Интенсификация добычи метана на метаноугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты - Геология, гидрология и геодезия дипломная работа
Главная
Геология, гидрология и геодезия
Интенсификация добычи метана на метаноугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты
Знакомство с геологическоим строением и физическими свойствами состояния массива горных пород. Изучение метода инициирования газовыделения из нетронутых угольных пластов. Горизонтальное бурение как метод интенсификации добычи метана и его технология.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Кузбасский государственный технический университет
Кафедра Теоретической и геотехнической механики
Интенсификация добычи метана на метаноугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты
Студенту группы ФП-081 Бобровой Кристине Андреевне
1. Тема проекта "Интенсификация добычи метана на метаноугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты"
2. Срок сдачи студентом законченного проекта
3. Исходные данные к проекту Отчёт по преддипломной практике, данные о методах интенсификации добычи метана на метаноугольных месторождениях ООО "Газпром добыча Кузнецк", краткие сведения ООО "Газпром добыча Кузнецк", карты блоковых структур для исследуемого месторождения.
4. Объем и содержание пояснительной записки (основных вопросов общей и специальной части) и графического материала
дипломная работа должна быть изложена на 60-80 страницах машинописного формата, состоять из двух частей: обшей (характеристика ООО "Газпром добыча Кузнецк") и специальной (интенсификация добычи метана на метаноугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты)
5. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта)
6. Основная литература и рекомендуемые материалы
1. Золотых С.С., Карасевич А.М. Проблемы промысловой добычи метана в Кузнецком угольном бассейне. - М.: Издательство "ИСПИН", 2002. - 570 с.
2. . Зайденварг В.Е., Айруни А.Т., Галазов Р.А. и др. Комплексная разработка метаноносных угольных месторождений. - М.,1993. - 143с.
3. Малышев Ю.Н., Трубецкой А.Н., Айруни А.Т. Фундаментально прикладные методы решения проблемы метана угольных пластов. - М.: Издательство Академии горных наук, 2000. - 519с.
4. Карасевич А.В., Хрюкин В.Т., Зимаков Б.М. и др. Кузнецкий бассейн крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов М. Издательство Академии горных наук, 2001, 62 с.
5. Хрюкин В.Т., Сторонский Н.М., Швачко Е.В., Васильев А.Н., Кирильченко А.В., Малинина Н.С., Митронов Д.В.Типизация метаноугольных месторождений (на примере кузбасса) с оценкой возможности применения различных технологий интенсификации газоотдачи угольных пластов.
6. Павленко М.В. Извлечение метана из угольных пластов с использованием вибрационного воздействия. - М.: Издательство Московского Государственного Горного Университета, 2004. - 155с.
7. Курленя М.В., Сердюков С.В. Нелинейные эффекты при излучении и распространении вибросейсмических сигналов в массиве горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1999. - №2. - С. 3-10.
Календарный план студента-дипломника
2. Специальность 130401 "Физические процессы горного или нефтегазового производства"
3. Кафедра Теоретической и геотехнической механики
4. Фамилия, имя, отчество (полностью) Боброва Кристина Андреевна
5. Тема дипломной работы Интенсификация добычи метана на метанугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты
6. Руководитель проекта д.т.н. проф. Иванов Вадим Васильевич
П 1.1 Общая характеристика ООО "ГДК"
П 1.2 Геологическое строение и физические свойства
П 1.3 Основные методы интенсификации газоотдачи
П 2.2 Использование вибросейсмического метода
инициирования газовыделения из нетронутых уг. пл.
П 2.3 Вибрационное воздействие на угольные пласты
как метод интенсификации добычи метана
П 2.4 Горизонтальное бурение как метод интенсифика-
П 2.5 Построение блоковых структур 1-4 рангов
П 2.6 Теоретические исследования газовыделения при
проведении гор. скважин и вибрационном воздействии
Выводы, заключение и оформление отчета
На основании результатов просмотра дипломного проекта, студента Боброву К. А. кафедра считает возможным допустить его к защите в ГАК.
