RU2298650C1 - Coal formation hydraulic processing method - Google Patents
Coal formation hydraulic processing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298650C1 RU2298650C1 RU2005131268/03A RU2005131268A RU2298650C1 RU 2298650 C1 RU2298650 C1 RU 2298650C1 RU 2005131268/03 A RU2005131268/03 A RU 2005131268/03A RU 2005131268 A RU2005131268 A RU 2005131268A RU 2298650 C1 RU2298650 C1 RU 2298650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formation
- pressure
- hydro
- well
- hydraulic
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 62
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 45
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 238000007872 degassing Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 abstract 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical class 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000002635 electroconvulsive therapy Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов с целью добычи метана из угольных пластов для его использования в промышленности и повышения безопасности работ в шахтах. Изобретение также может быть использовано для вскрытия продуктивного пласта при добыче газа.The invention relates to the mining industry and can be used for the degassing of coal seams in order to extract methane from coal seams for its use in industry and to improve the safety of work in mines. The invention can also be used to open the reservoir during gas production.
Известен способ обработки угольного пласта, включающий бурение скважины с поверхности, обсадку ее трубами и герметизацию затрубного пространства, нагнетание рабочей жидкости через скважину в пласт в фильтрационном режиме, сброс устьевого давления жидкости до атмосферного [1]. После гидравлической обработки угольного пласта осуществляют осушение пласта и последующий съем метана из скважины для его промышленного использования. После дегазации пласта производят безопасную выемку угля подземным способом.A known method of processing a coal seam, including drilling a well from a surface, casing it with pipes and sealing the annulus, injecting the working fluid through the well into the formation in a filtration mode, relieving the wellhead pressure of the fluid to atmospheric [1]. After hydraulic treatment of the coal seam, the seam is drained and the methane is subsequently removed from the well for industrial use. After the degassing of the formation, safe mining of coal is carried out underground.
Недостатком этого способа являются низкие дебиты метана из продуктивной скважины из-за малой площади распространения рабочей жидкости по угольному пласту и, следовательно, низкой дезинтеграции пласта вблизи скважины.The disadvantage of this method is the low production of methane from a production well due to the small area of the spread of the working fluid in the coal seam and, therefore, the low disintegration of the formation near the well.
Известен способ гидравлической обработки угольного пласта, включающий бурение скважины с поверхности, обсадку ее трубами и герметизацию затрубного пространства, подачу рабочей жидкости через скважину в пласт в фильтрационном режиме посредством нагнетательного насоса, гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт, сброс устьевого давления жидкости до атмосферного с последующим ее истечением из скважины [2]. Этот способ взят нами в качестве прототипа.A known method of hydraulic treatment of a coal seam, including drilling a well from the surface, casing it with pipes and sealing the annulus, supplying the working fluid through the well to the formation in the filtration mode by means of a pressure pump, hydraulic pulse action of the liquid on the formation, discharge of the wellhead pressure of the liquid to atmospheric pressure with its subsequent outflow from the well [2]. This method is taken by us as a prototype.
Недостатками данного способа являются: неравномерная дезинтеграция угольного пласта микро- и макротрещинами в различных направлениях вследствие анизотропии прочностных параметров угля и различных величин горного давления по падению и простиранию пласта, что снижает степень дегазации пласта и дебиты скважин; большие объемы потребления рабочей жидкости и высокие удельные энергетические затраты на гидрообработку.The disadvantages of this method are: uneven disintegration of the coal seam with micro- and macrocracks in various directions due to the anisotropy of the strength parameters of coal and various rock pressures along the dip and strike of the formation, which reduces the degree of degassing of the formation and well flow rates; large volumes of working fluid consumption and high specific energy costs for hydroprocessing.
Задачей изобретения является повышение степени дегазации пласта и дебита скважин за счет увеличения степени дезинтеграции угля микро- и макротрещинами в различных направлениях при уменьшении объема потребляемой жидкости и энергетических затрат.The objective of the invention is to increase the degree of degassing of the formation and flow rate of wells by increasing the degree of disintegration of coal by micro- and macrocracks in various directions while reducing the amount of fluid consumed and energy costs.
