yield of coal-methane formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004138705/03A RU2293185C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for increasing gas yield of coal-methane formation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004138705A RU2004138705A (en) | 2006-06-10 |
| RU2293185C2 true RU2293185C2 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=36712553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004138705/03A RU2293185C2 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Method for increasing gas yield of coal-methane formation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293185C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376475C1 (en) * | 2008-04-23 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | Method of gas extraction from coal-bearing strata |
| CN101975086A (en) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | Full-automatic overflow device for gas extraction by drill holes in high-positioned drill site |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2188221C2 (en) * | 2000-07-07 | 2002-08-27 | Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений | Clay-free drilling mud |
| RU2209984C2 (en) * | 2001-09-06 | 2003-08-10 | ОАО "Промгаз" | Method of increase of methane recovery from coal seam |
| RU2213199C2 (en) * | 2001-12-27 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Well hydraulic giant reamer |
| RU2236537C2 (en) * | 2002-06-11 | 2004-09-20 | Илясов Валерий Николаевич | Method for well extraction of hard mineral resources and device for realization of said method |
-
2004
- 2004-12-30 RU RU2004138705/03A patent/RU2293185C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2188221C2 (en) * | 2000-07-07 | 2002-08-27 | Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений | Clay-free drilling mud |
| RU2209984C2 (en) * | 2001-09-06 | 2003-08-10 | ОАО "Промгаз" | Method of increase of methane recovery from coal seam |
| RU2213199C2 (en) * | 2001-12-27 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" | Well hydraulic giant reamer |
| RU2236537C2 (en) * | 2002-06-11 | 2004-09-20 | Илясов Валерий Николаевич | Method for well extraction of hard mineral resources and device for realization of said method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАЛИНИН А.Г. и др. "Бурение наклонных и горизонтальных скважин", Москва, "Недра", 1997, с.11,133.148-150. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376475C1 (en) * | 2008-04-23 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | Method of gas extraction from coal-bearing strata |
| CN101975086A (en) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | Full-automatic overflow device for gas extraction by drill holes in high-positioned drill site |
| CN101975086B (en) * | 2010-09-17 | 2011-08-10 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | Full-automatic overflow device for gas extraction by drill holes in high-positioned drill site |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004138705A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7258163B2 (en) | Method and system for production of gas and water from a coal seam using well bores with multiple branches during drilling and after drilling completion | |
| US8740310B2 (en) | Mining method for co-extraction of non-combustible ore and mine methane | |
| CN108643877A (en) | Coal mine underground coal seam long drilling staged fracturing permeability-increasing and gas extraction method | |
| RU2373398C1 (en) | Method of degasification and softening of rocks | |
| RU2333363C1 (en) | Method of monitoring gas emission during mining operations in series of highly gaseous coal seams | |
| WO2012174586A2 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
| CN104329113B (en) | A kind of method of surface drilling standing seat earth release mash gas extraction | |
| CN105971662A (en) | Method for gas extraction by coal seam roof weakening through L-shaped drilling staged fracturing | |
| CN112253070B (en) | Method for sectional seam making, coal washing and outburst elimination of thick coal seam top-bottom linkage horizontal well | |
| US20150192002A1 (en) | Method of recovering hydrocarbons from carbonate and shale formations | |
| CN113605874B (en) | Method for extracting coal bed gas of broken soft coal bed top and bottom double-layer horizontal well | |
| RU2359116C1 (en) | Method of ecologically safe underground gasification of deep-seated coal | |
| RU2419723C1 (en) | Degasation method of developed coal beds | |
| CA2025996C (en) | Borehole mining process for recovery of petroleum from unconsolidated heavy oil formations | |
| US7493951B1 (en) | Under-balanced directional drilling system | |
| RU2166637C2 (en) | Method of preparing coal seams for extraction | |
| RU2447290C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
| RU2293185C2 (en) | Method for increasing gas yield of coal-methane formation | |
| RU2225938C1 (en) | Methods for exploiting oil extracting wells | |
| RU2181446C1 (en) | Method of recovery, gathering and utilization of methane and other hydrocarbon gases from coal deposits | |
| RU2148171C1 (en) | Method of mineral deposit mining | |
| CN118030167A (en) | A drilling method suitable for gas extraction and anti-blowout pressure relief | |
| WO2018012998A1 (en) | Method for the advance degasification of coal seams | |
| RU2095572C1 (en) | Method and device for hydraulic mining of minerals from placer deposits in permafrost | |
| RU2335634C1 (en) | Method of complex degasification of carbon methane beds of carbon deposits |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100615 |