Дипломная работа состоит из 2 частей, объемом 71 страница, включая 11 рисунков, 3 таблицы, 23 источника.
Цель дипломной работы - разработка метода интенсификации добычи метана на основе вибросейсмического воздействия на блоковые структуры угольных массивов и бурения горизонтальных скважин по пластам.
Объект исследования: ООО "Газпром добыча Кузнецк".
Ключевые слова: метан, скважина, угольный пласт, блоковые структуры, вибрационное воздействие, горизонтальные скважины.
В первом разделе дипломной работы приведен анализ геотехнологических особенностей объекта, обоснование цели и задач исследований.
В данной дипломной работе предлагается комбинированный метод интенсификации добычи метана на метаноугольных месторождениях, включающий в себя метод вибросейсмического воздействия на угольные пласты и проведение горизонтальных скважин.
Во втором разделе описаны теоретические основы и экспериментальные исследованя технологии интенсификации добычи метана: бурение горизонтальных скважин и вибровоздействие на угольные пласты. Рассчитано дополнительное газовыделение при комбинированном использовании этих двух методов. Приведенный анализ выполненных примеров воздействия и апробированных технологий показал возможность успешного применения технологических схем с целью изменения состояния и свойств массива.
1. Анализ геотехнологических особенностей объекта, обоснование цели и задач исследований
1.1 Общая характеристика ООО "Газпром добыча Кузнецк"
1.1.2 Географо-экономические условия Нарыкско-Осташкинской площади
1.2 Описание геологического строения и физических свойств состояния массива горных пород
1.2.1 Литолого-стратиграфическая характеристика
1.2.3 Гидрогеологическая характеристика
1.2.4 Физико-механические свойства горных пород
1.3 Основные методы и технологии интенсификации газоотдачи угольных пластов
1.4 Выводы, цель и задачи исследования
2. Газовыделение из угольных пластов на основе комбинированного метода, включающего в себя воздействие на пласт вибросейсмическими источниками и проведение горизонтальных скважин
2.1 Основные термины, физические величины и их размерности
2.2 Использование вибросейсмического метода инициирования газовыделения из нетронутых угольных пластов
2.3 Вибрационное воздействие на угольные пласты как метод интенсификации добычи метана
2.3.1 Волновое воздействие на пласт
2.3.2 Теоретические основы вибровоздействия на угольные пласты
2.3.3 Экспериментальные исследования воздействия на угольный пласт
2.4 Горизонтальное бурение как метод интенсификации добычи метана
2.4.1 Технология бурения горизонтальных скважин
2.5 Построение блоковых структур 1-4 рангов для исследуемого месторождения ООО "Газпром добыча Кузнецк"
2.6 Теоретические исследования газовыделения при проведении горизонтальных скважин и вибрационном воздействии на угольные пласты и блоковые структуры
Одним из основных факторов предопределяющих эффективную коммерческую добычу метана из угольных пластов как самостоятельного полезного ископаемого является выбор методов и определение параметров технологий интенсификации газоотдачи пластов соответствующих конкретным горно-геологическими условиям, разрабатываемых месторождений.
Основной задачей большинства применяемых технологий интенсификации газоотдачи угольных пластов является установление эффективной связи ствола добывающей скважины с природной системой трещин в угольном пласте, обеспечивающей интенсивный приток метана к скважине.
В связи с этим одними из перспективных методов такого рода воздействия является использование низкочастотных вибрационных колебаний. Вибрационное воздействие также находит применение для интенсификации добычи нефти, причем уже не только в полевых экспериментах, но и на промышленном уровне. В совокупности с горизонтальными скважинами метод вибросейсмического воздействия становится более усовершенствованным и позволяет значительно увеличить газоприток.