Это достигается тем, что в способе гидравлической обработки угольного пласта, включающем бурение скважины с поверхности, обсадку ее трубами и герметизацию затрубного пространства, подачу рабочей жидкости через скважину в пласт в фильтрационном режиме посредством нагнетательного насоса, гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт, сброс устьевого давления жидкости до атмосферного с последующим ее истечением из скважины, одновременно с гидроимпульсным воздействием жидкости на пласт при ее истечении из скважины накапливают гидравлическую энергию потока, создаваемого нагнетательным насосом, в гидроаккумуляторе, затем производят подачу аккумулированной рабочей жидкости в скважину и фиксируют на устье скважины давление этой жидкости, величина которого в процессе его падения не менее величины давления гидроразрыва пласта, после чего режимы истечения рабочей жидкости из скважины и нагнетания ее в пласт повторяют.This is achieved by the fact that in the method of hydraulic treatment of a coal seam, including drilling a well from a surface, casing it with pipes and sealing the annulus, supplying working fluid through the well to the formation in the filtration mode by means of a pressure pump, hydraulic pulse action of the liquid on the formation, discharge of the wellhead pressure of the liquid to atmospheric with its subsequent outflow from the well, simultaneously with the hydroimpulse action of the liquid on the formation, when it expires from the well, hydraulic accumulate In the hydraulic accumulator, the accumulated working fluid is supplied to the well and the pressure of this fluid is fixed at the wellhead, the value of which during its fall is not less than the hydraulic fracturing pressure, after which the modes of working fluid outflow from the well and its injection into the reservoir is repeated.
Кроме того, что при гидрообработке низкопроницаемых угольных пластов после гидроимпульсного воздействия жидкости на пласт его выдерживают под гидростатическим давлением в течение времени, необходимого для накопления заданной гидравлической энергии в гидроаккумуляторе.In addition, when hydroprocessing low-permeability coal seams after hydroimpulse exposure of the liquid to the formation, it is kept under hydrostatic pressure for the time required to accumulate the specified hydraulic energy in the accumulator.
На фиг.1 показана технологическая схема, реализующая предлагаемый способ.Figure 1 shows the technological scheme that implements the proposed method.
На фиг.2 показан режим гидрообработки угольного пласта.Figure 2 shows the mode of hydroprocessing of the coal seam.
На фиг.3 показан режим гидрообработки низкопроницаемого угольного пласта.Figure 3 shows the hydraulic treatment mode of the low-permeability coal seam.
Способ гидравлической обработки угольного пласта заключается в следующем.The method of hydraulic treatment of a coal seam is as follows.
Угольный пласт 1 вскрывают с поверхности скважиной 2, обсаживают ее трубами 3 и осуществляют герметизацию затрубного пространства, например, цементным раствором. Гидрообработку угольного пласта начинают путем подачи в него через скважину 2 рабочей жидкости, например воды, из резервуара 4 посредством нагнетательного насоса 5 и гидроаккумулятора 6 в фильтрационном режиме (см. фиг.1). Этот режим протекает в течение времени t1 (см. фиг.2) и обеспечивает заполнение свободного пространства пор и трещин в пласте рабочей жидкостью. Процесс гидрообработки пласта в фильтрационном режиме ведут при величине давления жидкости, равной не менее 0,7 от величины давления, при котором происходит гидроразрыв пласта Pp. Величину давления фиксируют устьевым манометром 7. После завершения данной стадии гидравлической обработки пласта прекращают подачу рабочей жидкости в скважину, перекрывая поток жидкости заслонкой 8, и открывают заслонку 9, осуществляя сброс устьевого давления до атмосферного. При истечении жидкости из скважины в течение времени t2 (см. фиг.2) осуществляют гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт с помощью гидроударного устройства 10, например, выполненного в виде циклического прерывателя истекающего потока, и одновременно накапливают гидравлическую энергию потока, создаваемого нагнетательным насосом 5, в гидроаккумуляторе 6. При гидроимпульсном воздействии жидкости на пласт происходит многократная остановка истекающего потока и сброс жидкости в отстойник 11. Сжатие потока, происходящее при его резкой остановке, приводит к гидравлическим ударам, распространяющимся по скважине 2 в угольный пласт 1. Это приводит к росту множества стартовых микротрещин в прискважинной зоне обводненности пласта. Процесс гидроударной обработки пласта ведут в течение времени t2, при котором амплитуда гидравлических ударов превышает максимальную величину давления жидкости на пласт в фильтрационном режиме. Время t2, затраченное на гидрообработку угольного пласта при истечении жидкости из скважины, достаточно для накопления необходимой энергии в гидроаккумуляторе при обработке проницаемых пластов. Гидравлическая энергия сжатой жидкости определяется по максимальному давлению в гидроаккумуляторе, величина которого