Способ вскрытия углеводородсодержащих пластов

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при заблаговременном извлечении метана угольных пластов. Обеспечивает образование в угольном пласте устойчивой системы сквозных вертикальных трещин, которые вместе с трещинами гидроразрыва в породах почвы и кровли пласта формируют обширную газопроницаемую зону, газодинамически связанную с объемом инициирующей полости. Сущность изобретения: способ включает бурение инициирующих скважин, создание в скважинах инициирующих полостей, герметизацию этих полостей и формирование трещины гидроразрыва пород нагнетанием в них жидкости. Инициирующие полости создают, а трещины гидроразрыва одновременно формируют соответственно в породах почвы и кровли угольного пласта на расстоянии 0,1 m, где m - мощность пласта, охлаждают слои почвы и кровли, примыкающие к пласту, жидким азотом нагнетанием его в пласт через трещины гидроразрыва, образованные в породах почвы и кровли, с формированием в этих слоях породы системы инициирующих полостей, ориентированных в вертикальной плоскости сечения пласта. Затем формируют через них систему трещин гидроразрыва, насквозь пересекающих угольный пласт по мощности и гидродинамически соединяющих между собой трещины гидроразрыва, сформированные в породах почвы и кровли. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при заблаговременном извлечении (добыче) метана угольных пластов.

Известен способ вскрытия углеводородсодержащего пласта, включающий вскрытие скважиной частей пласта, формирование зоны перетока между этими частями пласта для повышения гидродинамической связи между ними и дальнейшую изоляцию гидродинамической перемычки для исключения смешивания углеводородов с нежелательными примесями [1].

Недостатком этого способа является то, что он позволяет изолировать гидродинамическую перемычку только в непосредственной близости от инициирующей скважины, что в результате подмешивания примесей снижает качество добываемого углеводородного сырья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ вскрытия углеводородсодержащего пласта с помощью ориентированного гидроразрыва [2]. Этот способ заключается в бурении инициирующих скважин, создании в скважинах инициирующих полостей, герметизации этих полостей и формировании трещины гидроразрыва пород нагнетанием в них жидкости.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает приемлемых для работы потребителей расходов добываемого метана из-за отсутствия устойчивой фильтрационной связи между стволом инициирующей скважины и отдаленными от нее областями угольного пласта, т.к. со временем берега трещины гидроразрыва сходятся, ее сечение уменьшается, что приводит к уменьшению газопроницаемости пласта и снижению газовыделения через трещину.

Цель изобретения - образование в угольном пласте устойчивой системы сквозных вертикальных трещин, которые вместе с трещинами гидроразрыва в породах почвы и кровли пласта формируют обширную газопроницаемую зону, газодинамически связанную с объемом инициирующей полости.

Указанная цель достигается тем, что инициирующие полости создают, а трещины гидроразрыва одновременно формируют соответственно в породах почвы и кровли угольного пласта на расстоянии 0,1 m, где m - мощность пласта; охлаждают слои почвы и кровли, примыкающие к пласту, жидким азотом нагнетанием его в пласт через трещины гидроразрыва, образованные в породах почвы и кровли, с формированием в этих слоях породы системы инициирующих полостей, ориентированных в вертикальной плоскости сечения пласта, а затем формируют через них систему трещин гидроразрыва, насквозь пересекающих угольный пласт по мощности и гидродинамически соединяющих между собой трещины гидроразрыва, сформированные в породах почвы и кровли.

На чертеже представлена схема вскрытия газовой залежи угольного пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

Бурят инициирующую скважину 1 так, чтобы забой скважины находился на расстоянии порядка 0,1 m, где m - мощность угольного пласта, выше кровли пласта, создают в скважине инициирующую (зародышевую) полость 2.

Затем бурение инициирующей скважины продолжают, а заканчивают, когда забой скважины будет на 0,1 m ниже почвы пласта, далее создают инициирующую полость 3. Далее полости 2 и 3 герметизируют независимо друг от друга, каждая из которых образует свою систему нагнетания соответственно 4 и 5. После герметизации полостей 2 и 3 одновременно в породах почвы и кровли формируют трещины гидроразрыва 6 и 7 с помощью нагнетания в них жидкости под давлением.

Таким образом, в результате создания трещин гидроразрыва в породах почвы и кровли угольного пласта в пространстве будет сформирован объем, геометрически похожий на цилиндр с неправильной боковой поверхностью.

Дальнейшие операции способа направлены на создание в этом объеме системы трещин, значительно увеличивающей его проницаемость. Для этого в трещины гидроразрыва 6 и 7 нагнетают жидкий азот с температурой - 173^o С с целью значительно охладить слои породы почвы и кровли, примыкающие к пласту, для того чтобы сформировать в них системы зародышевых трещин 8 и 9, являющиеся по сути трещинами сжатия, ориентированных в вертикальной плоскости, кончики которых достигают поверхности угольного пласта 10. Затем через системы нагнетания 4 и 5 подают жидкость под высоким давлением и формирую систему трещин гидроразрыва 11, насквозь пересекающих угольный пласт по мощности и гидродинамически соединяющих между собой трещины гидроразрыва, сформированные в породах почвы и кровли.

В результате метан, выделяющийся из угольного пласта через системы трещин 11, а также магистральные трещины гидроразрыва 6 и 7, поступает в инициирующую скважину 1 и далее на поверхность.

Источники информации 1. SU 1627673, кл. E 21 B 43/00, 1991.

2. SU 1535992, кл. E 21 B 41/18, 1990.

Формула изобретения

Способ вскрытия углеводородсодержащих пластов, включающий бурение инициирующих скважин, создание в скважинах инициирующих полостей, герметизацию этих полостей и формирование трещины гидроразрыва пород нагнетанием в них жидкости, отличающийся тем, что инициирующие полости создают, а трещины гидроразрыва одновременно формируют соответственно в породах почвы и кровли угольного пласта на расстоянии 0,1 m, где m - мощность пласта, охлаждают слои почвы и кровли, примыкающие к пласту, жидким азотом нагнетанием его в пласт через трещины гидроразрыва, образованные в породах почвы и кровли, с формированием в этих слоях породы системы инициирующих полостей, ориентированных в вертикальной плоскости сечения пласта, а затем формируют через них систему трещин гидроразрыва, насквозь пересекающих угольный пласт по мощности и гидродинамически соединяющих между собой трещины гидроразрыва, сформированные в породах почвы и кровли.

РИСУНКИ

Рисунок 1