Кемеровская область может полностью покрыть свои потребности в газе за счет широкомасштабной добычи метана из угольных пластов, т. к. здесь можно обеспечить ежегодную коммерческую добычу до 15-17 млрд. м 3 газа. Кроме того, добыча и использование газа улучшит экологическую обстановку в регионе, снизит газоопасность добычи угля в будущих шахтах и создаст новые рабочие места на газовых промыслах и газоперерабатывающих предприятиях.
1. Анализ геотехнологических особенностей объекта, обоснование цели и задач исследований
- проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектно-изыскательских работ, создание научно-технической продукции.
I этап -- поисково-оценочные и геологоразведочные работы в пределах первоочередных площадей, включая пробную добычу метана и его поставки потребителям (2008-2010 гг.).
II этап -- опытно-промышленная эксплуатация первоочередных площадей, поисково-оценочные и геологоразведочные работы на других площадях (2011-2013 гг.).
III этап -- выход на промышленную добычу на первоочередных площадях; ввод в опытно-промышленную эксплуатацию других подготовленных участков и площадей.
Общее число запланированных эксплуатационных скважин при сроке их эксплуатации 20 лет составляет 1655 шт., объемы добычи газа, начиная с 2020 г. -- 4 млрд куб. м в год [1].
Индекс стратиграфического подразделения
Твердость (предел прочности на сжатие), кгс/см 2
(породы, не затронутые выветриванием)
Примечание - Коэффициенты кавернозности по интервалам:0-50 м - 1,3; 50-150 м - 1,3; 150-950 м - 1,18
Дебит отдельных скважин можно в значительной мере увеличить за счет как внедрения методов интенсификации притока газа, так и улучшения техники и технологии вскрытия пласта, усовершенствования оборудования, используемого при эксплуатации скважин.
В настоящее время, применяются четыре основных метода воздействия на пласты. Они приведены ниже в порядке частоты использования
2. Метод кавернообразования в необсаженном стволе скважины.
3. Бурение горизонтальных, наклонно-направленных и многозабойных скважин.
4. Инъекция в угольные пласты диоксида углерода и азота.
Дополнительными методами интенсификации газоотдачи являются: электровоздействие, акустическое и вибрационное воздействие, а также термические методы в различных модификациях.
Интенсификация газоотдачи угольных пластов гидроразрывом.
Гидравлический разрыв - самый распространенный метод воздействия на угольные пласты. Гидроразрыв позволяет обеспечить соединение ствола скважины с естественными трещинами коллектора. Гидравлический разрыв - это процесс нагнетания специальной жидкости с пропантом (или без него) в скважину с большой скоростью, после чего происходит разрушение пласта и образование вертикальной трещины. Пропант необходим для предотвращения смыкания стенок трещины и для предохранения от забивания трещин угольными частицами. Гидроразрыв в настоящее время используется в мире больше чем на 80% действующих скважина для добычи метана. Из-за возможности использования этой технологии в различных пластовых условиях, рекомендуется ее применение как основной технологии при реализации Проекта добычи метана из угольных пластов в Кузбассе.
Выбор жидкости гидроразрыва - очень важен для обеспечения эффек-тивной стимуляции газоотдачи пластов. Жидкость гидроразрыва может быть следующих видов: (1) азотная пена для низконапорных коллекторов, (2) жидкости на водной основе для коротких трещин с низкой проводимостью; (3) линейный или поперечно - сшитый гель для широких и длинных трещин [5].
Гидроразрыв с применением пены в качестве жидкости разрыва. Применение пены при операциях гидроразрыва традиционно использовалась в пластах с пониженным давлением газа или чувствительных к повреждению жидкостями или в пластах, в которых существует сильное сопротивление проникновению жидкости. Однако такие операции по гидроразрыву более дорогие по сравнению с операциями по гидроразрыву, в которых применяется поперечно-связанный гель [5].