фиксируется с помощью манометра 12. После этого заслонку 9 закрывают, а заслонку 8 открывают, в результате чего рабочая жидкость из гидроаккумулятора 6 в течение времени t3 под высоким давлением через скважину 2 внедряется в угольный пласт, производя его гидравлическую дезинтеграцию по направлениям стартовых трещин, сформированных при гидроударах. Высокие значения давления рабочей жидкости позволяют реализовать одновременный рост микро- и макротрещин в разных направлениях на участках с различной трещиностойкостью угля и сжатых высоким горным давлением породного массива, что в конечном итоге обеспечивает равномерность гидрообработки вокруг скважины и на большие расстояния.The coal seam 1 is opened from the surface by the well 2, casing it with pipes 3 and sealing the annulus, for example, with cement mortar. Hydraulic treatment of the coal seam begins by supplying to it through the well 2 a working fluid, for example water, from the reservoir 4 by means of a discharge pump 5 and a hydraulic accumulator 6 in the filtration mode (see Fig. 1). This mode occurs during time t 1 (see figure 2) and provides filling of the free space of pores and cracks in the reservoir with a working fluid. The process of hydraulic treatment of the formation in the filtration mode is carried out at a fluid pressure of at least 0.7 of the pressure at which hydraulic fracturing P p occurs. The pressure value is fixed by the wellhead pressure gauge 7. After completion of this stage of the hydraulic treatment of the formation, the flow of working fluid into the well is stopped, shutting off the fluid flow through the shutter 8, and the shutter 9 is opened, resetting the wellhead pressure to atmospheric. When the fluid flows from the well for a time t 2 (see FIG. 2), a hydraulic pulse action of the fluid on the formation is carried out using a hydraulic hammer device 10, for example, made in the form of a cyclic interrupter of the outflowing stream, and the hydraulic energy of the stream generated by the injection pump 5 is simultaneously accumulated. , in the accumulator 6. During the hydro-pulse action of the liquid on the formation, the outflowing stream is repeatedly stopped and the liquid is discharged into the sump 11. Compression of the flow occurring during its sharp stop At the same time, it leads to hydraulic shock propagating through well 2 into coal seam 1. This leads to the growth of many starting microcracks in the near-well zone of the water cut of the seam. The process of hydraulic shock treatment of the formation is carried out for a time t 2 at which the amplitude of the hydraulic shock exceeds the maximum value of the pressure of the liquid on the formation in the filtration mode. The time t 2 spent on hydroprocessing a coal seam at the time of fluid flow from the well is sufficient to accumulate the necessary energy in the hydraulic accumulator when processing permeable seams. The hydraulic energy of compressed liquid is determined by the maximum pressure in the accumulator, whose value is fixed by means of the manometer 12. Thereafter, the flap 9 is closed and valve 8 is opened, causing the hydraulic fluid from the accumulator 6 for a time t 3 at high pressure through the hole 2 is introduced into a coal seam, producing its hydraulic disintegration along the directions of starting cracks formed during water hammer. High values of the working fluid pressure make it possible to realize simultaneous growth of micro- and macrocracks in different directions in areas with different crack resistance of coal and rock masses compressed by high rock pressure, which ultimately ensures uniform hydroprocessing around the well and over long distances.
По мере разряжения гидроаккумулятора 6 в течение времени t3 давление рабочей жидкости на пласт вначале увеличивается, достигает максимального значения, превышающего давление гидроразрыва пласта Рр, а затем уменьшается. На стадии падения давления этой рабочей жидкости фиксируют на устье скважины посредством манометра 7 давление, величина которого не менее величины давления гидроразрыва пласта. После этого подачу рабочей жидкости в скважину прекращают и осуществляют сброс жидкости из скважины в гидроимпульсном режиме в течение времени t31. Далее режимы нагнетания рабочей жидкости в пласт и истечения ее из скважины повторяют на каждом n-м этапе (см. фиг.2) до образования в пласте трещин заданной протяженности.As the accumulator 6 is discharged over time t 3, the pressure of the working fluid on the formation initially increases, reaches a maximum value exceeding the fracture pressure P r , and then decreases. At the stage of pressure drop, this working fluid is fixed at the wellhead by means of a manometer 7 pressure, the value of which is not less than the hydraulic fracturing pressure. After that, the supply of working fluid to the well is stopped and the fluid is discharged from the well in a hydro-pulse mode for a time t 31 . Next, the modes of injection of the working fluid into the reservoir and its outflow from the well are repeated at each nth stage (see Fig. 2) until the formation of cracks of the specified length in the reservoir.
