Выявление угольных пластов и оценка их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана

Десяткин, Андрей Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Выявление угольных пластов и оценка их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Выявление угольных пластов и оценка их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана"

РОССИЙСКИМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М.ГУБКИНА

На правах рукописи 550.832:622.411

ДЕСЯТКИН АНДРЕИ СЕРГЕЕВИЧ

ВЫЯВЛЕНИЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ОЦЕНКА ИХ ПРОМЫСЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДАННЫМ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

СКВАЖИН ДЛЯ ДОБЫЧИ МЕТАНА

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-мппералогических наук

Москва 2011

7 ДПР 2011

4841961

Работа выполнена в ОАО «Газпром промгаз» и на кафедре Геофизических Информационных Систем РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Ведущее предприятие:

ООО «Нефтегазгеофизика» (г.Тверь)

Стрельченко Валентин Вадимович

Моисеенко Анатолий Сергеевич

Фоменко Владимир Григорьевич

Защита состоится « 15 » марта_2011 г., в 15 часов, в ауд. 523

на заседании диссертационного совета Д.212.200.05 при Российском Государственном Университете нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Ленинский проспект дом 65, Москва, В-296 ГСП-1,119991.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.

Автореферат разослан « ^ ^ »_февраля_2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Л.П. Петров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В связи с резким увеличением спроса мировой экономики на традиционные природные энергоносители и как следствие их удорожание, всё острее встаёт проблема добычи углеводородов из нетрадиционных объектов, в частности, метана из угольных пластов. В России в промышленных масштабах добыча метана из угольных пластов пока ведётся в ограниченных масштабах, хотя в угольных бассейнах сосредоточены значительные ресурсы метана. К настоящему времени в мире накоплен значительный опыт разработки и промысловой добычи метана на углегазовых промыслах в США, Австралии, Канады, Китая, Индии, Польши, Чехии, Новой Зеландии.

Угольный пласт представляет собой нетрадиционный коллектор трещиновато-пористого типа с системой микропор, макропор и трещин кливажа. Размеры пустот колеблются от нескольких ангстрем до миллиметров Основной объём метана (90 95 %) находится в связанном (сорбированном) состоянии в матрице или на поверхности угольного вещества. В свободном состоянии в порово-трещинном пространстве угля встречается до 5-10% метана. Одной из основных особенностей метаноугольных месторождений является генетическая связь метана с угольным пластом. При этом степень метаморфизма угля является основным параметром, определяющим количество метана, находящегося в угле в адсорбированном состоянии.

В отличие от традиционных нефтегазовых коллекторов, угольный паст как коллектор характеризуется следующими особенностями: практически отсутствием открытой пористости, присутствие в угле системы природной слоистости или трещиноватости - кливажа, низкой проницаемости и др. Фильтрационо-ёмкостные свойства углей сильно изменяются от глубины погружения угольных пластов. Установлено, что с глубиной происходит рост степени метаморфизма углей, благоприятного для промышленной добычи метана. В это же время с глубиной происходит всё большее закрытие трещин, снижение проницаемости, что может приводить к снижению эффективности добычи метана.

Задача определения промысловых характеристик угольных пластов для добычи метана по данным ГИС ранее не ставилась.

Применение методов углеразведочной геофизики для добычи угля позволяли определять вещественный и гранулометрический состав вмещающих пород, расчленять разрез скважины на однородные слои, определять их литологическую принадлежности, глубину залегания и толщины. При добыче метана из угольных пластов необходимо не только выделять угольные пласты и определять их показатели качества, а так же нужно определять физико-механические и коллекторские свойства угольных пластов.

Как показала практика использования углей в различных областях народного хозяйства, необходимо применение углей определенных марок.

При добыче метана из угольных пластов вопрос наиболее эффективного использования марочного состава углей является мало изученным.

Основные параметры геолого-технологических свойств угольных пластов, такие как: толщина, строение угольных пластов, зольность, степень метаморфизма, нарушенность, минералогический состав, определяются методами, применяемыми в углеразведке. остальные параметры, необходимые для определения свойств угольных пластов, для промышленной добычи метана раньше не определялись. Связано это с тем, что метан всегда рассматривался с одной стороны как попутное полезное ископаемое, извлекаемое в процессе ведения горных (кооптируемый газ) работ, а с ругой, как источник опасных геодинамических явлений, подлежащий удалению в процессе дегазации.

Целью работы является выявление угольных пластов и оценка их газопромысловых характеристик для ведения промышленной добычи метана по данным геолого-геофизических исследо-аний скважин на примере Кузнецкого бассейна.

Объектом изучения в диссертационной работе является Кузнецкий угольный бассейн, обедающий запасами угля перспективными для добычи метана.

Основные задачи исследований.

1. Проанализировать современное состояние геолого-геофизических исследований на угольных месторождениях для добычи метана

2. Разработать методическую схему выявления угольных пластов и оценки их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

3. Определить наиболее информативные характеристики угольных пластов для последующей добычи метана из них.

4. Сформировать рациональный комплекс геофизических исследований скважин на метано-угольных месторождениях.

5. Создать литолого-генетическую модель угольного пласта для прогнозирования геолого-промысловых характеристик углей по геолого-геофизическим данным.

6. Установить закономерности изменения физико-механических и газопромысловых параметров угольных пластов для выделения первоочередных объектов добычи метана.

7. Определить критерии выделения перспективных угольных пластов для добычи метана по данным ГИС и ГТИ.

Защищаются следующие научные положения:

1. Методическая схема выявления угольных пластов и оценки их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

2. Предложенная структура прямых и обратных связей в методической схеме выявления угольных пластов и оценки их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических скважин для добычи метана является информационной основой технологии освоения метано-угольных месторождений.

3. Модифицированная диаграмма Ван Кревелена как методическая основа повышения информативности комплекса геолого-геофизических исследований на метаноугольных месторождениях для добычи метана.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые на примере Кузнецкого бассейна:

1. Разработана методическая схема выявления угольных пластов и оценки их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

2. Предложен рациональный комплекс наземных и скважинных методов геофизических исследований на метаноугольных месторождениях для добычи метана.

3. Обоснованы критерии выбора первоочередных объектов добычи метана на угольных месторождениях.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработанный способ определения газопромысловых характеристик угольных пластов по данным ГИС, позволил существенно дополнить и детализировать данные традиционного геологического опробования, используемые для подсчета запасов метана.

2. Использование результатов ГИС-прогнозирования газопромысловых характеристик совместно с результатами сейсморазведки позволило выявить площади, перспективные для промышленной добычи метана и оптимизировать точки заложения метаноугольных скважин.

3. Рационализация комплекса геофизических исследований скважин для добычи метана позволяет осуществлять снижение затрат на их исследование при подготовке участков к промышленному освоению.

4. Выявлены параметры зон трещиноватости по данным микросканирования и широкополосного акустического каротажа, позволяющие оптимизировать планирование работ методом гидроразрыва пласта.

5. Совместное использование данных ГИС и ГТИ позволяет повысить эффективность оперативного выделения метаноугольных пластов и оценки их перспективности для добычи метана.

Апробация разработанных методик и алгоритмов осуществлялась при выполнении научно-исследовательских работ по научному направлению «Добыча метана из угольных пластов в Кузбасском угольном бассейне», которая проводится в ОАО «Газпром».

Ямбурге, на XI всероссийском угольном совещании «Современные проблемы развития и освоения угольной сырьевой базы России», которое проходило в ноябре 2005 г в Ростове-на-Дону, на международной конференции «Геомеханические и геодинамические аспекты повышения эффективности добычи шахтного и угольного метана, которая проходила в сентябре 2006 г. в С.-Петербурге, на симпозиуме «Неделя горняка - 2006», который проходил в январе 2006 в Москве, на X международной научно-практической конференции «Геомодель - 2008», которая проходила в сентябре 2008 г. в Геленджике, на семинаре «Добыча метана из угольных отложений. Проблемы и перспективы», который состоялся 31 марта 2010г. в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и на международной конференции «Петрофизика: современное состояние, проблемы, перспективы», которая состоялась с 27 по 28 мая 2010 года в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, на семинарах кафедры ГИС РГУ нефти и газа им.И.М. Губкина.

По теме диссертационной работы автором лично и в соавторстве опубликовано 15 печатных работ, 4 из которых входят в перечень российских рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Содержит 156 страниц машинописного текста, включая 55 рисунка, 21 таблицу. Список литературы содержит 94 наименований.

В основу диссертационной работы положены результаты исследований, выполненных соискателем в период работы в ОАО «Газпром промгаз» и в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина с 2003г. по 2010 г.

В процессе работы над диссертацией автор опирался на работы российских и зарубежных учёных и специалистов в области геологии и геофизики угленосных формаций: Анциферова A.B., Багринцевой К.И., Быкадорова B.C., Воеводы Б.И., Гамова М.И., Голицына М.В., Гречухина В.В., Гриба H.H., Дмитриевского А.Н., Еремина И.В., Журбицкого Б.И., Зайченко В.Ю., Зимакова Б.М., Зоненшайна Л.П., Карасевича A.M., Кизильштейна Л.Я., Мазора Ю.Н., Мамушкина В.В., Матвеева А.К., Миронова К.В., Нагорного В.Н., Нагорного Ю.Н., Погребнова Н.И., Погребнова H.H., Попова В.В., Рудакова Ю.В., Тимофеева П.П., Труфанова В.М., Фоменко Н.Е., Хрюкина В.Т., Череповского В.Ф., Яковлева Д.В., Якубсона К.И., Fertl W.H., Hilche D.W., Lambert S.W., Mullen M.J., Pratt T.J., Rieke H.H. III, Rightmire C.T. и др.

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность своему научному руководителю д.т.н., профессору кафедры ГИС РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина В.В. Стрельченко за постоянное внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы, к.г-м.н А.Г. Черникову, к.г-м.н В.Т. Хрюкину за помощь по теме диссертации, всему коллективу научно-технического центра "Разработка технологий геофизической разведки и комплексного освоения малых месторождений углеводородов" и сотрудникам отдела «Проблем освоения метано-угольных месторождений» ОАО «Газпром промгаз».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задача работы, показана научная новизна и практическая ценность.