Гидроразрыв с применением воды в качестве жидкости разрыва(с пропантом). Поскольку гель может повреждать проницаемость пластов, то при операциях по гидроразрыву пласта может использоваться вода в качестве рабочей жидкости разрыва плюс песок размером 12/20 меш с концентрацией 100-200 кг/м3 воды. В некоторых частях бассейнов Сан Хуан и БлэкУорриор достигались более высокие дебиты газа из скважин, где проводился гидро-разрыв с применением воды в качестве рабочей жидкости, чем в соседних скважинах, где проводился гидроразрыв с применением геля в качестве рабочей жидкости. Гидроразрыв с применением воды в качестве жидкости разрыва вполовину дешевле, чем с применением геля [5].
Гидроразрыв с применением в качестве жидкости разрыва воды без пропанта. В бассейне БлэкУорриор в операциях по гидроразрыву иногда применялась вода без пропанта. Хотя добыча газа из этих скважин не такая высокая, как из скважин, где операции по гидроразрыву проводились водой с пропантом, операции по гидроразрыву с применением воды и без использования пропанта значительно дешевле. Когда таким образом производился повторный гидроразрыв в скважинах, где прежде проводился гидроразрыв с применением геля, то из таких скважин, как правило, добыча газа увеличивалась. Рентабельность проведения операций по гидроразрыву без использования пропанта, заключается в том, что (1) они более дешевые, (2) при их применении отсутствует эффект выноса пропанта.
Гидроразрыв с применением геля в качестве жидкости разрыва. Этот метод стимулирования скважин проводится через перфорированные обсадные трубы в угольных пластах. Высокая проводимость трещины достигается с помощью использования песка размером 12/20 меш с концентрацией 200-500 кг/м 3 жидкости. Отрицательным эффектом от применения гелей является повреждение проницаемости угольных пластов. Стандартный гидроразрыв на севере бассейна Сан Хуан и в бассейне БлэкУорриор происходит с применением поперечно-связанного боратного геля, закачиваемого при скорости 4,8-10,0 м 3 /мин. Обычно используется песок размером 12/20 меш, но в некоторых случаях используется песок размером 20/40 меш. для достижения более высокой проводимости создаваемой трещины [5].
Интенсификация газоотдачи пластов методом пневмогидродинамического воздействия в необсаженном стволе скважины
Одна из эффективных технологий, называемая пневмо-гидродинамическое воздействие на угольный пласт с кавернообразованием ("open-holecavitycompletion") используется для завершения скважин добывающих метан из угольных пластов. В результате ствол скважины эффективно связывается с системой природных трещин, благодаря созданию большого количества разнонаправленных, саморасклинивающихся трещин. Однако, "cavity" (каверна) является побочным явлением процесса, а не главной целью "завершения" углеметановой скважины. Более подходящим термином для этого метода является "dinamicopenholecompletion" (динамическое завершение необсаженного ствола).
Метод пневмо-гидродинамического завершения в необсаженном стволе скважины с кавернообразованием в угольных пластах заключается в периодически повторяющихся циклах введения воздуха или водо-воздушной смеси в интервал необсаженного ствола, за которым следует стремительное сбрасывание давления. Теоретически обосновано, что в угольном пласте могут создаваться трещины растяжения на удалении от скважины, которые не берут начало от ствола скважины, и могут быть ориентированы в любых направлениях. В качестве побочного явления стремительного уменьшения давления происходит увеличение ствола скважины из-за обрушения в него (в ствол скважины) углей с низкой прочностью вследствие наложения гидродинамических эффектов [4].
Разрушение сдвига является результатом действующей нагрузки, когда давление в стволе скважины падает (в период сброса давления). В этом случае создаются активные зоны разрушения сдвига, которые ориентированы перпендикулярно к направлению максимального горизонтального стресса и перпендикулярны ориентации зон разрушения растяжения.
В процессе пневмо-гидродинамического "завершения" скважины должен вводится воздух или водо-воздушная смесь в ствол скважины в течение от 1 до 6 часов при расходах приблизительно от 60 до 100 м 3 /мин и при давлении на поверхности вплоть до 15 МПа. Фактические (действительные) расход и давление являются функцией глубины, проницаемости и наличия стресса в недрах (in-situ). После того как давление инъекции достигает расчетного верхний клапан открывается и поверхностное давление резко понижается флюиды выбрасываются через выкидную линию в отстойник. Обычно проводятся от 20 до 30 инъекций в течение полного цикла, для которого может требоваться от 10 до 15 дней [5].