При обработке низкопроницаемых пластов для эффективного раскрытия трещин требуются более высокие энергетические мощности рабочего потока и, соответственно, более длительное время нагнетания рабочей жидкости в гидроаккумулятор 6. При достижении амплитуды гидроударов не менее максимального давления на стадии фильтрации пласт выдерживают под сформированным гидростатическим давлением рабочей жидкости в течение времени t21. На этой стадии гидроаккумулятор 6 заряжают в течение времени (t2+t21). Чем ниже проницаемость пласта, тем больше времени необходимо для аккумуляции гидравлической энергии рабочей жидкости. Это позволяет осуществлять нагнетание в пласт рабочего потока под большим давлением в течение времени t3, что обеспечивает более интенсивный рост трещин в низкопроницаемых пластах. При падении давления жидкости в процессе разряжения гидроаккумулятора 6 фиксируют с помощью манометра 7 давление жидкости, величина которого не менее величины давления гидроразрыва пласта. После этого подачу рабочей жидкости в скважину прекращают и осуществляют сброс жидкости из скважины в гидроимпульсном режиме в течение времени t31. 3атем режим гироимпульсного истечения прекращают и осуществляют выдержку пласта под гидростатическим давлением в течение времени t32, при этом суммарное время аккумуляции гидравлической энергии составляет (t31+t32). Далее, на каждом n-м этапе (см. фиг.3) режимы нагнетания рабочей жидкости в скважину, гидроимпульсного истечения ее из скважины и выдержки под гидростатическим давлением жидкости повторяют.When processing low-permeability formations, effective crack opening requires higher energy flow of the working stream and, accordingly, a longer time for pumping the working fluid into the accumulator 6. When the amplitude of hydroblows reaches at least the maximum pressure in the filtration stage, the formation is kept under the generated hydrostatic pressure of the working fluid for time t 21 . At this stage, the accumulator 6 is charged over time (t 2 + t 21 ). The lower the permeability of the formation, the more time is required for the accumulation of hydraulic energy of the working fluid. This allows the injection into the reservoir of the working stream under high pressure for a time t 3 , which provides a more intensive growth of cracks in low-permeability formations. When the pressure of the liquid drops during the process of discharging the accumulator 6, a liquid pressure is fixed with a manometer 7, the value of which is not less than the value of the hydraulic fracturing pressure. After that, the supply of working fluid to the well is stopped and the fluid is discharged from the well in a hydro-pulse mode for a time t 31 . Then, the gyro-pulse outflow mode is terminated and the formation is held at hydrostatic pressure for a time t 32 , and the total hydraulic energy accumulation time is (t 31 + t 32 ). Further, at each nth stage (see Fig. 3), the modes of pumping the working fluid into the well, its hydro-pulse outflow from the well, and holding it under hydrostatic pressure of the fluid are repeated.
В процессе гидрообработки угольного пласта под большим давлением потребляют меньший объем рабочей жидкости по сравнению с известными технологиями за счет сокращения потерь рабочей жидкости в кровлю и почву при более высоких скоростях движения жидкости в радиальном направлении. Потребляемая гидравлическая энергия используется с более высоким КПД за счет реализации высоких давлений рабочего потока, обеспечивающих интенсивное трещинообразование в пласте.In the process of hydrotreating a coal seam under high pressure, they consume a smaller volume of working fluid compared to known technologies by reducing the loss of working fluid in the roof and soil at higher radial velocities. The consumed hydraulic energy is used with higher efficiency due to the implementation of high pressures of the working stream, providing intensive fracturing in the reservoir.
Пример реализации №1. Моделирование разработанной технологии осуществлено на ЭВМ в соответствии с программой расчета, разработанной в МГГУ. Рассмотрено месторождение Кузнецкого угольного бассейна; шахта «Капитальная». Метаноносный угольный пласт залегает на глубине 250 м. Давление гидроразрыва пласта составляет Pp=8,5 МПа. Тип угля - антрацит, проницаемость более 1 мД. В соответствии с изобретением для гидравлической обработки пласта применяют нагнетательный насос типа СИН-31, обеспечивающий расход жидкости 11,3 л/с и давление до 100 МПа. Насос последовательно подключен к гидроаккумулятору, представляющему собой толстостенный сосуд высокого давления емкостью 20 м3, рассчитанным на рабочее давление до 200 МПа. В качестве гидроударного устройства используют конструкцию, созданную в МГГУ по патенту №2188322. Измерение потока рабочей жидкости и давление в гидроаккумуляторе и на устье скважины осуществляют посредством манометров типа РМ-5322. Из гидроаккумулятора рабочую жидкость нагнетают через скважину в угольный пласт.Implementation example No. 1. Modeling of the developed technology was carried out on a computer in accordance with the calculation program developed at MGU. The Kuznetsk coal basin deposit is considered; Mine "Capital". The methane-bearing coal seam lies at a depth of 250 m. The hydraulic fracturing pressure is P p = 8.5 MPa. Type of coal - anthracite, permeability of more than 1 mD. In accordance with the invention, a SIN-31 type injection pump is used for hydraulic treatment of the formation, providing a flow rate of 11.3 l / s and a pressure of up to 100 MPa. The pump is connected in series to a hydraulic accumulator, which is a thick-walled high-pressure vessel with a capacity of 20 m 3 , designed for operating pressure up to 200 MPa. As a hydropercussion device, the structure created at MGU according to the patent No. 2188322 is used. The measurement of the flow of the working fluid and the pressure in the accumulator and at the wellhead is carried out using pressure gauges of the type PM-5322. From the accumulator, the working fluid is pumped through the well into the coal seam.