В главе 1 изложено современное состояние проблемы изучения метаноносности угольных пластов и извлечение из них метана, рассмотрена история геофизических, петрофизических и гидродинамических исследований, приведены региональные петрофизические закономерности и характеристики углей и углевмещающих пород Кузнецкого каменоугольного бассейна выполненных в разное время во время углеразведки, описаны современные отечественные и зарубежные методы изучения газоносности угольных пластов. Приведено описание экологического эффекта при извлечении метана из угольных пластов. Дано описание основных методов геолого-геофизических исследований, проведенных на угольных месторождениях.

Приведена хронология геофизических исследований угольных скважин, из анализа которой видно, что в разные периоды времени комплекс ГИС претерпевал изменения в сторону увеличения количества методов, и, следовательно, менялись и решаемые с помощью ГИС геологические задачи в районе работ.

Обработка и интерпретация данных геофизических исследований скважин, предполагает использование достоверных петрофизических моделей исследуемого угле-породного массива. На протяжении многих лет в регионе проводились целенаправленные петрофизические исследования. Научное руководство этими работами осуществлялось профессором В.В. Гречухиным. Большой вклад в построение петрофизических моделей угленосных отложений Кузнецкого бассейна был внесен сотрудниками НПО Союзгеофизика (впоследствии - НПО Нефтегеофизика) Б.И. Вайтку-сом, Б.Н. Ниловым, В.И. Полуэктовым, А.Г. Черниковым. Были изучены закономерности изменения метаморфизма углей по разрезам и площади угольных месторождений и выявлены генетические закономерности изменения физических свойств пород и на их основе созданы методики детального изучения литологии угленосных пород, их вещественного, гранулометрического и геохимических составов, методики изучения физико-механических свойств пород, разработаны геолого-геофизические классификации и прогнозирование их устойчивости в кровле и почве угольных пластов.

По данным лабораторных и натурных исследований было показано, что в естественном ненарушенном состоянии угли имеют низкую проницаемость. Основной механизм движения газа внутри угля происходит за счёт механизма диффузии, а процесс фильтрации происходит в системе естественных трещин, так называемых «кливаж», по закону Дарси.

д = 5 А(Р + ёИр)

и I

где 51 - площадь поперечного сечения образца; Р - давление, оказываемое на свободную поверхность жидкости, т.е. пропорционален давлению AP = (P+ghp), вызывающему фильтрацию жидкости сквозь пористую среду на пути длиной I, ¡и- вязкость жидкости.

Физические свойства пород Кузбасса изучались различными исследователями в незначительном объеме. Исследования стратиграфических и региональных закономерностей изменения петрофизических свойств пород в Кузнецком бассейне впервые были выполнены Кузбасской методической партией ВНИИГеофизики.

Физические свойства угленосных пород изменяются под влиянием двух групп факторов. Первичная - генетическая группа, связана с вещественным и гранулометрическим составами, фа-циальной принадлежностью, типом и составом цемента, органическими примесями и другими причинами. К основным генетическим факторам относятся: исходный материал, интенсивность тектонических движений: условия накопления минеральной и органической массы, обусловленные палеорельефом и гидрогеологической обстановкой; химический характер среды, особенности подстилающих и перекрывающих отложений. Вторичная группа - процессы преобразования, породы под действием давления и температуры. С изменением степени метаморфизма меняются физические свойства пород: пористость, плотность, скорость распространения упругих волн, удельное электрическое сопротивление и др. (рис. 1)

Образование углей и вмещающих пород и последующие их преобразования происходят в одинаковых термобарических условиях и под влиянием одних и тех же факторов. Это обусловливает парагенетические связи между углями и вмещающими породами и тесные корреляционные зависимости между различными физическими свойствами алевролитов, аргиллитов, песчаников, глин и других пород. Со стадиями преобразования вмещающих пород совпадают и стадии метаморфизма углей. Последнее обстоятельство обуславливает тесные корреляционные связи различных свойств углей и вмещающих пород.

Кузнецкий бассейн обладает большими запасами углей с наличием тонких и мощных угольных пластов (1 -г 15 м) различных степеней метаморфизма (от Б3 до А). Угленосные отложения Кузбасса характеризуются чередованием разновидностей песчаников, алевролитов, аргиллитов, конгломератов, конкреций и углей. Из них преобладают в разрезе алевролиты (до 43%), песчаники (до 33%). Аргиллиты довольно редко распространены в разрезе (до 18 %).

Необходимость изучения природной газоносности угольных пластов при проведении работ по экспериментальной добыче метана из угольных пластов в Кузбассе определяется, прежде всего, тем, что основное количество пробуренных и опробованных на газоносность скважин в Кузбассе

характеризует верхние 300-400 м разреза. Данные по наиболее перспективной части интервала глубин 400-1500 м базируются на результатах опробования немногочисленных глубоких скважин. Поэтому для обоснования проектных решений по освоению углеметановых месторождений существует объективная необходимость изучение газоносности углей по всему продуктивному разрезу.

Метанобезопасность и экологический аспект освоения угольных пластов - вопросы, которые неотъемлемо связаны между собой. Первый вопрос встаёт на всех этапах строительства шахт и работ, связанных с добычей углей. Экологический вопрос появляется за счёт выбросов метана в 1 атмосферу. Добыча метана из неразгруженных угольных пластов способствует решению данного вопроса, а именно как первичная дегазация угольных пластов и последующее использование метана для промышленных и бытовых нужд.

В главе 2 приведены общие сведения о геологическом строении, стратиграфии, тектоники, угленосности и газоносности отложений каменноугольного бассейна Кузбасса.

Кузнецкий угольный бассейн находится на юге Западной Сибири, в основном на территории Кемеровской области. Небольшая северо-западная часть его расположена в Новосибирской области и ещё меньшая на юго-западе - в Алтайском крае. Площадь бассейна около 26700 км2, длина -1335 км и ширина 110 км. Бассейн расположен на западной окраине Алтае-Саяной горной области, в неглубокой котловине между Кузнецким Алатау, Горной Шорией и Салаирским кряжем.

Газоносные угольные пласты, перспективные для добычи метана приурочены к отложениям ¡верхнего палеозоя к балахонской (С2.з)-(Р1 Ы) и кольчугинской (Рг к1) сериям. Кольчугинская се-|рия подразделяется на безугольную кузнецкую (Рг кг) и две угленосные подсерии - ильинскую (Рг |Ц) и ерунаковскую (Рг ег). Ерунаковская подсерия является самой угленасыщенной, а, следовательно, и наиболее газонасыщенной частью кольчугинской серии. Отложения ерунаковской подверни представлены ритмичным переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов и пластов угля. Угленосность подсерии и толщины угольных пластов закономерно возрастает снизу вверх по 'разрезу.

Большинство угольных пластов характеризуется значительной протяженностью. Площади их распространения охватывают обычно территорию одного или нескольких геолого-промышленных районов и измеряются сотнями и тысячами км2. Изменения толщин угольных пластов обычно происходят постепенно, но в отдельных пластах региональные изменения осложнены локальными выклиниваниями, пережимами, раздувами, син- и эпигенетическими размывами, явлениями древнего выгорания и т.п. Размывы хорошо выделяются на сейсмических разрезах и по данным ГИС.

Основным месторождением для проведения работ по добычи метана из угольных пластов является Таллинское месторождение расположенное в центральной части Ерунаковского района в пределах Таллинской брахисинклинали и представлена почти полным разрезом кольчугинской серии. Газоносность угольных пластов изучалась на Таллинской площади при геологоразведочных работах в период 1967-1999 г. в соответствии с требованиями «Инструкции по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах» (1977), в основном до глубины 400м. На глубинах более 600 м газоносность угольных пластов изучалась в глубоких опорных скважинах №№ 16116, 16320 и 16244.

По результатам работ Зимакова Б.М., Хрюкина В.Т ресурсы метана в угольных пластах Таллинской площади до глубины 1800м оцениваются в 95,3 млрд.м3 при средней плотности (концентрации) ресурсов метана 3,0 млрд.м'/км2.

Основным объектом исследования являются угли грамотеинской свиты. Толщина свиты 350-400м. Свита содержит 18-20 угольных пластов, из них 10-12 толщиной более 1м. Суммарная толщина пластов свиты достигает 39-43м. Для грамотеинской свиты характерно наличие в разрезе мощных угольных пластов с индивидуальной толщиной до 5,4 -7,5м. Угли витринитовые, группа метаморфизма Г, ГЖ. Грамотеинская свита в пределах Таллинской площади является наиболее перспективной для подготовки к промысловой добыче метана из угольных пластов.

В главе 3 изложена разработанная автором методика оценки промышленно рентабельной метанонасыщенности угольных пластов.

На основе проведенного анализа современного состояния совместного использования данных разноуровневых исследований - сейсморазведки, геофизических и геолого-технологических исследований скважин, петрофизических исследований по керну и шламу для добычи метана из неразгруженных угольных пластов и результатов собственных исследований автором разработана методическая схема оценки промышленной газонасыщенности метаноугольных пластов по данным геолого-геофизических и петрофизических исследований скважин.

Особенностью схемы является то, что она учитывает все стадии геологоразведочного процесса: от региональных до дегализационных исследований, когда объектом изучения являются характеристики отдельного пласта.

Структура схемы заключается в последовательной реализации пяти уровней обработки информации: I) Создание базы данных; II) Определение информационных параметров по комплексным данным; III) Определение данных для построения моделей; IV) Построение 3D моделей и подсчёт запасов углей и метана; V) Прогноз продуктивности и рекомендации по заложению ресурсной базы.

Последовательность проведения исследований на метаноугольных месторождениях имеет чёткую иерархическую последовательность и этапность (рис. 2). На первой стадии проводятся региональные сейсмические исследования и выявляются перспективные площади. Основной задачей этого этапа является выявление перспективных угольных интервалов и пластов для добычи метана. В этот этап входит детальная сейсморазведка, которая может включать в себя как 2D, так и 3D-сейсморазведку в комплексе с геофизическими исследованиями скважин. Рекомендуется вовлекать в процесс изучения метаноугольного месторождения сейсмические волновые поля различной природы (РР и PS), зарегистрированные во внутренних точках среды в скважине и позволяющие экстраполировать количественные данные ГИС в околоскважинное пространство.

Результатами проведённых работ являются скоростные и поглощающие характеристики разреза и точности измерений параметров волнового поля. При этом результаты региональной и детальной сейсморазведки взаимосвязаны.