Наиболее успешно эта технология применяется при завершении скважин бассейна Сан Хуан, (штаты Колорадо и в Новая Мексика). На некоторых площадях (в "продуктивном поясе") скважины, "завершенные" методом "open-holecavity" производят значительно больше газа, чем скважины, завершенные с использованием других технологий, таких как гидроразрыв.
В бассейне Сан Хуан при проведении экспериментальных работ по сравнению скважин с пневмо-гидродинамическим воздействием на угольные пласты в открытом стволе со скважинами, "завершенными" по технологии гидроразрыва было отмечено, что дебиты скважин с "кавитацией" в 5-10 раз больше дебита скважин с гидроразрывом при сходных геологических условиях и коллекторских характеристиках пластов. Сопоставления производилось по 10 скважинам, в которых первоначально был проведен гидроразрыв в обсаженном стволе и замерены начальные дебиты скважин, а затем скважины были повторно перебурены и на теже угольные пласты было произведено пневмо-гидродинамическое воздействие с кавернообразованием в необсаженном стволе ("кавитация"). После такого повторного завершения наблюдение за дебитами скважин проводилось в течение года.
Сразу после повторного "завершения" (интенсификации) методом кавернообразования ("кавитации") кратковременно дебиты метана в скважинах резко возросли и колебались в широких пределах: от 20-60 тыс.м 3 /сут. до 300-370 тыс.м 3 /сут., а в двух скважинах (№404 R и 421 R) достигали даже 640 тыс.м 3 /сут. Затем после относительной стабилизации дебиты семи скважин в январе 1992 года достигали 100-150 тыс.м 3 /сут., а только в трех были равны 40-80 тыс.м 3 /сут.
Благодаря удаче в бассейне Сан Хуан, были предприняты попытки применить "динамические завершения" необсаженного ствола скважины в других бассейнах, включая Piceance, PowderRiver, Аркому, Юинту и БлэкУорриор, но в этих бассейнах применение этой технологии не увенчалось успехом [4,5].
Анализ горно-геологических условий, в которых наиболее эффективна технология "open-holecavitycompletion" показывает, что обязательными условиями для этого являются [4,5]:
- аномально высокое пластовое давление флюидов,
- высокая газоносность пластов (более 15 м 3 /т), при полном газонасыщении,
- витринитовый петрографический состав углей (80-90%),
- мощные угольные пласты (более 10-12м),
- средняя стадия метаморфизма углей (Ro 0,75-1,1),
Интенсификация газоотдачи пластов с помощью горизонтальных и наклонно-направленных скважин
Добыча метана из угольных пластов с использованием наклонно-направленных и горизонтальных скважин получила наибольшее распространение в Австралии, где при проводке наклонно-направленных и горизонтальных скважин, пробуренных по продуктивному пласту, наиболее часто используют технологии МRD и ТRD.
Технология МRD (MediumRadiusDrilling), разработанная австралийской компанией "MitchellDrillingCo.", представляет собой технологию бурения скважин со средним радиусом искривления получила достаточно широкое распространение, т.к. ограничений для ее применения достаточно мало и она весьма перспективна с коммерческой точки зрения. Особенность технологии МRD заключается в необходимости строительства основной вертикальной скважины, с которой должны пересекаться стволы одной или нескольких наклонно-направленных (или горизонтальных) скважин.
В случае строительства метаноугольных скважин по технологии МRD сначала строится основная вертикальная скважина. Ствол вертикальной скважины обсаживается до кровли продуктивного угольного пласта. В интервале залегания газоносного угольного пласта ствол скважины расширяется до ш450-600 мм. В интервале расширения ствола вертикальной скважины в некоторых случаях размещают электромагнитный источник, который используют в качестве "навигационного маяка" при проводке ствола наклонно-направленной скважины. За счет этого повышается вероятность пересечения стволов вертикальной и наклонно-направленной скважин в интервале расширения.