Процесс ведут в следующей последовательности. Вначале гидрообработку пласта ведут в фильтрационном режиме, закачивая в пласт рабочую жидкость, воду, с расходом 17,7 л/с. Скважина сначала заполняется водой, формируя гидростатическое давление на пласт величиной 2,5 МПа. Затем давление нагнетания воды насосом и, соответственно, ее давление в пласте постепенно повышается по мере заполнения природных пор и трещин в угольном пласте. Через t1=10 мин подачи воды давление на устье скважины повышается до 3 МПа, а пластовое давление с учетом гидростатического давления воды составляет 5,5 МПа, которое по величине меньше давления гидроразрыва пласта. Подачу воды в скважину прекращают и осуществляют сброс воды из скважины через гидроударное устройство в гидроимпульсном режиме в течение времени t2=9 с. Амплитуда гидравлических импульсов давления, фиксируемая устьевым манометром типа РМ-5322, постепенно уменьшается от максимальной величины 8 МПа (пластовое давление 10,5 МПа) в первом гидроимпульсе до завершающего значения 5,5 МПа, что обеспечивает образование стартовых трещин в обводненной зоне пласта. В течение этого же времени, одновременно с гидроимпульсным воздействием, осуществляют с помощью насоса нагнетание воды объемом 160 л в гидроаккумулятор, аккумулируя при этом гидравлическую энергию величиной 1360 кДж. После достижения заданной величины энергии аккумуляции, заслонку 8 открывают, а заслонку 9 закрывают. Вода под высоким давлением в течение t3=2 с нагнетается в скважину, достигая максимального значения на устьевом манометре 9 МПа (соответственно, пластовое давление порядка 11,5 МПа), превышающем давление гидроразрыва пласта и затем падает до давления 6,3 МПа (пластовое - 8,8 МПа). В течение этого времени вода под высоким давлением внедряется в пласт и осуществляет интенсивное трещинообразование по пути движения, раскрывая сеть трещин. Далее в течение времени t31=9 с осуществляют гидроимпульсное воздействие на пласт и при достижении амплитуды импульсов на устьевом манометре 6,1 МПа (пластовое давление 8,6 МПа) циклы нагнетания воды под высоким давлением и гидроимпульсного воздействия на стадии истечения воды повторяют. После описанного режима гидрообработки осуществляют откачку воды из скважины и извлечение метана.The process is conducted in the following sequence. Initially, the hydraulic treatment of the formation is carried out in the filtration mode, pumping the working fluid and water into the formation at a flow rate of 17.7 l / s. The well is first filled with water, forming a hydrostatic pressure on the formation of 2.5 MPa. Then the pressure of water injection by the pump and, accordingly, its pressure in the formation gradually increases as natural pores and cracks in the coal seam are filled. After t 1 = 10 min of water supply, the pressure at the wellhead rises to 3 MPa, and the reservoir pressure, taking into account the hydrostatic pressure of the water, is 5.5 MPa, which is smaller than the hydraulic fracturing pressure. The water supply to the well is stopped and water is discharged from the well through a hydropercussion device in a hydro-pulse mode for a time t 2 = 9 s. The amplitude of the hydraulic pressure pulses recorded by the wellhead pressure gauge type РМ-5322 gradually decreases from the maximum value of 8 MPa (reservoir pressure 10.5 MPa) in the first hydraulic pulse to the final value of 5.5 MPa, which ensures the formation of starting cracks in the flooded zone of the formation. During the same time, at the same time as the hydro-pulse action, 160 l of water is pumped into the hydraulic accumulator using a pump, while accumulating hydraulic energy of 1360 kJ. After reaching the set value of the accumulation energy, the shutter 8 is opened, and the shutter 9 is closed. Water under high pressure is pumped into the well for t 3 = 2 s, reaching a maximum value on the wellhead pressure gauge of 9 MPa (respectively, reservoir pressure of about 11.5 MPa), exceeding the hydraulic fracturing pressure and then drops to 6.3 MPa (reservoir - 8.8 MPa). During this time, water under high pressure is introduced into the reservoir and carries out intensive crack formation along the path of movement, revealing a network of cracks. Then, for a time t 31 = 9 s, a hydroimpulse effect on the formation is carried out, and when the pulse amplitude on the wellhead pressure gauge is 6.1 MPa (reservoir pressure 8.6 MPa), high pressure water injection and hydroimpulse actions are repeated at the water outflow stage. After the described hydroprocessing regime, water is pumped out of the well and methane is extracted.