Рис. 2. Методическая схема выделения угольных пластов и оценкн их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

Вертикальное сейсмическое профилирование проводиться на этапе детализационных работ, когда уже пробурены разведочные скважины на угольном разрезе для добычи метана, с целью построения геоло-геофизической модели изучаемого участка.

Геолого-технологические, геофизические и петрофизические исследования, входящие в первую стадию определяют фильтрационно-ёмкостные, физико-механические свойства, элементный и вещественный состав углей и вмещающих пород, а также такие свойства углей, как выход летучих веществ, отражающая способность витринита, физюнита, влажность, газонасыщенность и т.д. По данным геолого-технологических исследований скважин определяют параметры, основанные на регистрации механической скорости бурения, осевой нагрузки на долото, преобладающей частоты вибрации бурильной колонны. На первой стадии создаётся база данных на основе которой уточняют и разрабатывают технологию выявления угольных пластов

Следующей стадией, является оценка промысловых характеристик угольных пластов для добычи метана. На основе данных анализа диаграмм геофизических исследований скважин (ГИС), керна и шлама, геолого-технологических исследований (ГТИ), гидродинамических исследований и сейсмических работ строятся петрофизические связи, выявляются зоны трещиноватости, региональные нарушения, осуществляется привязка данных к угольным горизонтам. Полученные результаты, заносятся в базу и на их основе строится геолого-геофизическая модель, которая служит основой для построения гидродинамической модели и дальнейшего подсчёта запасов углей и метана на метаноугольном месторождении.

На стадии подсчёта запасов углей и запасов метана все раннее полученные данные повторно анализируются, и выдаётся прогноз продуктивности, рекомендации по заложению вертикальных и горизонтальных скважин, технологии бурения и развитию ресурсной базы.

Предложенная структура прямых и обратных связей обеспечивает возможность постоянной взаимопроверки и корректировки получаемых результатов, способствуя тем самым повышению их достоверности, что особенно важно при добыче метана.

Разработанная структура связей образует целостную, динамическую, информационно открытую систему и обеспечивает универсальность применения разработанной методической схемы.

В главе 4 приведен разработанный автором рациональный комплекс геофизических исследований скважин для добычи метана.

Особенностью геофизических исследований углеметановых скважин является, то, что угли рассматриваются как нетрадиционный коллектор. Причем газ содержится преимущественно в самом веществе угля. Этот фактор определяет необходимость существенного увеличения доли опытных работ в общем объеме исследований, следовательно, использование дополнительных методов в комплексе ГИС.

При формировании комплекса ГИС на углеметановых скважинах необходимо учитывать:

- геологические и технические задачи, подлежащие решению;

- петрофизические характеристики исследуемого разреза;

- конструкцию скважины и технологические условия при проведении геофизических исследований;

- технико-экономические факторы.

Исследования углей, как не традиционных коллекторов для добычи метана включает задачи:

- изучение газоносности угольных пластов и выявление границы газового выветривания;

- оценка фильтрационно-ёмкостных свойств (пористости, проницаемости), пластового и горного давления;

- определение физико-механических свойств (коэф. Пуассона, модуль Юнга, модуля сдвига, сжимаемости, коэффициента трещинообразования);

- корреляция угольных пластов, определение их синонимики и выявление тектонических нарушений;

В мировой практике для определения геолого-промысловых характеристик углей, как метановых коллекторов используются те же самые методы геофизических исследований и скважинная аппаратура, что и при исследовании продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах.

Автором были проведены анализ и оценка результатов геофизических исследований на экспериментальных скважинах для добычи метана из угольных пластов. Основываясь на результатах этих работ и информативности геофизических методов, разработан типовой комплекс ГИС в скважинах для добычи метана (табл. 1). В таблице указаны основные и дополнительные комплексы ГИС.

Основным отличием метаноугольной от углеразведочной геофизики является задачи, которые необходимо решать с помощью геофизических и геолого-технологических исследований скважин, а также конструкция углеметановых скважин. Поэтому для решения задач в углеметано-вых скважинах необходимо использование акустических методов (ВАК, АК, шумомера, регистрации фазо-корреляционных диаграмм), а так же использование дополнительных методов: микроэлектрического пластового наклономера, спектрометрических модификаций ГМ и НГМ, С/О-каротажа и Н/С-каротажа.

Технология добычи метана включает в себя способы стимуляции с целью повышения газоотдачи угольного пласта (гидроразрыв угольного пласта (ГРП), кавитация, расширение ствола скважины в интервале угольного пласта, бурение дополнительных наклонных или горизонтальных стволов в угольных пластах). В связи с этим в рациональный комплекс нужно включать методы определения качества цементирования вертикального участка ствола скважины, контроля результативности ГРП и методы оперативного определения траектории горизонтальных стволов в угольных пластах.

Табл. 1. Рациональные комплексы ГИС для метаноугольных скважин.

Комплекс Методы Геолого-промысловые характеристики

Основной Гамма-каротаж (ГК) ГТИ (ДМК, ГазК, дебитометрия) Цитологическое расчленение, местоположение и толщина угольного пласта, выделение плотных и проницаемых пород

Гамма-гамма плотностной каротаж (ГГК-П) Тип, зольность и плотность угольного пласта, геосейсмическое моделирование

Микрозондирование (МКЗ), фокусированный микробоковой каротаж (МБК) Толщина угольного пласта

Боковой каротаж (БК), боковое каротажное зондирование (БКЗ), резистивиметрия Флюидонасыщение, оценка пористости и проницаемости пласта, определение сопротивления ПЖ

Волновой акустический каротаж (ВАК) Физико-механические свойства (ФМС), оценка пористости, проницаемости и трещиноватости

Акустический каротаж(АК) Контроль качества цементирования, геосейсмическое моделирование

Кавернометрия (КВ) механическая и акустическая Диаметр скважины, состояние ствола скважины

Инклинометрия (Инкл.) Азимут, зенитный угол скважины.

Термометрия Характер насыщения коллектора, заколонные перетоки

Дополнительный Пластовый наклономер Угол и азимут наклона пластов и трещин, свойства кливажа, условия осадконакопления

Спектрометрические модификации ГМ, НГМ Тип углей, вещественный состав, зольность. Условия осадконакопления.

С/О-каротаж Н/С-каротаж Определение содержание витринита, фюзинита и марок углей

Комплекс нейтронных гамма-измерений в угленосном разрезе определяется особенностями вещественного состава углей, для которых характерно высокое содержание углерода (>50%) и во-

дорода (2-5-5%) при относительно небольшом содержании таких породообразующих элементов, входящих в состав золы, как кремний (БО, алюминий (А1), железо (Ре), кальций (Са). В спектре гамма-излучения неупругого рассеивания на углях есть вклад захватного излучения на кальции (Са), который в нефтеносных и газоносных пластах является помехой, а в угле является одним из индикаторов зольности. В области гамма-излучения неупругого рассеивания на углероде существует влияние захватного излучения на кремнии (Б)).

Детальные исследования, включая С/О и Н/С-каротажи, выполняют после завершения бурения перспективного или продуктивного интервала.

Общие исследования выполняются в масштабе глубин 1:200. В угольных пластах, предназначенных для добычи метана так же проводятся детальные исследования в масштабе глубин 1:50.

Очередность проведения отдельных видов ГИС определяется требованиями количественной интерпретации их данных и скважинными условиями. Прежде всего, выполняют электрические виды исследований, затем проводят АК, ГК, ГГК, кавернометрию, инклинометрию, термометрию.

Контроль результативности ГРП осуществляется путем добавления в пропант активированного короткоживущими радиоактивными изотопами песка, излучающего гамма-кванты различной энергии. В исследуемой скважине до и после проведения ГРП проводят измерения ГК. Для определения улучшения фильтрационно-ёмкостных характеристик угольного пласта в результате проведения ГРП, выполняются измерения до и после воздействия, методом волнового акустического каротажа. Результат воздействия находит свое отражение в увеличении интервального времени по волне Лэмба, зарегистрированной до и после воздействия.

|" Марки углей: ,г»Ж»К«ОС«Т

Рис. 3. Модифицированная диаграмма Ван Кревелена.

При обосновании сформированного комплекса была использована модифицированная автором диаграмма Ван Кревелена. Диаграмма Ван Кревелена показывает основные группы органической материи, представленные в системе координат отношения водорода/углерода (Н/С) и кислорода/углерода (С/О) (рис. 3). С помощью модифицированной диаграммы, используя показания метода С/О-каротажа и Н/С -, можно определять степень метаморфизма углей. Степень метаморфизма угля характеризуется повышением отношения углерода к кислороду при одновременном снижении отношения концентрации водорода к углероду. Модифицированная диаграмма Ван Кревелена показывает основные группы органической материи, изображенные в системе координат: величина отношения углерода и кислорода - величина отношения водорода и углерода.

Как известно, витринит является основным компонентом большинства обычных углей. Повышение уровней температуры и давления изменяют физические и химические свойства углей. В результате можно выявлять различные типы угля, как это показано на диаграмме. На диаграмме показаны основные перспективные марки углей: Г - газовые, Ж - жирные, К - коксовые, ОС -отощенно-спекающиеся и Т - тощие.

Обращает на себя внимание то, что повышение категории угля от лигнита до антрацита контролируется увеличением содержания отношения углерода к кислороду и уменьшением отношения водорода к углероду. Определение величин отношений С/О и Н/С позволяет выявлять в геологическом разрезе интервалы, сформировавшиеся на стадии диагенеза и катагенеза отложений. Это является дополнительным признаком выявления угленосных интервалов, с одной стороны, не представляющих интереса в качестве первоочередных объектов добычи метана, и наиболее перспективных, - с другой стороны. Рш, МПа

Рис. 4. Зависимость твердости Рш от модуля Юнга Е.

Так же стоит отметить, что содержание витринита в угле, характеризуется большим количеством микропор. В этих микропорах содержится больше сорбированного метана. Таким образом, чем больше витринита в угле, тем выше его метаноёмкость. Содержание инертинита в угле характеризуется количеством макропор и как следствие уголь, содержащий больше инертинита, быстрее десорбирует метан. Содержание липтинита в угле характеризуется малым содержанием сорбированного метана.

