способ разработки залежи газа

Формула изобретения

Способ разработки залежи газа путем его превращения из связанного состояния в газообразное в пласте за счет воздействия на пласт колебаниями излучателя электромагнитного типа, размещенного в скважине, пробуренной в пласте, отличающийся тем, что в газонасыщенном угольном пласте газ из связанного состояния твердого раствора превращают в газообразное состояние, а воздействие колебаниями осуществляют в пять этапов: на первом - с частотой 2-25 МГц для воздействия на суперсорбционные частицы угольного вещества; на втором - с частотой 0,7 МГц для воздействия на сорбционные частицы угля; на третьем - с частотой 10-100 МГц для воздействия на макропоры угля; на четвертом - с частотой 1 ГГц для воздействия на мезопоры, на пятом - с частотой 88 ГГц для воздействия на микропоры угля.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ виброимпульсного воздействия на угольный пласт и вмещающие породы [1, 2]. Этот способ заключается в монтировании скважины определенного диаметра, размещении в ней вибровозбудителя, который генерирует импульсы частотой, равной частоте собственных колебаний системы вибровозбудитель - присоединенная масса горного массива, объем которой определяется переменной по времени величиной зоны разрушения угольного пласта, при этом регулируемый диапазон частот изменяется от 10 до 150 Гц.

Недостатком этого способа является то, что виброимпульсное воздействие на пласт упругими колебаниями звуковой частоты не позволяет добиться полноты превращения твердого газоугольного раствора в свободный метан по причине ошибки в определении собственных (резонансных) частот колебаний угольного вещества, вызванной методикой их определения с помощью прибора, установленного в кровле пласта, а не в самом пласте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ разработки газогидратной залежи путем превращения газа из твердого (газогидратного) состояния в газообразное в угольном пласте путем воздействия на пласт упругими колебаниями звуковой частоты [3].

Недостатком этого способа является то, что при воздействии на пласт упругими колебаниями звуковой частоты не позволяет добиться полноты превращения твердого газоугольного раствора в свободный метан из таких элементов макроструктуры угольного вещества, как сорбционные и суперсорбционные частицы, макропоры, а также из элементов микроструктуры угольного вещества таких как мезо- и микропоры.

Цель изобретения - повышение величин извлечения метана из угольного пласта при его промысловой добыче.

Указанная цель достигается тем, что в газонасыщенном угольном пласте газ из связанного состояния превращается в газообразное состояние из состояния твердого раствора, а воздействие излучателя электромагнитного типа осуществляют в пять этапов: на первом с частотой 2-25 МГц для воздействия на суперсорбционные частицы угольного вещества; на втором с частотой 0,7 МГц для воздействия на сорбционные частицы угля; на третьем с частотой 10-100 МГц для воздействия на макропоры угля; на четвертом - с частотой 1 ГГц для воздействия на мезопоры и, наконец, на пятом - с частотой 88 ГГц для воздействия на микропоры угля, что позволяет в полной мере перевести газ-метан из состояния твердого угольного раствора в свободное состояние.

Способ заключается в следующем.

В пробуренную в угольном пласте скважину (вертикальную, наклонную или горизонтальную) помещают излучатель электромагнитного типа, с помощью которого осуществляется воздействие на угольный пласт электромагнитными колебаниями, изменяющимися в широком диапазоне значений.

При этом на первом этапе электромагнитное воздействие осуществляют с резонансной частотой 2-25 МГц для воздействия на суперсорбционные частицы угольного вещества с целью разрушения их макроструктуры и образования свободной поверхности для выделения метана; на втором - с резонансной частотой 0,7 МГц для воздействия на сорбционные частицы угля с целью деструкции их объема и облегчения выхода и перехода связанного газа в свободное состояние; на третьем - с резонансной частотой частотой 10-100 МГц для воздействия на макропоры угля с целью формирования в угле развитого фильтрационного пространства и повышения проницаемости угольного вещества; на четвертом - с резонансной частотой 1 ГГц для воздействия на мезопоры с целью формирования фильтрационного пространства переходного типа, и, наконец, на пятом - с резонансной частотой 88 ГГц для воздействия на микропоры угля с целью разрушения его микроструктуры и высвобождения связанного газа, сосредоточенного в основном в микропорах угля.

Таким образом, описанная последовательность в этапах воздействия на угольное вещество направлена на разрушение макроструктуры угля, формирование в нем основных и переходных фильтрационных каналов, по которым газ, извлеченный из деструктурированных микропор, за счет градиента концентрации или давления поступает в свободное пространство скважины.

Источники информации

1. Авт. св. № 1479679.

2. Патент США 3113621, опубл. 20.12.1963.

3. Авт. cв. № 442287, кл. E 21 B 43/18, 1974.