Длительность процесса гидрообработки составила 200 циклов нагнетания потока и гидроимпульсного воздействия в течение времени 45 мин, что обеспечило формирование зоны гидрообработки пласта эквивалентным радиусом 60 м. Такие радиусы дезинтеграции пласта обеспечивают увеличение дебита скважин в 1,5-2 раза выше по сравнению с базовой технологией.The duration of the hydrotreatment process was 200 cycles of flow injection and hydroimpulse exposure for a period of 45 minutes, which ensured the formation of a hydrotreatment zone with an equivalent radius of 60 m.These formation disintegration radii provide an increase in well production by a factor of 1.5--2 times higher compared to the basic technology.
Пример реализации №2. Моделирование процесса гидрообработки угольного пласта также осуществлено на ЭВМ. На этой же шахте имеется метаноносный никзопроницаемый угольный пласт проницаемостью менее 1 мД, на глубине 450 м. Давление гидроразрыва пласта составляет Рр=10,5 МПа. В начале гидрообработки пласта в фильтрационном режиме рабочую жидкость подают в течение времени t1=8 мин, достигая давления на устьевом манометре 5,0 МПа (пластовое давление с учетом гидростатического давления столба воды составляет 9,5 МПа), после чего осуществили сброс устьевого давления жидкости до атмосферного с последующим гидроимпульсным воздействием на пласт при истечении жидкости в течение времени t2=5 с. При амплитуде давления гидроудара на устьевом манометре 5,5 МПа (пластовое 10,0 МПа) поток перекрыли и пласт выдерживали в статическом режиме под сформированным давлением в течение времени t21=6 с. Суммарного времени (t2+t21)=11 с достаточно для аккумуляции гидравличесокой энергии потока 1662 кДж (максимальное давление в гидроаккумуляторе 23,8 МПа). Этот поток направляют в скважину под большим давлением в течение t3=2 с, осуществляя интенсивное трещинообразование данного низкопроницаемого угольного пласта. При разряжении гидроаккумулятора до давления на устьевом манометре 8 МПа (пластовое давление 12,5 МПа), осуществляют гидроимпульсную обработку пласта в режиме истечения потока в течение времени t31=6 с, затем выдерживают пласт под сформированным гидростатическим давлением в течение t32=5 с и далее режимы нагнетания воды под высоким давлением, гидроимпульсного воздействия на стадии истечения воды и гидростатической выдержки пласта под сформированным давлением повторяют.Implementation example No. 2. Simulation of the process of hydroprocessing of a coal seam is also carried out on a computer. At the same mine there is a methane-bearing nickel-permeable coal seam with a permeability of less than 1 mD, at a depth of 450 m. The hydraulic fracturing pressure is P p = 10.5 MPa. At the beginning of the hydraulic treatment of the formation in the filtration mode, the working fluid is supplied for a time t 1 = 8 min, reaching a pressure on the wellhead gauge of 5.0 MPa (reservoir pressure, taking into account the hydrostatic pressure of the water column is 9.5 MPa), after which the wellhead pressure is released fluid to atmospheric, followed by hydroimpulse exposure to the reservoir during fluid flow for a time t 2 = 5 s. When the pressure amplitude of the water hammer on the wellhead gauge was 5.5 MPa (reservoir 10.0 MPa), the flow was blocked and the reservoir was kept in static mode under the generated pressure for a time t 21 = 6 s. The total time (t 2 + t 21 ) = 11 s is enough to accumulate the hydraulic energy of the stream 1662 kJ (maximum pressure in the accumulator 23.8 MPa). This flow is directed into the well under high pressure for t 3 = 2 s, carrying out intensive crack formation of this low-permeability coal seam. When the accumulator is discharged to a pressure on the wellhead pressure gauge of 8 MPa (reservoir pressure 12.5 MPa), the formation is subjected to hydro-pulse treatment in the flow expiration mode for a time t 31 = 6 s, then the formation is kept under the generated hydrostatic pressure for t 32 = 5 s and further, the modes of injection of water under high pressure, hydro-pulse action at the stage of water outflow and hydrostatic holding of the formation under the generated pressure are repeated.