Автором впервые была проанализирована информативность данных геолого-технологических исследований угольных разрезов для добычи метана. Использование ГТИ обеспечивает оперативное получение информации о перспективных угольных пластах для добычи метана. Из 10-ти параметров ГТИ наиболее информативными оказались: механическая скорость, оп-

Рш = 1.78 Е2 -10.73 Е + 54.553

4 5 6 7 8 Е, ГПа

ределение газосодержания (метана), дебитометия и исследования шлама методом ИК-спектрометрии.

Автором установлена корреляционная зависимость для определения твердости (Рш, МПа) углей от плотности (б, г/см3) углей и скорости распространения продольной волны (Ур, м/с). р -1() V3 (8,90-1,56-5) ГШ ~ ' Р

Знание показателя твердости позволяет прогнозировать показатели буримости и физико-механические свойства пород. На рисунке 4 показана зависимость твердости Рш от модуля Юнга Е, как видно, чем выше значения модуля Юнга, тем выше значение твердости:

Рш = 1,78 -.Е2 -10,73 -Е + 54,56.

крупные Песчаники средние Песчаники мелкие Алевролиты крупные Алевролиты мелкие Аргиллиты Аргиллиты углистые Угли зольные Угли

50 О

F -50

> -80

-100 * 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Глинистость %

Рис. 5. Литогенетическая модель угленосных отложений Кузнецкого бассейна.

В главе 5 рассмотрены вопросы оценки промысловых характеристик угольных пластов по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

На основании обобщения выполненных петрографических и углепетрографических исследований в Кузнецком каменноугольном бассейне была разработана литологическая классификация пород и углей. Она послужила основой для построения петрофизической модели, которая связывает вещественный, гранулометрический состав и физические свойства углевмещающих пород, углей и углистых пород (рис. 5). Определение литологии выполняется совместно с оценкой веще-1 ственного состава углей и вмещающих пород, а также с определением зольности угольных пластов и пропластков.

На угольных месторождениях практикуется методика литологического расчленения угленосных отложений без количественного определения их вещественного состава.

Критериями выделения основных литотипов являются следующие соотношения геофизических параметров:

А,. </>,.«,< Л.» ^ А.»» А.,

J к > ¿л. > 3 * ^ ./, <> 3Л

ф.а фал ф.п ф.изв Фу

Л„ >Л„, >Л„

Д Тра<>АТр

<>/... <>д т

— ^уу.итв ^ ^гг У

>АТР„,.<АТ.

где а, ал, п, у - соответственно аргиллит, алевролит, песчаник, известняк, уголь; рк- кажущееся удельное электрическое сопротивление; Уф- относительная сила тока с фокусированным зондом; У/, У- интенсивность естественного и рассеянного гамма-излучения; АТр- интервальное время распространения продольной упругой волны. Знаки равенства относится к областям бурых углей (В[ - Б2, Бз) и тощих (Т2).

Определение зольности угольных пластов является важной задачей, решаемой в угольной геофизике. С зольностью связаны, естественная радиоактивность (У/, мкрР/ч), удельное электрическое сопротивление (р„, Ом-м), плотность (¿>, г/см3), эффективный атомный номер (2эф).

Автором установлено, что для метаноугольных скважин информативным является способ, использующий метод многомерной связи зольности углей А* с плотностью б и интенсивностью естественного гамма-излучения У/(рис. 6): А* =38,32-¿-35,05; А" = 0,52- 72 -1,22-7 +13,60.

*'* А' = 0.52.|уг-1.22,)г*13.60

А" "38.32 й-35.05

12 >1,, мкРА<

8, г/см*

Рис. 6. Зависимость зольности углей от их естественного гамма-излучения (а) и плотности (б).

Зольность определяется составом и количеством минеральных примесей, которые в свою очередь является показателем степени метаморфизма. Связь минералогической плотности угля 8му и его зольность А'' приближенно описывается формулой Фермора: 6иу=8ио + КЛ',

где дм.у и Зио - минералогическая плотность соответственно зольного и беззольного (органической массы) угля; Ал - зольность сухого угля; К - коэффициент, для разных углей изменяющийся от 0,008 до 0,012.

Автором в работе показано, что с увеличением зольности углей и углистых пород монотонно уменьшается их пористость и возрастает плотность. Для описания связи пористости, зольности и плотности возможно использование следующих уравнений: у = Сгл ' 3гл + СОРГ • ёОРГ + Кп • 8ФЛ или

8 -А'

"и у ~ л

' гл + $орг

где 8гл, 8орг, 8фл - плотность глинистой, органической и флюидонаеыщенной составляющей углей. Общая пористость состоит из сумм блоковой пористости Кт, и пустотного пространства углей или как ещё называется генетической пористости Кпа, и пористости трещинного типа Кптр, обусловленной нарушенностью различного происхождения:

Побщ

~~ Кпб.ч + Кп,„ + КПшр .

Ч»"

<0 12 14

10 15 20 25 30 35 40

Пористость общая (Кп) % Рис. 7. Изменение К„ углистых пород на разных стадиях метаморфизма: Шифр кривых: содержание минеральных примесей в %.

Задача определения коэффициента пористости угленосных пород с помощью комплекса геофизических исследований в угольной геофизике решена достаточно надежно и с хорошей степенью достоверности, (рис. 7) Для определения пористости можно использовать полный комплекс геофизических методов: электрометрия, радиометрия (гамма-метод, гамма-гамма плотностной), акустический метод и др. Как видно из рисунка пористость перспективных, с точки зрения добычи метана, типов углей марок от газовых (Г) до тощих (Т) изменяется от 4 % до 10 %, причем среднее значение Кп = 6 %.

В качестве петрофизической основы для расчета геолого-промысловых характеристик угленосных отложений на исследуемой площади используются данные полученные в процессе предшествующих углеразведочных работ.

Основу методики определения прочностных характеристик составляют парагенетические связи между прочностными и физическими свойствами углей и вмещающих пород. Автором выявлено наличие связи между значениями деформационных характеристик углей и количеством влаги, содержащейся в них. На рисунке 8 показана связь влажности с одним из упругих модулей -модуля Юнга в зависимости от зольности.

Как видно из рисунка влажности углей зависит от физико-механических свойств, причем чем выше значения зольности, тем выше значения модуля Юнга. Угольные пласты характеризуются одним из критериев перспективности - зольностью, которая не должна превышать 25 % (табл. 5), для таких углей характерна средняя влажность равная 46 %.

16 -I-1-1-1-1-1-1-

3 4 6 6 7 8 Модуль Юнга (Е),

I-1 ГПа

| Зольность, %: »<16; ♦ 16-25; «>25.|

Рис. 8. Связь влажности от модуля Юнга и зольности.

Физико-механические свойства пород и углей зависят от степени их нарушенное™. Одним из эффективных индикаторов нарушенное™ угленосных отложений является показания метода измерения диаметра скважины. Показания кавернометрии являются объективным показателем изменения свойств пород и углей. Это основано на том, что изменение диаметра скважины в процессе бурения можно рассматривать как интегральную характеристику прочностных свойств пород.

Дня создания геологической модели и последующей гидродинамической важным параметром является проницаемость. Определение коэффициента проницаемости углей имеет ряд ограничений, связано это с тем, что угольный керн за промежуток времени между его извлечением и испытанием существенно меняет свои характеристики.

(М V ,"/.

0.0 1.0 2 а 3.0 <».0 5.0

Нарушенного, <1

Рис. 9. Зависимость проницаемости угольных пластов от значений выхода летучих \,<|аГ и нарушенное! »:

Шифр кривых - проницаемость, мД.

Основным способом оценки Кцр являются гидродинамические испытания в скважинах. Наиболее общие оценки распределения значений этого параметра дают сопоставления значений измеренные в различных угольных бассейнах. Автором сделана оценка проницаемости не шгруженных угольных пластов. На рисунке 9 показана связь проницаемости от степени мета-

морфизма угля, которая выражается через выход летучих веществ и нарушенное™. Все эти параметры входят в критерии перспективности угольных пластов при добыче метана. Как видно из рисунка при увеличении нарушенное™ увеличивается проницаемости углей. В естественном неразгруженном состоянии угольный пласты практически не проницаемы и значения проницаемое™ не превышают 10 мД. Таким образом, видно, что при промышленной добыче метана необходимо проводить стимуляцию угольного пласта одним из четырех способ: ГРП, кавитация, расширение ствола и горизонтальное бурение по угольному пласту.

Проницаемость некоторых угольных пластов по трем угольным бассейнам представлена в табл. 2.

Представленные в таблице данные о проницаемости, свидетельствуют о близких значениях этого параметра для углей разных месторождений. Также из приведенной таблицы следует, что проницаемость угольных пластов по напластованию существенно выше, чем вкрест напластования.

Причем, дисперсия значений проницаемости существенно выше для пластов сложного строения (Карагандинский бассейн), чем для простых пластов (Донецкий бассейн). Таким образом, для пластов простого строения направление оси фильтрации свободного метана определяется проницаемостью непосредственной кровли. Для пластов сложного строения фильтрация газа имеет дифференциальный характер, определяемый горизонтальной проницаемостью угольных и вертикальной породных пачек. Горизонтальная составляющая вектора фильтрации флюида направлена в ненарушенных пластах по их восстанию. Табл. 2. Проницаемость угольных пластов.

Бассейн Индекс хласта Коэффициент проницаемости кП11, мД

вдоль плоскостей напластования вкрест плоскостей напластования

от до средн. от до средн.

Карагандинский ¿12 0,044 13,15 1,05 0,0015 1,06 0,42

Цонецкий 1б 2,39 9,2 4,65 1,01 4,86 2,98

1зн 2,65 9,93 6,01 0,75 6,93 3,32

Кузнецкий Байкаимский 1,34 10,9 5,12 - - -

В качестве исходных данных, для разработки методики оценки проницаемости угольных

пластов по комплексу геолого-геофизических признаков автором приняты:

- установленные и статистически достоверные количественные связи петрофизических характеристик угольных пластов с их геологическими характеристаками;

- парагенетические связи петрофизических свойств угольных пластов и углевмещанлцих пород;

- экспериментально установленные связи петрофизических характеристик углей (генетически связанных и петрофизически сопряженных с проницаемостью угольных пластов) с их достоверно определяемыми геологическими характеристиками;

- теоретически рассчитанные и экспериментально установленные связи коэффициента проницаемости с пористостью, коэффициентом фильтрации, коэффициентом нарушенное™ и др.).