Длина необсаженного зумпфа основной скважины для размещения погружного насоса ниже нижнего продуктивного пласта составляет, как правило, не менее 50 м.
Роль метана в угольной промышленности. Экономическая оценка добычи и использования шахтного метана. Разработка рекомендаций по добыче метана с использованием сепаратора СЦВ-7, сфера его применения. Анализ вредных и опасных факторов работы в шахте. дипломная работа [914,3 K], добавлен 26.08.2009
Проблема дегазации метана угольных пластов в РФ. Дегазация подрабатываемых пластов при разработке тонких и средней мощности пологих и наклонных пластов угля. Газопроводы и их расчет. Бурение и герметизация скважин. Контроль работы дегазационной системы. реферат [27,6 K], добавлен 01.12.2013
Экологические и энергетические проблемы угольного метана. Основные принципы метанобезопасности. Шахтный метан - решение проблем. Газодинамические явления в угольных шахтах. Извлечение и использование метана. Эффективность дегазации без освоения скважин. презентация [35,4 M], добавлен 22.10.2013
Состояние массива горных пород в естественных условиях. Оценка горного давления в подготовительных выработках. Схема сдвижения массива при отработке одиночной лавы. Виды разрушения кровли угольных пластов. Расчет параметров крепи очистной выработки. учебное пособие [11,5 M], добавлен 27.06.2014
Системы разработки пластовых месторождений. Бесцеликовая отработка угольных пластов. Способы использования рудных месторождений, основные стадии и системы. Интенсификация горных работ, безлюдная выемка. Охрана окружающей среды и безопасность добычи. контрольная работа [54,9 K], добавлен 23.08.2013
Характеристика геологического строения Мордовоозерского месторождения, основные параметры продуктивных пластов, запасов нефти. Рассмотрение применяемых методов для повышения продуктивности скважин. Выбор объектов и метода интенсификации добычи нефти. курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.11.2014
Анализ международного опыта по использованию шахтного метана. Особенности внедрения оборудования по утилизации шахтного метана на примере сепаратора СВЦ-7. Оценка экономической целесообразности применения мембранной технологии при разделении газов. дипломная работа [6,1 M], добавлен 07.09.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Интенсификация добычи метана на метаноугольных месторождениях путем проведения горизонтальных скважин и вибросейсмического воздействия на угольные пласты дипломная работа. Геология, гидрология и геодезия.
Реферат: Квасоля звичайна кмин звичайний козельці лучні
Лекция На Тему Основні Характеристики І Принципи Функціонування Універсальних Мп
Что Значит Быть Патриотом Сочинение Рассуждение
Реферат На Тему Личность Как Объект И Субъект Культуры
Шпаргалки На Тему Литературные Герои В Художественных Произведениях
Реферат: Romeo And Juliet Essay Research Paper What
Пробное Декабрьское Сочинение 2022 2022
Контрольная работа по теме Умовні позначки підшипників кочення
Написать Сочинение На Тему Помню
Исследование Систем Управления Реферат
Доклад: Инкубы и суккубы
Курсовая работа по теме Расчет режимов стыковой сварки
Сочинение Облака 2 Класс Русский
Курсовая работа по теме Медитация как средство изменения сознания
Реферат Влияние Физических Нагрузок На Организм
Дипломная работа по теме Назначение компьютерных медицинских систем
Реферат: Julius Caesar Essay Research Paper Larren San
Шпаргалки На Тему Автоматизированное Производство
Эссе На Тему Страшное Слово
Реферат: Newtons Law Of Motion Essay Research Paper
Теоретические аспекты учетной политики и ее влияние на показатели отчетности - Бухгалтерский учет и аудит статья
Сущность и методика деления постоянных и переменных затрат - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Эволюция научной географии - География и экономическая география курсовая работа