Длительность процесса гидрообработки составила 400 циклов нагнетания потока и гидроимпульсного воздействия, в течение времени 95 мин, что обеспечило формирование зоны гидрообработки пласта эквивалентным радиусом 65 м. Такие радиусы гидрообработки и дезинтеграции пласта при указанном гидродинамическом режиме воздействия обеспечивают увеличение дебита скважин в 1,5-2 раза выше по сравнению с базовой технологией.The duration of the hydrotreatment process was 400 cycles of flow injection and hydroimpulse exposure, for a time of 95 minutes, which ensured the formation of a hydrotreatment zone with an equivalent radius of 65 m. Such radii of hydrotreatment and disintegration of the reservoir under the indicated hydrodynamic treatment regime increase the well flow rate by 1.5-2 times higher compared to the underlying technology.
Реализованный режим нагнетания воды под высоким давлением обеспечивает сокращения суммарного объема потребляемой воды почти в 3 раза и снижение удельных энергозатрат на гидрообработку единицы объема пласта более чем в 3 раза.The implemented high-pressure water injection mode reduces the total volume of water consumed by almost 3 times and reduces the specific energy consumption for hydroprocessing per unit volume of the formation by more than 3 times.
Источники информации:Information sources:
1. Сластунов С.В. Заблаговременная дегазация и добыча метана из угольных месторождений. - М.: Изд-во МГГУ, 1996, с.56-60.1. Slastunov S.V. Advance degassing and extraction of methane from coal deposits. - M.: Publishing House of Moscow State University, 1996, p. 56-60.
2. Патент РФ №2054121 по классу Е21F 7/00 от 29.04.92, Бюллетень №4 от 10.02.96 (прототип).2. RF patent No. 2054121 in class E21F 7/00 of 04/29/92, Bulletin No. 4 of 02/10/96 (prototype).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131268/03A RU2298650C1 (en) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | Coal formation hydraulic processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005131268/03A RU2298650C1 (en) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | Coal formation hydraulic processing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2298650C1 true RU2298650C1 (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=38107876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005131268/03A RU2298650C1 (en) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | Coal formation hydraulic processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298650C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2402679C2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-10-27 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method for hydraulic rupture of low-permeable underground bed |
| RU2477799C1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-03-20 | Александр Владимирович Шипулин | Method for hydraulic treatment of coal bed |
| RU2481472C2 (en) * | 2011-06-01 | 2013-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ТехСервис" (ООО "НПК "ТехСервис") | Method for treatment methane-containing coal bed through wells from surface |
| RU2511329C1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of action on coal bed |
| RU2569134C2 (en) * | 2009-03-31 | 2015-11-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Oil-field material supply device and method |
| RU2574652C1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет управления" (ГУУ) | Hydraulic fracturing method and device for low-permeable oil-and-gas-bearing formations |
| CN105525941A (en) * | 2015-12-18 | 2016-04-27 | 湖南科技大学 | Method for improving stability of permanent gas extraction system of outburst mine |
| CN106894837A (en) * | 2017-03-20 | 2017-06-27 | 中国矿业大学 | A kind of progressive protected type gas release pumping method |
| CN108678804A (en) * | 2018-07-03 | 2018-10-19 | 安徽理工大学 | A kind of unmanned mash gas extraction method of hydraulic perforating |
| CN113847082A (en) * | 2021-09-24 | 2021-12-28 | 贵州大学 | A method of ultrasonic field strengthening coal seam fracturing and extraction effect |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2357727A1 (en) * | 1973-11-20 | 1975-05-28 | Kueppersbusch | Defroster and heater for deep-frozen foods - has chambers bounded on both sides by flexible glass fibre fabric electric heating panel |
| SU1555518A1 (en) * | 1988-01-04 | 1990-04-07 | Bobrov Anatolij | Method of degassing a coal bed |
| RU2054121C1 (en) * | 1992-04-29 | 1996-02-10 | Василий Владиславович Зберовский | Method for degassing of gas-saturated media |
| RU2159333C1 (en) * | 2000-05-05 | 2000-11-20 | Московский государственный горный университет | Process of outgassing of coal formation |
| RU2188322C1 (en) * | 2001-09-07 | 2002-08-27 | Московский государственный горный университет | Method of hydraulic treatment of coal seam |
-
2005
- 2005-10-11 RU RU2005131268/03A patent/RU2298650C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2357727A1 (en) * | 1973-11-20 | 1975-05-28 | Kueppersbusch | Defroster and heater for deep-frozen foods - has chambers bounded on both sides by flexible glass fibre fabric electric heating panel |