Метаноугольные скважины по своему назначению и конструкции в большей степени близки к газонефтяным скважинам. По геолого-геофизическим характеристикам вскрытой толщи они соответствуют разведочным скважинам на уголь. Эта двойственность во многом определяет особенности в формировании комплекса ГИС, технологию проведения каротажа и перечень решаемых задач.

Необходимость исследования углей, как не традиционных коллекторов для добычи метана, добавила в этот перечень:

— изучение газоносности угольных пластов и выявление границы газового выветривания;

— оценка фильтрационно-ёмкостных свойств (пористости, проницаемое™) и гидродинамических (пластового и горного давления);

— определение физико-механических свойств (коэффициента Пуассона, модуль Юнга, модуля сдвига, сжимаемости, коэффициента трещинообразования);

В главе 6 представлены результаты опробования методики оценки промышленно рентабельной метанонасыщенности угольных пластов в производственных условиях.

Метанонасыщенность зависит от многих факторов (табл. 5). Основными из них являются:

- Газоносность угольного пласта;

- Проницаемость (Кпр);

- Толщина угольного пласта (Н);

- Зольность (А*1);

- Степень метаморфизма угля;

- Трещиноватость углей;

- Петрографический состав углей.

Формула для подсчёта запасов описывается следующим выражением:

где И - толщина угольного пласта, А'1 - зольность, 8 - плотность, IV - влажность, - площадь мета-ноносности и МСР- метаноносность.

Проницаемость, мД

Рис. 10. Распределения проницаемости угольного пласта в зоне развития тектонической нарушенности в области скв. №1.

Автором была смоделирована проницаемость угольных пластов по площади угольных пла-Ьтов в зонах развития тектонической нарушенности. Проницаемость угольных пластов низкая изменяется от 0.1 до 20 мД.

Данная работа включает несколько этапов. Во первых по комплексу данных ГИС, бурения р сейсморазведки рассчитывается сетчатая модель гипсометрии подошвы моделируемого угольного пласта. Далее по результатам комплекса геолого-геофизического и структурного прогнозирования строится модель площадного распределения тектонической нарушенности, выраженной в

единицах коэффициента нарушенное™. При моделировании величина этого коэффициента рассчитывается, исходя из амплитуды нарушения и расстояния до него, по данным сейсморазведки На следующем этапе, по методике предложенной автором рассчитывается коэффициент проницаемости с внесёнными поправками за нарушенность. На заключительном этапе строиться модель площадного распределения этого параметра, (рис. 10)

Так же автором было проведено сопоставление полученных результатов с результатами гидродинамических испытаний. Пример результата сопоставления представлены в табл. 3. Табл. 3. Сопоставление прогнозных значений коэффициента

№п/п Кпр мД Кпр мД

инжект. модель

1 0,4895 0,525

2 2,211 4,73

3 83,66 12,4

Аналогичные модели были рассчитаны и для других параметров применяемых при гидродинамическом моделировании. Так автором был сделан расчёт параметра газоносности в зависимости от нарушенное™ угольных пластов. Результаты сопоставления моделируемых значений с лабораторными определениями газоносности приводиться в табл. 4. Табл. 4. Сопоставление прогнозных значений газоносности

№ п/п Газ.лаб. Газ.мод.

м3/т м3/т

1 16,5 17,21

2 17,3 13,5

3 2,45 4,8

4 12,8 15,72

5 22,5 22,79

Как видно, результаты моделирования соответствуют результатам гидродинамических и лабораторных исследований.

В таблице 5 представлены критерии перспективности угольных пластов для добычи метана. Табл. 5. Критерии перспективности угольных пластов для добычи метана.

№ п/п Критерий оценки перспективности Характеристика критерия перспективности

1 Газоносность угольных пластов Более 10 м3/т, при обязательном росте с глубиной

2 Проницаемость Более 1.0 мД

3 Концентрация (плотность ресурсов) метана Более 150-200 млн.м^км2 для продуктивных групп угольных пластов

4 Угленосность продуктивных интервалов Не менее 8-Юм суммарной толщины угольных пластов

5 Толщина угольных пластов Более 1м

6 Зольность углей Менее 25%

7 Петрографический состав углей Витринитовый

8 Степень метаморфизма углей Группы Г (газовые), Ж (жирные), К (коксовые), ОС (отощенно-спекающиеся) и Т (тощие)

9 Трещиноватость углей Эндогенной трещиноватостью характеризуются угли средних стадий метаморфизма

10 Тектоника месторождений, участков, площадей Предпочтительны простые пологие складки с углами падения до 30-40 град.

Газоносность угольных пластов является их важнейшим свойством, необходимым для добычи метана. Без проницаемости, без возможности ее техногенного повышения и стимулирования газоотдачи пластов нет и перспектив добычи метана из угольных пластов. С позиций оценки про-

ницаемости и природного кливажа, а также возможностей техногенного трещинообразования рассматривают влияние степени метаморфизма углей на перспективы добычи метана.

Зольность углей является фактором, снижающим метаноносность и проницаемость пластов, повышающим крепость угля и препятствующим гидроразрыву и кавитации пластов. При зольности более 30 - 35% эффективность добычи метана из угольных пластов падает. Такие пласты малоперспективны.

Наличие витринитовых пачек в угольных пластах способствует развитию кливажа. А кливаж - это дорога метана по пласту к стволу скважины. Количественного критерия перспективности промыслового извлечения метана из угольных пластов по содержанию витринита в углях еще нет. Пока можно только предполагать: чем выше содержание витринита, тем выше проницаемость. Не исключено (и даже вполне вероятно), что проницаемость фюзинитовых малозольных углей может оказаться более высокой, чем у витринитовых..

Степень метаморфизма углей (установленная по показателю отражения витринита) является одним из решающих критериев оценки перспективности угольных пластов и площадей их распространения для углегазового промысла.

В заключении отмечается, что в результате проведенных работ получены следующие результаты:

• сформулированы геологические задачи подготовки метаноугольных месторождений к промышленному освоению применительно к возможностям геофизических методов;

• разработана методическая схема выявления метаноугольных месторождений и оценки промысловых характеристик угольных пластов по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана;

• проанализированы возможности скважинных геофизических методов при исследовании угольных месторождений для добычи метана;

• предложен рациональный комплекс наземных, геолого-технологичных и скважинных геофизических методов исследований на метаноугольных месторождениях для добычи метана;

• считать перспективным использование оперативного исследования в процессе бурения керна и шлама метода ИК-спектрометрии.

• обоснованы критерии выбора первоочередных объектов добычи метана на угольных месторождениях;

• получены новые петрофизические модели (уравнения) использованные для литологического расчленения и марочного состава углей, перспективных для добычи метана;

• разработанный комплекс определения газопромысловых характеристик угольных пластов по данным ГИС, позволил детализировать данные традиционного геологического опробования, используемые для подсчета запасов метана;

• использование результатов ГИС-прогнозирования газопромысловых характеристик совместно с результатами сейсморазведки позволило выявить площади, перспективные для промышленной добычи метана и оптимизировать точки заложения метаноугольных скважин;

• рационализация комплекса геофизических исследований скважин для добычи метана позволяет осуществлять снижение затрат на их исследование при подготовке участков к промышленному освоению;

• метан как самостоятельное полезное ископаемое, перспективное для широкомасштабной промысловой добычи, оценивается в пластах углей групп метаморфизма Г, Ж, К, ОС и Т (с показателем отражения витринита в иммерсии от 0,6 до 2%).

Публикации

1. Десяткин A.C. Современные технологии геофизических исследований скважин для определим геолого-промысловых характеристик нетрадиционных коллекторов метана. // Инновацион-шй потенциал молодых специалистов ОАО «Газпром» как условие повышения эффективности разработки и эксплуатации углеводородных месторождений Ямала. Материалы научно-трактической конференции (Ямбург, май 2004 г.). — М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2005. 55 - 70 с.

2. Десятки i! A.C. Определение вещественного состава угленосных отложений по данным ГИС с целью изучения сорбционно-ёмкостных свойств метаноугольных месторождений Кузнецкого бассейна. // Тезисы докладов. VII Международная конференция «Новые идеи в науках о земле». Материалы докладов. Т.1. —М.: КДУ, 2005. —332 с.

3. Десяткин A.C. Изучение петрофизических характеристик угленосных отложений по данным геофизических исследований скважин (ГИС) // Тезисы докладов. V Международная научно-практическая геолого-геофизическая конкурс-конференция молодых ученых и специалистов «ГЕОФИЗИКА-2005». (С.-Петербург, сентябрь 2005 г.).

4. Десяткин A.C., Черников А.Г., Определение фильтрационно-ёмкостных свойств угольных пластов по данным геофизических методов в метаноугольных скважинах. // Тезисы докладов. XI всероссийское угольное совещание «Современные проблемы развития и освоения угольной сырьевой базы России» (Ростов-на-Дону, ноябрь 2005 г.).

5. Десяткин A.C. Изучение петрофизических свойств угольных пластов, как нетрадиционных коллекторов углеводородов по данным геофизических методов. // Тезисы докладов. XIII международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006» (Москва, апрель 2006 г.).

6. Десяткин A.C. Разработка рационального комплекса геофизических исследований углемета-новых скважин. // Геомеханические и геодинамические аспекты повышения эффективности добычи шахтного и угольного метана. Материалы международной конференции (С.-Петербург, сентябрь 2006 г.) 25-34 с.

7. Десяткин A.C. Изучение петрофизических свойств углей по данным геофизических исследований скважин (ГИС). // Горный информационно-аналитический бюллетень. Метан: Сборник научных трудов по материалам симпозиума « Неделя горняка - 2006». — М.: Изд. МГГУ, 2006. 107 -119 с.

8. Десяткин A.C., Черников А.Г. Определение петрофизических параметров угольных пластов. // Южная Якутия - новый этап индустриального развития. Материалы международной научно-практической конференции (Нерюнгри, октябрь 2007 г.) Т.1. 281 -287 с.

9. Васюков В.Н., Десяткин A.C., Секретов С.Б. Обработка и интерпретация данных геофизических исследований углеметановых скважин Кузбасса. // Тезисы докладов десятой юбилейной международной научно-практической конференции «Геомодель - 2008» (Геленджик, сентябрь 2008).

10. Десяткин A.C. Информативность геофизических исследований скважин при изучении мета-ноугольного разреза. // Горный информационно-аналитический бюллетень. -— М.: Изд-во "Горная книга", 2009, Отд. выпуск 12. Метан. 306-319 с.