| SU1555518A1 (en) * | 1988-01-04 | 1990-04-07 | Bobrov Anatolij | Method of degassing a coal bed |
| RU2054121C1 (en) * | 1992-04-29 | 1996-02-10 | Василий Владиславович Зберовский | Method for degassing of gas-saturated media |
| RU2159333C1 (en) * | 2000-05-05 | 2000-11-20 | Московский государственный горный университет | Process of outgassing of coal formation |
| RU2188322C1 (en) * | 2001-09-07 | 2002-08-27 | Московский государственный горный университет | Method of hydraulic treatment of coal seam |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2402679C2 (en) * | 2008-10-14 | 2010-10-27 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Method for hydraulic rupture of low-permeable underground bed |
| US8327940B2 (en) | 2008-10-14 | 2012-12-11 | Schlumberger Technology Corporation | Method for hydraulic fracturing of a low permeability subterranean formation |
| RU2569134C2 (en) * | 2009-03-31 | 2015-11-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Oil-field material supply device and method |
| RU2481472C2 (en) * | 2011-06-01 | 2013-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ТехСервис" (ООО "НПК "ТехСервис") | Method for treatment methane-containing coal bed through wells from surface |
| RU2477799C1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-03-20 | Александр Владимирович Шипулин | Method for hydraulic treatment of coal bed |
| RU2511329C1 (en) * | 2012-11-02 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of action on coal bed |
| RU2574652C1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет управления" (ГУУ) | Hydraulic fracturing method and device for low-permeable oil-and-gas-bearing formations |
| CN105525941A (en) * | 2015-12-18 | 2016-04-27 | 湖南科技大学 | Method for improving stability of permanent gas extraction system of outburst mine |
| CN106894837A (en) * | 2017-03-20 | 2017-06-27 | 中国矿业大学 | A kind of progressive protected type gas release pumping method |
| CN108678804A (en) * | 2018-07-03 | 2018-10-19 | 安徽理工大学 | A kind of unmanned mash gas extraction method of hydraulic perforating |
| CN108678804B (en) * | 2018-07-03 | 2020-06-16 | 安徽理工大学 | A method for unmanned gas drainage by hydraulic perforation |
| CN113847082A (en) * | 2021-09-24 | 2021-12-28 | 贵州大学 | A method of ultrasonic field strengthening coal seam fracturing and extraction effect |
| RU2798244C1 (en) * | 2023-01-26 | 2023-06-20 | Акционерное общество "СУЭК-Кузбасс" | Method of hydraulic separation of the coal seam |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2343275C2 (en) | Method of intensification of natural gas extraction from coal beds | |
| Lu et al. | A new method of drilling long boreholes in low permeability coal by improving its permeability | |
| CN101575983B (en) | Directional fracturing permeability improvement outburst elimination method in coal mine and device thereof. | |
| RU2460876C1 (en) | Method for performing pulse hydraulic fracturing of carbonate formation | |
| CN108643877A (en) | Coal mine underground coal seam long drilling staged fracturing permeability-increasing and gas extraction method | |
| CN103089224A (en) | Fracturing method for comprehensively controlling fracture height | |
| CN109751036B (en) | Method for delaying effective fracture reconstruction volume decrement of deep shale gas | |
| CN108194125A (en) | A kind of coal seam cooperates with anti-reflection method step by step | |
| RU2298650C1 (en) | Coal formation hydraulic processing method | |
| CN111927423B (en) | Shale sand fracturing pump-stopping fracturing steering method | |
| CN114165197B (en) | Pressure-relief and permeability-increasing device and method for pulse hydraulic fracturing coal seam | |
| RU2682409C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method | |
| CN110924900A (en) | A method for hydraulic-liquid nitrogen composite uniform fracturing of coal | |
| RU2409738C1 (en) | Pulse hydraulic fracturing method | |
| SU1550174A1 (en) | Method of degassing a rock body | |
| RU2675134C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method | |
| RU2547873C1 (en) | Method of stimulation of coal bed through wells drilled from excavations | |
| CN112443305B (en) | Horizontal well fracturing method for promoting high fracture extension through twice acid injection and temporary plugging among clusters | |
| RU2188322C1 (en) | Method of hydraulic treatment of coal seam | |
| RU2737632C1 (en) | Pulsed hydraulic fracturing method | |
| CN112302605B (en) | Shale gas horizontal well subsection repeated fracturing method | |
| CN106321050A (en) | High efficiency fracturing method using coiled tubing water-jet and soluble rubber plugs | |
| RU2703093C2 (en) | Treatment method of borehole zone of low-permeable bed and device for its implementation | |
| CN103032059A (en) | Directional hydraulic fracturing connected mining method | |
| RU2666845C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141012 |