11. Десяткин A.C., Стрельченко В.В. Выявление и оценка угольных пластов для добычи метана по данным геолого-геофизических и петрофизических исследований скважин. // Научно технический журнал Наука и Техника в газовой промышленности. —М.: ООО «Газпром экспо», 2009, №3 (39) 2009 г. 31-42 с.

12. Десяткин A.C., Стрельченко В.В. Анализ физических свойств углей с целью добычи метана на основе лабораторных исследований и ГИС. // Материалы Международной конференции. Пет-рофизика: современное состояние, проблемы, перспективы. (Москва, 27.05.2010 - 28.05.2010) 6869 с.

13. Десяткин A.C., Стрельченко В.В. Оценка и прогноз основных геолого-промысловых характеристик угольных пластов для добычи метана. // Газовая промышленность. - М., 2010, №7. 18 -21 с.

14. Стрельченко В.В., Десяткин A.C. Особенности рационального комплекса геофизических исследований метаноугольных скважин. // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2011 (в печати).

Заказ № 4б-а/02/2011 Подписано в печать 09.02.2011 Тираж 100 экз. Усл. п.л. I

^ ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30

1,\v\vw. с/г. ги; е-тай: т/о@ф. ги

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Десяткин, Андрей Сергеевич

Введение.

Глава 1 Современное состояние проблемы изучения метаноносности угольных пластов и извлечения из них метана.

1.1 Современное состояние геофизических и гидродинамических исследований на метаноугольных месторождениях.

1.2 Особенности петрофизических характеристик метаноугольных пластов и вмещающих пород Кузнецкого угольного бассейна.

1.2.1 История петрофизических исследований отложений Кузнецкого угольного бассейна.

1.2.2 Петрофизические характеристики угленосных отложений и вмещающих пород.

1.2.3 Региональные петрофизические закономерности.

1.3 Методы изучение газоносности угольных пластов.

1.3.1 Отечественные комплексы методов исследования газоносности угольных пластов.

1.3.2 Зарубежные комплексы методов исследования газоносности угольных пластов.

1.4 Извлечение метана для его промышленной реализации и обеспечения безопасности работ в угольных шахтах.

1.5 Экологические аспекты освоения угольных пластов.

Глава 2 Геологическое строение, стратиграфия, тектоника, угленосность и газоносность отложений каменноугольного бассейна Кузбасса.

2.1 Геологическое строение Талдинской площади Кузбасса и распределение ресурсов метана в угольных пластах.

2.2 Стратиграфия Кузнецкого каменноугольного бассейна.

2.3 Тектоника Кузнецкого каменноугольного бассейна.

2.4 Угленосность отложений Кузнецкого бассейна.

2.5 Газоносность и методы определения метаноносности угольных пластов на Талдинской площади.

Глава 3 Разработка методики оценки промышленно рентабельной метанонасыщенности угольных пластов.

3.1 Разработка методической схемы оценки промышленной газонасыщенности метаноугольных пластов по данным геолого-геофизических и петрофизических исследований скважин.

3.2 Технология выявления угольных пластов по данным геолого-геофизических и промысловых исследований.

3.2.1 Сейсмические исследования.

3.2.2 Скважинные геофизические исследования.

Глава 4 Разработка рационального комплекса ГИС для исследования углеметановых скважин.

4.1 Особенности геофизических исследований углеметановых скважин для добычи метана.

4.2 Геологические и технические задачи подлежащие решению методами ГИС.

4.3 Комплексы ГИС, используемые при разведке угольных месторождений.

4.4 Оценка эффективности отечественных и зарубежных комплексов ГИС, используемых при исследовании экспериментальных углеметановых скважин.

4.5 Формирование рационального комплекса ГИС.

4.6 Создание модифицированной диаграммы Ван Кревелена.

4.7 Экспрессная оценка характеристик угольных пластов по данным ГТИ.

Глава 5 Оценка промысловых характеристик угольных пластов по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

5.1 Литологическое расчленение разреза и определение вещественного состава углевмещающих пород.

5.2 Определение зольности углей.

5.3 Определение физико-механических свойств углей.

5.4 Определение фильтрационных характеристик углей.

5.5 Определение сорбционных характеристик угольных пластов и прогноз их газонасыщенности.

5.6 Выявление и оценка параметров зон трещиноватости углей при добыче метана.

Глава 6 Применение разработанной технологии для определения первоочередных объектов добычи метана на угольных месторождениях.

6.1 Построение постоянно действующей модели метаноугольного месторождения.

6.2 Определение критериев перспективности объектов добычи метана на угольных месторождениях.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Выявление угольных пластов и оценка их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана"

Актуальность

В связи с резким увеличением спроса мировой экономики на традиционные природные энергоносители и как следствие их удорожание, всё острее встаёт проблема добычи углеводородов из нетрадиционных объектов, в частности, метана из угольных пластов. В России в промышленных масштабах добыча метана из угольных пластов пока ведётся в ограниченных масштабах,. хотя в угольных бассейнах; сосредоточены значительные ресурсы метана. К настоящему времени в мире накоплен значительный опыт разработки и промысловой добычи метана на углегазовых промыслах в США, Австралии, Канады, Китая, Индии, Польши, Чехии, Новой Зеландии, Англии, Германии.

Кузбасс, как основной регион по добыче метана из угольных пластов выбран не случайно. Среди^ угольных:,бассейнов, мира Кузбасский ¡ бассейн обладает уникальными углегазопромысловыми характеристиками [23]: прогнозные ресурсы метана в угольных пластах бассейна составляют более 13 трлн м3 на площади в 21 тыс. км2; ,, основные угольные пласты, как объекты добычи метана расположены до глубины 1,8 км- и представлены углями средней стадии метаморфизма* (марки ГЖ, Ж, ЖК), которым свойственна повышенная трещиноватость и содержание метана до 25 * 30 м3/т; высокая угленасыщенность разреза и как следствие, высокая плотность (концентрация) ресурсов метана в угольных пластах (до 3 млрд. м3/км2). .

Угольный пласт представляет собой; нетрадиционный! коллектор трещиновато-пористого типа- с системой микропор, макропор и трещин кливажа. Размеры пустот колеблются от нескольких ангстрем до миллиметров Основной объём-метана (90 * 95 %) находится в связанном (сорбированном) состоянии в матрице или на поверхности угольного вещества. В свободном состоянии в порово-трещинном пространстве угля встречается до '5г10% метана: Одной из основных ■ особенностей' метаноугольных месторождений является генетическая связь метана с угольным пластом. При этом степень метаморфизма угля является основным параметром, определяющим: количество метана, находящегося в.угле в адсорбированном состоянии.

В отличие от традиционных нефтегазовых коллекторов, угольный паст как коллектор характеризуется следующими особенностями: практически отсутствием открытой пористости, присутствие в угле системы природной слоистости или трещйноватости -кливажа, низкой проницаемости и др. Фильтрационо-ёмкостные .свойства углей1 сильно изменяются- от глубины погружения угольных^ пластов. Установлено, что с глубиной происходит рост степени метаморфизма углей, благоприятного для промышленной добычи метана. В это же время с глубиной происходит всё большее закрытие трещин, снижение проницаемости, что может приводить к снижению эффективности добычи метана.

Из-за слабой дифференциации физических свойств углистого вещества и ёмкостного пространства угольных пластов применение стандартных методик изучения петрофизических свойств по данным геофизических исследований скважин (ГИС) на метаноугольных месторождениях, не представляется возможным.

Как показала практика использования углей в различных областях народного хозяйства, требует применение углей определенных марок.

При добыче метана из угольных пластов вопрос наиболее эффективного марочного состава углей является мало изученным.

Основные параметры геолого-технологических свойств угольных пластов, такие как: толщина, строение угольных пластов, зольность, степень метаморфизма, нарушенность, минералогический состав, определяются методами, применяемыми в углеразведке. остальные параметры, необходимые для определения свойств угольных пластов, для промышленной добычи метана раньше не определялись. Связано это с тем, что метан всегда рассматривался с одной стороны как попутное полезное ископаемое, извлекаемое в процессе ведения горных (кооптируемый газ) работ, а с другой, как источник опасных геодинамических явлений, подлежащих удалению в процессе дегазации.

Фильтрационно-ёмкостные свойства метаноугольных пластов раньше не определялись. Основные параметры, определяющие газоносность пласта и его извлекаемость, в настоящее время определяются по керновым пробам лабораторными методами. Но результаты таких исследований были не всегда однозначны. В первую очередь это связано с тем, что получить хороший представительный керн из угольного пласта очень сложно, а опробование трудоемко, дорого и фрагментарно.

Таким образом, возникла необходимость разработки специальной методики определения промысловых характеристик угольных пластов геофизическими методами в скважинах для добычи из них метана. Для определения петрофизических свойств углей предлагается использовать геолого-геофизический подход. Согласно этому подходу физические свойства угленосных пород изменяются под влиянием двух групп факторов. Первичная - генетическая группа, связана с вещественным и гранулометрическим составами, фациальной принадлежностью, типом и составом цемента, органическими примесями и другими причинами. Вторичная группа - процессы преобразования, обусловлена давлением и температурой. С изменением степени * метаморфизма меняются физические свойства пород: пористость, плотность, скорость распространения упругих волн, удельное электрическое сопротивление и др.

Диссертационная работа связана с разрабатываемым в ОАО «Газпром» научным направлением по добыче метана уз угольных пластов в Кузбасском угольном бассейне.

Целью работы является выявление угольных пластов и оценка их газопромысловых характеристик для ведения промышленной добычи метана по данным геолого-геофизических исследований скважин на примере Кузнецкого бассейна.

Объектом изучения в диссертационной работе является Кузнецкий угольный бассейн, обладающий запасами угля перспективными для добычи метана.

Основные задачи исследований.

2. Разработать методическую схему выделения угольных пластов и оценки их промысловых характеристик для добычи метана по данным геолого-геофизических исследований скважин.

3. Определить наиболее информативные характеристики угольных пластов для последующей добычи метана из них.

4. Сформировать рациональный комплекс геофизических исследований скважин на метаноугольных месторождениях.

7. Определить критерии выделения перспективных угольных пластов для добычи метана по данным ГИС и ГТИ.

Защищаются следующие научные положения:

1. Предложена структура прямых и обратных связей в методической схеме выявления и оценки запасов является информационной основой технологии освоения метаноугольных месторождений.

2. Модифицированная диаграмма Ван Кревелена, как методическое основа повышения информативности комплекса геолого-геофизических исследований на метаноугольных месторождениях.

Научная новизна состоит в том, что впервые для Кузнецкого бассейна:

1. Разработана методическая схема выявления метаноугольных месторождений и оценки промысловых характеристик угольных пластов по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана.

2. Предложен рациональный комплекс геофизических исследований на метаноугольных месторождениях.

3. Обоснованы критерии выбора первоочередных объектов добычи метана.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

2. Использование результатов ГИС-прогнозирования газопромысловых характеристик совместно с результатами сейсморазведки позволило выявить площади перспективные для промышленной добычи метана и оптимизировать точки заложения метаноугольных скважин.

3. Рационализация комплекса ГИС метаноугольных скважин позволяет осуществлять снижение затрат на их исследование при подготовке участков к промышленному освоению.

4. Выявлены параметры зон трещиноватости по данным микросканирования и широкополосного акустического каротажа, как основа для планирования работ методом гидроразрыва пласта.

5. Совместное использование данных ГИС и ГТИ позволяет повысить эффективность выделения метаноугольных пластов и оценки их перспективности для добычи метана.

Результаты работы докладывались на научно-практической конференции «Инновационный потенциал молодых специалистов ОАО «Газпром» как условие повышения эффективности разработки и эксплуатации углеводородных месторождений Ямала», которая проходила в мае 2004 г в Ямбурге, на XI всероссийском угольном совещании «Современные проблемы развития и освоения угольной сырьевой базы России», которое проходило в ноябре 2005 г в Ростове-на-Дону, на международной конференции «Геомеханические и геодинамические аспекты повышения эффективности добычи шахтного и угольного метана, которая проходила в сентябре 2006 г. в С.Петербурге, на симпозиуме «Неделя горняка - 2006», который проходил в январе 2006 в Москве, на X международной научно-практической конференции «Геомодель - 2008», которая проходила в сентябре 2008 г. в Геленджике, на семинаре «Добыча метана из угольных отложений. Проблемы и перспективы», который состоялся 31 марта 2010г. в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и на международной конференции «Петрофизика: современное состояние, проблемы, перспективы», которая состоялась с 27 по 28 мая 2010 года в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.

По теме диссертационной работы автором лично и в соавторстве опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 в российских журналах входящих в список рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых кандидата наук редакции.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Десяткин, Андрей Сергеевич

Заключение

Полученные результаты геофизических и керновых исследований в экспериментальных скважинах позволили уточнить геологические и гидродинамические модели первоочередных площадей для добычи метана из угольных пластов в Кузбассе. На основе уточненных моделей скорректированы технологические показатели разработки метаноугольных месторождений, включая дебиты метаноугольных скважин, очередность их строительства и необходимое общее количество для обеспечения стабильного уровня добычи метана из угольных пластов в Кузбассе в объеме 4 млрд куб. м в год. В долгосрочной перспективе — в объеме 18-21 млрд куб. м в год.

Комплексное освоение метаноугольных месторождений позволяет помимо угля получать и использовать один из возможных источников энергетических ресурсов - метан угольных пластов, который является наиболее доступным, наиболее дешевым, наиболее экологически чистым резервом из известных в мире нетрадиционных источников горючих газов.

Большое значение для эффективности использования угольного метана имеет благоприятное размещение его ресурсов по отношению к крупным промышленным центрам с развитой инфраструктурой, что выгодно отличает его разработку от месторождений природного газа Крайнего Севера.

Намечаемые для разработки площади первоочередного освоения расположены исключительно благоприятно по отношению к крупнейшим промышленным центрам Кемеровской области.

Значение проводимых экспериментальных работ выходит далеко за пределы непосредственной коммерческой выгоды, и имеет общегосударственное значение.

Осуществление программы промышленной добычи метана и газификации Кемеровской области даст возможность:

• Перевести промышленность и энергетику на комбинированное использование угля и газа, а также перевести автотранспорт с нефтепродуктов на собственный газ, извлекаемый из угольных пластов;

• Обеспечить производственные и бытовые потребности в газе как в энергетическом и технологическом сырье;

• Улучшить экологическую обстановку в Кемеровской области за счет сокращения выбросов в атмосферу метана и продуктов сгорания угля;

• Создать дополнительные рабочие места на газовых промыслах и предприятиях, связанных с добычей и переработкой газа;

• Снизить газоопасность последующей добычи угля на газопромысловых площадях.

В целом, осуществление программы широкомасштабной добычи метана из угольных пластов и газификации Кемеровской области даст возможность:

• Снизить газоопасность последующей добычи угля на газопромысловых площадях.

• Обеспечить производственные и бытовые потребности в газе как энергетическом и химическом сырье.

• Перевести промышленность и энергетику на комбинированное использование угля и газа, а также перевести автотранспорт с нефтепродуктов на газ, извлекаемый из угольных пластов, что даст экологический и социальный эффект.

• Улучшить экологическую обстановку в Кемеровской области за счет сокращения выбросов в атмосферу метана и продуктов сгорания угля.

• Создать дополнительные рабочие места на газовых промыслах и предприятиях, связанных с добычей и переработкой газа.

В результате проведенных работ получены следующие результаты: сформулированы геологические задачи подготовки метаноугольных месторождений к промышленному освоению применительно к возможностям геофизических методов; разработана методическая схема выявления метаноугольных месторождений и оценки промысловых характеристик угольных пластов по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана; проанализированы возможности скважинных геофизических методов при исследовании угольных месторождений для добычи метана; предложен рациональный комплекс наземных, геолого-технологичных и скважинных геофизических методов исследований на метаноугольных месторождениях для добычи метана; считать перспективным использование оперативного исследования в процессе бурения керна и шлама метода ИК-спекгрометрии. обоснованы критерии выбора первоочередных объектов добычи метана на угольных месторождениях; получены новые петрофизические модели (уравнения) использованные для литологического расчленения и марочного состава углей, перспективных для добычи метана; разработанный комплекс определения газопромысловых характеристик угольных пластов по данным ГИС, позволил детализировать данные традиционного геологического опробования, используемые для подсчета запасов метана; использование результатов ГИС-прогнозирования газопромысловых характеристик совместно с результатами сейсморазведки позволило выявить площади, перспективные для промышленной добычи метана и оптимизировать точки заложения метаноугольных скважин; рационализация комплекса геофизических исследований скважин для добычи метана позволяет осуществлять снижение затрат на их исследование при подготовке участков к промышленному освоению; метан как самостоятельное полезное ископаемое, перспективное для широкомасштабной промысловой добычи, оценивается в пластах углей групп метаморфизма Г, Ж, К, ОС и Т (с показателем отражения витринита в иммерсии от 0,6 до 2%).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Десяткин, Андрей Сергеевич, Москва

1. Альбом палеток и номограмм для интерпретации промыслово-геофизических данных. — М.: Недра, 1984.—201с.

2. Амосов И.И., Еремин И.В. Трещиноватость углей. М.: Издательство Академии наук СССР, 1960.-110с.

3. Багринцева К.И., Бакалдина А.П. О Дифференциальной пористости петрографических компонентов каменных углей (на примере Прокопьевско-киселёвского района Кузнецкого бассейна). // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка №10, 1966, с 37 41.

4. Вистелиус А.Б. Основы математической геологии. J1.Наука,1980.

5. Вопросы метаморфизма углей и эпигенеза вмещающих пород, Л., Наука, 1968, 327с.

6. Временное методическое руководство по определению показателей качества угольных пластов по комплексу геолого-геофизических данных в Западном Донбассе. М.1992г. ВНИИГеофизика.

7. Временное методическое руководство по исследованию скважин методом акустического каротажа. Октябрьский, 1981г. ВНИИГИС.

8. Временное методическое руководство по выявлению мелкоамплитудных разрывных нарушений по данным геофизических методов исследования скважин в Восточном Донбассе. Ростов-на-Дону, 1985г. ПГО Южгеология.

9. Временное руководство по прогнозу выбросоопасности угольных пластов Донецкого бассейна при геологоразведочных работах. М.,1980 г.,Мингео, Минуглепром, ИГД им. А.А.Скочинского, 56с.

10. Высоцкий И.В., Голицын М.В., Кучерук Е.В. нетрадиционные источник углеводородного сырья (геология и ресурсы).// итоги науки и техники ВИНИТИ. Сер. Месторождения горючих полезных ископаемых. 1991. -18. - 220 с.

11. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР. Гл. редактор А.И. Кравцов. Том II. Угольные бассейны и месторождения Сибири. Казахстана и Дальнего Востока. — М.: Недра, 1979, — 454с.

12. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика/ Под ред. В.М. Запорожца. М.: Недра, 1983, - 591 с.

13. Гречухин В.В., Бродский П.А., Климов A.A. и др. Геофизические методы изучения геологии угольных месторождений. М.: Недра, 1995. -477с.

14. Гречухин В.В., Вайткус Б.И., Черников А.Г. Петрофизические исследования угленосных отложений Кузнецкого бассейна, содержащих коксующиеся угли. — сер. Геология, геофизика. — Новосибирск, Наука, СО АН СССР, 1985 № 9, с. 53-66.

15. Гречухин В.В. Петрофизика угленосных формаций. — М.: Недра, 1990. — 472с.

16. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. — М.: Недра, 1982. — 448с.

17. Десяткин A.C., Черников А.Г. Определение петрофизических параметров угольных пластов. // Южная Якутия новый этап индустриального развития. Материалы международной научно-практической конференции (Нерюнгри, октябрь 2007 г.) Т 1. 281 - 287 с.

18. Десяткин A.C. Информативность геофизических исследований скважин при изучении метаноугольного разреза. // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: Изд-во Торная книга", 2009, Отд. выпуск 12. Метан. 306-319 с.

19. Десяткин A.C., Стрельченко В.В. Оценка и прогноз основных геолого-промысловых характеристик угольных пластов для добычи метана. // Газовая промышленность. -М.: ООО «Газоил пресс», 2010, №7. 18-21 с.

20. Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллекторов нефти и газа. — М., Недра, 1970. — 239 с.

21. Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика (Физика горных пород): Учебник для вузов. 2-ое изд. перераб. и доп. М.: ФГУП Изд. «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им.И.М. Губкина, 2004. - 368с.

22. Инструкция о содержании, оформлении и порядке представления в ГКЗ СССР и ТКЗ материалов по подсчету запасов углей и горючих сланцев. М.,1984, 40 с. ГКЗ СССР.

23. Инструкция по применению классификации запасов и месторождениям углей и горючих сланцев. М., ГКЗ СССР,1983.

24. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах. М.: Недра, 1977 г. 96 с. (Институт горного дела им. А. А. Скочинского)

25. Карасевич A.M. Региональные системы газоснабжения: энергетика, экономика, технологии. М.: Страховое Ревю, 2006, 469 с.

26. Карасевич A.M., Хрюкин В.Т., Зимаков Б.М. и др. Кузнецкий бассейн крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов. - М.: Изд. Академии горных наук, 2001, 64 с.

27. Карев В.И., Коваленко Ю.Ф. Теоретическая модель фильтрации газа в газосодержащих угольных пластах. ФТПРПИ, 1988, №6. - с. 47-55.

28. Кирюков В.В. Методы исследования вещественного состава твердых горючих ископаемых. М.: Недра, 1970. - 239 с.

29. Клер В.Р. Изучение и геолого-экономическая оценка качества углей при геологоразведочных работах. М.: Недра, 1975. - 320с.

30. Косолапов А.Ф., Сафиуллин Г.Г., Хасанов Ф.Б., Ахметшин Н.М., Бандов В.П. О методе индукционной пластово-трещинной накпонометрии// Каротажник. 2003. №113.

31. Кравцов А. И. Геологические условия газоносности угольных, рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1968. - 331с.

32. Крутин В.Н., Марков М.Г. Волновой акустический каротаж и проницаемость. Теоретические результаты / SPWLA / ЕАГО / РГУ НГ Международная конференция и выставка по геофизическим исследованиям скважин "Москва-98", 8-11 сентября 1998. Доклад В 1.5.

33. Крутин В.Н., Марков М.Г., Юматов А.Ю. Скорость и затухание волны Лэмба-Стоунли в скважине, окруженной насыщенной пористой средой // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. М.: Наука. 1987. №9. С. 33-38.

34. Кузнецов C.B., Трофимов В.А. Основная задача теории фильтрации газа в угольных пластах. ФТПРПИ, 1999, №5. - с. 13-18.

35. Кузнецов C.B., Кригман Р.Д. Природная проницаемость угольных пластов и методы её определения. М.: Наука, 1978, 122 с.

36. Махов A.A. Разработка аппаратуры для детального исследования скважин с использованием высокочастотных акустических сканирующих систем // НТВ "Каротажник". Тверь: ГЕРС. 1998. Вып. 49. С. 65-70.

37. Метаморфизм углей и эпигенез вмещающих пород / Под ред. Г.А.Иванова. М.: Недра, 1975.-200 с.

38. Методические указания по применению испытателя пластов на кабеле в скважинах на месторождениях угля. Октябрьский, 1988г. ВНИИГИС

39. Методика разведки угольных месторождений Кузнецкого Бассейна. — Кемерово: Кемеровское книжное издательство, 1978, —235с.

40. Методическое руководство по изучению малоамплитудной тектоники угленосных отложений методом высокочастотной скважинной сейсморазведки. Октябрьский, 1981г. ВНИИГИС.

41. Методические указания по геолого-геофизическому изучению зольности угольных пластов в разрезах скважин. — М.,1987.

42. Методические указания по геолого-геофизической методике выделения в разрезах скважин угольных пластов, определения их глубины залегания, мощности и строения. М.1985г. Мингео, НЕФТЕГЕОФИЗИКА,Ю1с.

43. Методические указания по геолого-геофизическому изучению физических свойств пород угольных месторождений/ Под ред. В.Ю. Зайченко. М., ВНИИ-Геофизика, 1989.-102с.

44. Миронов К.В. Геологические основы разведки угольных месторождений. — М.: Недра, 1973. — 316с.

45. Миронов К.В. Справочник геолога-угольщика. — М.: Недра, 1982.—312с.

46. Основы геологии горючих ископаемых; Под ред. И.В. Высоцкого. — М.: Недра, 1987.

47. Попов В.В. Комплекс геофизических исследований в углеразведочных скважинах// НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2003, Вып.105, с.80-89.

48. Пучков Л.А., Сластунов СВ. и др. Концептуальные подходы к обеспечению метанобезопасности угольных шахт России и СНГ на 2007-2010 гг.// Горный информационно-аналитический бюллетень. — М. изд-во "Мир горной книги" 2007, -№ОВ13. с 9-36.

49. Пучков Л.А., Сластунов СВ., Коликов К.С. Извлечение метана из угольных пластов. — М„ изд-во МГГУ, 2002. — 383 с.

50. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1978. - 390с.

51. Руководство по геолого-геофизической методике изучения физико-механических свойств угленосных пород в разрезах скважин/ В.В. Гречухин, A.A. Климов, С.Б. Иохин, В.Г. Бакланов, А.Г. Черников. М.: ВНИИГеофизика, 1980. - 78с.

52. Руководство по геолого-геофизической методике изучения литологии и вещественного состава отложений угольных месторождений. М., Мингео,1980г.

53. Руководство по геолого-геофизической методике изучения литологии и вещественного состава угленосных отложений с помощью ЭВМ. Октябрьский, 1990г. ВНИИГИС, ВНИИГеофизика.

54. Сторонский Н.М., Хрюкин В.Т., Секретов С.Б., Десяткин A.C., Теленкова Т.Н. Рекомендации по проведению геофизических исследований скважин для добычи метана из угольных пластов. Р Газпром 2-3.1-463-2010. М.: ООО «Газпром экспо», 2010, 19 с.

55. Стрельченко В.В., Десяткин A.C. Особенности рационального комплекса геофизических исследований метаноугольных скважин. // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2011. (статья в печати).

56. Стрельченко В.В. Геофизические исследования скважин: Учебник для вузов/ М.: Недра, 2008. - 551 с.

57. Сулейманов М.А. Новые разработки ВНИИНефтепромгеофизики в области акустических методов исследований нефтегазовых скважин // НТВ "Каротажник". Тверь: ГЕРС. 1998. Вып. 47. С. 67-73.

58. Угольная база России. Том II. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский, бассейны; месторождения Алтайского края и республики Алтай). — М.: ООО «Геоинформцентр», 2003. — 604с.

59. Управление свойствами и состоянием угольных пластов с целью борьбы с основными опасностями в шахтах/ В.В. Ржевский, Б.Ф. Братченко, A.C. Бурчаков, Н.В. Ножкин. Под ред. В.В. Ржевского. М.: Недра, 1984. - 327с.

60. Христианович С.А. Коваленко Ю.Ф. Об измерении давления газа в угольных пластах. ФТПРПИ, 1988, №3

61. Техническая инструкция по проведению ГИРС в нефтяных и газовых скважинах. М. Минтопэнерго РФ, 2001г.

62. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах. Мингео СССР. М.: Недра, 1985. - 212 с.

63. Технические требования угольной промышленности к геологоразведочным работам и исходным геологическим материалам, представляемым для проектирования шахти разрезов. М.,1986г., Минуглепром, СОЮЗУГЛЕГЕОЛОГИЯ, СОЮЗШАХТОПРОЕКТ, ЦЕНТРГИПРОШАХТ.

64. Типовые комплексы геофизических методов исследования угольных скважин. -М.: Мингео,1977 г.

65. Требования к определению механических свойств горных пород при геологическом изучении полей шахт Минуглепрома СССР (при разведке, строительстве, реконструкции и эксплуатации). Л.,ВНИМИ, 1977г., с.95.

66. Топорец С.А., Дортман Н.Б., Трунина В.Я. Исследование некоторых физических свойств ископаемых углей// Физические и химические свойства ископаемых углей; отв. ред. И.Э. Вальц. — М., Л.: Изд. АН СССР, 1962.

67. Элланский М.М. Инженерия нефтегазовой залежи. Том 1. М.: Изд-во «Техника», 2001.-288с.

68. A Guide to Coalbed Methane Reservoir Engineering, Published by Gas Research Institute, Chicago, Illinois, USA, 1996

69. Attas Wireline Services. Сервисный каталог. 1997. (русск.яз.).

70. Blauch M., Wylie G., Rodvelt G., Rickmam R.D., Ringhisen J.A., East L.E. Unconventional gas technology conclusion: life-cycle approach improves coalbed methane production.// Oii&Gas Journal. 21 January 2008, pp 55-60.

71. George J. Klir. Architecture of systems problem solving. Plenum press, New York and London, 1985.

72. Schlumberger. Wireline Services Catalog (Сервисный каталог по каротажным работам) Houston. 1995, June (русск. яз.) 111с.

73. Segmented Bond Tool (SBT) / Western Atlas International, Inc. 1990. AT90-251. Rev. 10/90. P.8.1. Фондовая литература:

74. Ермилов В.И., Минакова Г.В. Участок Талдинский Западный в Ерунаковском районе Кузбасса (Геологическое строение, качество и запасы каменного угля по состоянию на 1.06.90 г.). ТГФ Южсибгеолкома, 1990.

75. Ермилов В.И. Юго-восточная часть поля шахты «Талдинская-3» в Ерунаковском районе Кузбасса. ТГФ Южсибгеолкома, 1993 г.

76. Ермилов В.И., Минакова Г.В. Участок Талдинский Западный в Ерунаковском районе Кузбасса (Геологическое строение, качество и запасы каменного угля по состоянию на 1.06.90 г.). ТГФ Южсибгеолкома, 1990.

77. Елисафенко H.H., Щербаков Н.И. Участки Талдинские 1-2 в Ерунаковском районе Кузбасса. ТГФ Южсибгеолкома, 1971.

78. Мамушкин В.Д., Мамушкина В.В. Совершенствование методики интерпретации материалов угольного каротажа в связи с внедрением бескернового бурения скважин в Кузбассе. Фонды НКГГЭ, 1978.

79. Щербаков Н.И. Анализ качественной характеристики углей участков Талдинский 1-2 и пересчет запасов по состоянию на 1.04.1968 г. ТГФ Южсибгеолкома, 1968.

Информация о работе

Десяткин, Андрей Сергеевич
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2011
ВАК 25.00.10

Диссертация

Выявление угольных пластов и оценка их промысловых характеристик по данным геолого-геофизических исследований скважин для добычи метана - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы