Угольные пласты: Недопустимое название — MiningWiki

Содержание

3D геологическое и гидродинамическое моделирование результатов ПИВ на угольные пласты

Задача:

Конечная цель исследования — оценка влияния ПИВ на проницаемость угольного пласта — далее делится на более мелкие задачи и цели:

Регистрация микросейсмической эмиссии, выявленной в процессе пассивного микросейсмического мониторинга.

Построение 3D геомеханической модели.

Создание дискретной модели трещиноватости (Discrete Fracture Network).

Расчёт величины вторичной проницаемости, возникшей в результате плазменно-импульсного воздействия на угольный пласт.

Создание гидродинамической модели угольных пластов.

Значение:

Количество метана, который можно извлечь из угольного пласта, зависит от качества угля, мощности пласта, величины литостатического давления и размера десорбционной воронки, формирующейся вокруг скважины.

В свою очередь, размер воронки зависит от фильтрационных свойств угля и геологической структуры угольного пласта.

Кроме того, геологическая структура угля и матрицы чувствительны к изменениям проницаемости, которые происходят из-за образования макро, мезо и микротрещин во время ПИВ.

Следовательно, значимость исследования изменений проницаемости в структуре угля напрямую связана с увеличением или уменьшением количества извлекаемого метана.

Регистрация микросейсмической эмиссии, выявленной в процессе пассивного микросейсмического мониторинга:

Полученные результаты позволили очертить зону действия ПИВ вокруг скважин.

Наблюдаемые кинематические и динамические характеристики использованы в дальнейшем для построения трехмерной геомеханической модели.

Рис. 1: 3D модель распределения микросейсмических событий в процессе ПИВ на скважинах А1 и А3 (гипоцентры показаны цветными кружочками). Цветом показана величина выделенной сейсмической энергии.

Построение 3D геомеханической модели:

Геомеханическое моделирование позволяет оценить напряженно-деформированное состояние углепородного массива.

Использование данной технологии дает возможность интегрировать разнообразную структурно-геологическую информацию, построить надежную дискретную модель трещиноватости (Discrete Fracture Network).

Исходными данными для построения этой модели являются трехмерная цифровая геологическая модель и результаты микросейсмического мониторинга из предыдущей задачи.

Рис.2: Общий вид 3D геологической модели вокруг скважин А1-А4.

Создание дискретной модели трещиноватости (Discrete Fracture Network):

На Рис. 3 показана Дискретная модель трещиноватости угольных пластов 45-48, построенная с использованием 6 трендов, определяющих появление новообразованных трещин или апертуры (степень раскрытия) первичного и вторичного растрескивания.

Расчёт величины вторичной проницаемости, возникшей в результате плазменно-импульсного воздействия на угольный пласт:

Рис.4: Схема техногенной проницаемости, возникшей в результате плазменно-импульсного воздействия на угольные пласты 45-48.

Рис.5: Карты вторичной проницаемости, построенная с помощью геологических данных для района скважин А5-А20**

Важным наблюдением, выявленным в результате геофизического анализа, является тот факт, что параметры, влияющие на формирование техногенных трещин, не имеют радиального распределения, вместо этого они образуют две системы направлений — диагональную (северо-восточная и северо-западная ориентации). ) и ортогональную (субширотная и субмеридиональная ориентации).

Это отражается на фактическом механизме образования техногенных трещин, возникающих в изначально ослабленных зонах, которые существуют в угольной матрице.

Создание гидродинамической модели угольных пластов:

Гидродинамическая модель основана на фильтрации метана, которая возникает в результате десорбции из угольного пласта.

Рис.6: Депрессионная воронка, возникшая на 400 сутки после начала закачки воды.

Расчеты процесса дегазации в скважинах требовали использования сетки, состоящей из значений техногенной проницаемости, возникшей в результате плазменно-импульсного воздействия на угольные пласты 45-48.

Основываясь на теоретическом понимании процесса адсорбции метана, происходящего в угольном пласте, были проведены расчеты с учетом объемов газа, которые были выделены в результате образования десорбционной воронки при закачке воды.

Следует отметить, что расчет повышения пластового давления из-за закачки воды по прошествии времени t является решающим и необходимым процессом.

Наконец, разница межу этими параметрами и характеризует величину десорбционной воронки, возникшей вокруг скважины.

Рис.7: 3D модель характера зон дренирования скважины А5-А20 района лавы 48-9.

Структура зон дренирования позволяет оценить объемы газа, сорбированного в угле.

Рассчитав объемы газа в пределах каждой зоны дренирования можно декомпилировать и оценить количество метана, которое необходимого извлечь, чтобы остаточное содержание метана составляла 13м3/т.

Результаты гидродинамического моделирования:

Оценены объемы газа, содержащиеся в угольных пластах 45 и 48 в пределах десорбционной воронки скважин.

Оценены объемы газа, которые нужно отобрать из пластов, чтобы довести остаточную газоносность до порогового значения 13 м3/т.

Рассчитан период времени, за который газоносность понизится до безопасного уровня.

Модель проницаемости сыграла ключевую роль в понимании параметров скважин и предсказала следующее:
- Увеличение содержания воды в некоторых скважинах
- Низкие дебиты потока газа в других

Основные результаты:

Широкий спектр выводов был сделан комплексно по результатам решения различных задач, которые были выполнены и упомянуты выше. Полученные результаты открыли путь к совершенно новым перспективам процесса дегазации угольного пласта с использованием ПИВ на участке шахты Ерунаковская-VIII. Также дополнительным открытием стали современные методы, которые можно использовать для оценки фильтрационно-емкостных свойств угольных пластов с помощью трехмерного компьютерного моделирования.

Выводы на основе геомеханической модели:

Успешная оценка напряженного состояния угольного массива, создание дискретной модели трещиноватости и расчет вторичной и техногенной пористости и проницаемости, используя специальные геофизические методы микросейсмического зондирования.

Впервые были определены области дренирования метаноугольных скважин А1, А3 и А4.

Геофизический мониторинг показал, что зона влияния ПИВ простирается за 900 метров от скважины.

Сеть фильтрационных каналов создается вдоль крупных трещин, которые образовались во время проведения ПИВ.

Наличие этих каналов дополнительно подтверждается наблюдением за изменением дебитов добывающих скважин.

Выводы на основе гидродинамической модели:

Успешная оценка запасов метана на участке добывающих скважин.

Расчет объемов добычи метана для скважин А1, А3 и А4.

Параметры вторичной и искусственной проницаемости, которые были ранее определены, были подтверждены с помощью гидродинамической модели.

Модель сыграла ключевую роль в понимании механизмов обводненности в скважине А2, низких дебитов в скважине А3 и значительного увеличения дебита метана в скважине А4 после вывода из эксплуатации скважины А1.

Выводы:

Кроме того, геомеханическая модель позволила определить антропогенное воздействие на угольный пласт, которое имело место в начальных условиях окружающей среды, которые впоследствии были нарушены тектоническими трещинами, что происходит в специфических геодинамических условиях.

Природная трещиноватость играет решающую роль в формировании фильтрационных каналов в угле.

Сопоставление техногенной и вторичной проницаемости позволило создать фильтрационную модель для района проектируемых скважин А5-А20 в контуре лавы 48-9.

По результатам гидродинамического моделирования было установлено, что на скважине А18 есть опасность столкнуться с высокими притоками воды, подобно скважине А1. Наибольшую площадь дренирования имеют крайние скважины А5 и А20.

Направление развития угольной промышленности в области недропользования и налогообложения с целью стимулирования развития добычи метана в промышленных масштабах

Том 326 № 12 (2015)

Актуальность работы заключается в необходимости формировании комплексного подхода к разработке метаноугольных месторождений с внедрением самостоятельной промышленной добычи метана из угольных пластов. Цель работы. Изучить состояние угледобывающей отрасли Кузбасса, провести анализ объёмов добычи угля по способам отработки запасов. Проанализировать количество выбросов метана в атмосферу угольными шахтами. Показать необходимость изменения подхода к освоению месторождений подземным способом в условиях высокой природной газоносности. Представить обзор налоговых нововведений, направленных на стимулирование развития добычи метана из угольных пластов. Изменить скептическое отношение к метану как к углеводородному сырью. Методы исследования. В процессе исследования применялся метод анализа и обработки статистических и архивных данных объёмов добычи угля по способам разработки угольных месторождений. С помощью метода интерпретации произведён сравнительный анализ количества выбросов метана в атмосферу на 1 тонну угля, добытого подземным способом. Результаты. В результате проведённого анализа выявлено ежегодное увеличение объёмов добычи угля в Кузнецком угольном бассейне и изменение конъюнктуры общей добычи угля по способам разработки угольных месторождений. Выявлено увеличение количества выбросов метана в атмосферу на 1 тонну угля при снижении общего объёма добычи подземным способом. Установлено, что увеличение относительной газообильности угольных шахт приводит к снижению экономической эффективности подземного способа добычи и увеличению количества выбросов метана в атмосферу. Представлен обзор в части налоговых льгот с целью формирования системного подхода к основным аспектам, влияющим на развитие добычи метана из угольных пластов. На основании выполненного анализа рекомендуется совершенствование подхода к отработке метаноугольных месторождений в направлении поэтапного комплексного освоения с целью разработки эффективных и экономичных способов заблаговременной дегазации месторождений и обеспечения дальнейшей безопасной и высокопроизводительной отработки запасов угля. Данный подход позволит в будущем производить отработку основной части балансовых запасов угля Кузнецкого угольного бассейна, залегающих в зоне высокой природной газоносности, а также двигаться в направлении использования метана в народном хозяйстве.

Ключевые слова:

метан, природная газоносность, скважины, дегазация, угольные пласты, налогообложение, месторождения, запасы, выбросы

Авторы:

Елена Андреевна Шубина

Виктор Григорьевич Лукьянов

Скачать bulletin_tpu-2015-v326-i12-15.pdf

Как образовались угольные пласты?

БРАЙАН ТОМАС, доктор философии.
* |

ПЯТНИЦА, 28 ФЕВРАЛЯ 2020 ГОДА

Когда я еду из Далласа в Колорадо, я иногда вижу идущие на юг поезда, груженные углем из огромных запасов, зарытых в слоях горных пород Вайоминга. Этот уголь помогает обеспечивать энергией дома и предприятия почти восьми миллионов человек в метроплексе Даллас-Форт-Уэрт. ¹ Как там оказался весь этот уголь?

Для общества, которое использует так много угля, мы, кажется, очень мало знаем о его происхождении. По правде говоря, образование угля таит в себе загадки. Мы не можем отправиться в прошлое, чтобы увидеть, что произошло, но мы можем проводить эксперименты и следовать подсказкам, которые уточняют наши идеи.

Какие подсказки предлагает стандартная история? Торф сыграл слишком большую роль в объяснении происхождения угля. По данным Геологической службы США, «торф является предшественником угля». ² Откуда они знают? Сегодня торф не образует угля. Торфяные болота и угольные пласты содержат кусочки древесины, но у них есть много других отличий.

Например, торфяники пронизаны корнями. Угольные пласты отсутствуют. ³ Сегодняшние торфяные болота не простираются на территорию размером с государство, как угольные пласты. Верхние поверхности торфяников имеют небольшие возвышения и ямки, но угольные пласты имеют острые верхние границы. Кроме того, акулы не плавают в торфяных болотах, но в угольных пластах есть окаменелости акул, рыб, динозавров и ракушек. ⁴ Торфяная пряжа распускается.

Эти подсказки предполагают более катастрофическое происхождение угля. Извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году было сильным. Он выровнял лес, расчленил его деревья и смыл стволы деревьев в озеро. Толкающиеся стволы вскоре стерли с них кору, и на дне озера образовался коровый торф. Во время Потопа Бытия большее количество торфяных валов могло бы дать больше торфа.

Угольная шахта в бассейне Паудер-Ривер в Вайоминге.

Изображение предоставлено: Copyright USGS. Всеобщее достояние. Используется в соответствии с федеральным законом об авторском праве (доктрина добросовестного использования). Использование ICR не означает одобрения правообладателя.

Некоторые угольные пласты на востоке США почти полностью состоят из коры деревьев. Водная катастрофа в тысячи раз больше, чем гора Сент-Хеленс, могла начать процесс сортировки, который привел к этим восточным углям. Кору на дне озера нужно будет закопать и нагреть, чтобы она превратилась в уголь. Быстрое захоронение огромных объемов растительного материала, вырванного во время Потопа, объясняет сегодняшние обширные погребенные угольные пласты.

Любой, у кого есть грязь, палки и огонь, может изготовить похожий на уголь материал под названием древесный уголь . ⁵ Геологический уголь и древесный уголь имеют черный цвет, но угольные пласты имеют крошечные слоистые структуры. Никто точно не знает, чем это вызвано. Эксперименты с водой и углем показывают, что разные температуры меняют химический состав. ⁶ Часто эти экспериментаторы предполагают миллионы лет захоронения торфа. Дружелюбные к Потопу исследователи могут когда-нибудь приблизиться к копированию процесса образования угля.

Угольный пласт бассейна Паудер-Ривер в Вайоминге имеет толщину до 200 футов и простирается на 75 миль! ⁷ Энергии этого источника хватит для питания кондиционеров Северного Техаса еще много жарких лет. Огромный эффект, подобный этому, требует огромной причины. Что взорвало, разбросало, закопало, а затем испепелило столько древнего растительного материала в угольных пластах по всему миру?

Библия ясно говорит, что воды Ноева потопа покрыли всю землю (Бытие 7:19). В то время как несколько тайн остаются похороненными вместе с углем, Потоп дает крупномасштабное, катастрофическое, водное происхождение, которое требует разгадки угольных пластов.

Каталожные номера

Ежегодные оценки постоянного населения: с 1 апреля 2010 г. по 1 июля 2018 г. Бюро переписи населения США. Размещено на Factfinder.census.gov, по состоянию на 9 августа 2019 г.
Торф. Информационный бюллетень Геологической службы США. Размещено на usgs.gov, по состоянию на 13 августа 2019 г.
Остин, Южная Америка, 1986. Гора Сент-Хеленс и катастрофизм. Акты и факты . 15 (7).
Ангел, Б. Окаменелость акулы, найденная в угольной шахте Западного Кентукки. ВКМС. Опубликовано на wkms.org 7 апреля 2011 г., по состоянию на 13 августа 2019 г..
Примитивная технология: Древесный уголь. Опубликовано на youtube.com 19 февраля 2016 г., по состоянию на 13 августа 2019 г.
Gretener, PE и CD Curtis. 1982. Роль температуры и времени в органическом метаморфизме. Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников. 66 (8): 1124-1149.
Скотт, округ Колумбия, и соавт. 2011. Оценка геологии, ресурсов и запасов угля в бассейне реки Паудер на севере Вайоминга. Открытый отчет Геологической службы США за 2010-129 гг. 4. Размещено на pubs.usgs.gov.

* Доктор Томас является научным сотрудником Института креационных исследований и получил степень доктора философии. в палеобиохимии из Ливерпульского университета.

Процитируйте эту статью: Брайан Томас, к.т.н. 2020. Как образовались угольные пласты?. Акты и факты . 49 (3).

Последние новости

НОВОСТИ
АКТЫ И ФАКТЫ
ПОДКАСТЫ

НОВОСТИ

Следы ледникового периода Шаг на радиоуглеродных результатах

Радиоуглеродное датирование кажется солидной наукой. Он похож на своего рода машину времени, предоставляя ясный глазок, чтобы заглянуть в прошлое. Однако новый…

АВТОР: BRIAN THOMAS, PH.D.

ПОДКАСТ CREATION

Специальное рождественское предложение | Подкаст Творения: Эпизод…

Как одна песчинка чуть не испортила часы съемок? Что наши зрители говорят о подкастах ICR? Какие были наши любимые серии…

АВТОР: ШТАТНЫЙ ПИСАТЕЛЬ

НОВОСТИ

Антибиотик для морских беспозвоночных

Эритромицин — это антибиотик, который прописывают многим из нас, у которых могут быть инфекции кожи или верхних дыхательных путей. Он был обнаружен…

АВТОР: ФРЭНК ШЕРВИН, доктор наук. (HON.)

НОВОСТИ

Ископаемые бросают вызов так называемой эволюции мозга

Недавнее удивительное открытие в южной провинции Китая Юньнань дает значительную поддержку модели сотворения. Полудюймовые окаменелости беспозвоночных…

АВТОР: ФРЭНК ШЕРВИН, D.SC. (HON.)

CREATION PODCAST

Были ли у динозавров перья? | Подкаст Творения: Эпизод…

Согласно многим источникам, некоторые динозавры имели перья и со временем превратились в птиц. Но Писание говорит, что и птицы, и динозавры были сотворены…

АВТОР: СОТРУДНИК

НОВОСТИ

Найдено еще одно живое ископаемое

Эволюционная философия утверждает, что летопись окаменелостей — это запись постепенной и медленной эволюции форм жизни, которые произошли от одного общего предка…

АВТОР: ФРЭНК ШЕРВИН, D.SC. (HON.)

НОВОСТИ

Топливо для модификации

В популяциях животных гораздо больше различий, чем предполагали эволюционисты. Исследование международной исследовательской группы и Лейбниц…

АВТОР: FRANK SHERWIN, D.SC. (HON.)

НОВОСТИ

Странное млекопитающее «нарушает и даже нарушает множество правил»…

Теория эволюции снова подверглась сомнению, на этот раз в отношении уникальной окаменелости млекопитающего, обнаруженной в Восточной Африке: «Команда из 14 международных…

АВТОР: ФРЭНК ШЕРВИН, D.SC. (HON.)

АКТЫ И ФАКТЫ

Детское издание: Создано по образу Божьему

Привет, дети! Специально для вас мы создали специальное приложение Acts & Facts! Мы надеемся, что вы весело проведете время, узнавая, как Бог создал творение…

ДЕЙСТВИЯ И ФАКТЫ

Детское издание: Погода

Привет, дети! Специально для вас мы создали специальное приложение Acts & Facts! Мы надеемся, что вы весело проведете время, изучая, как Бог создал творение…

угольков под землей: Удивительный мир пожаров угольных пластов | Пожары

Мир в огне, и не только из-за лесных пожаров или извержений вулканов. По всему миру сотни пожаров медленно и медленно горят на грязном топливе под землей, тлея десятилетиями или даже веками.

Эти пожары известны как пожары угольных пластов. Они возникают под землей, когда воспламеняется слой угля в земной коре. Из-за того, что пожары скрыты от глаз, их часто трудно обнаружить поначалу и еще труднее потушить. В любой данный момент сотни горящих угольных пластов горят везде, где есть крупные угольные месторождения, от Пенсильвании до Китая и Германии. Ожидается, что из-за практически бесконечных запасов топлива и кислорода многие пожары угольных пластов будут продолжать гореть и в следующем столетии.

Большинство пожаров угольных пластов возникает в результате деятельности человека, обычно в процессе добычи угля или удаления отходов. Город Централия, штат Пенсильвания, горит уже более полувека из-за действий за пределами местной угольной шахты, в результате которых загорелся пласт. Однако происхождение более старых пожаров угольных пластов не столь ясно. Пожар Brennender Berg (что переводится как «Пылающая гора») в Германии горит с 17 ^го века и считается продуктом самовозгорания угля — когда правильное сочетание давления и кислорода вызывает воспламенение угля. . В недавней истории США на пожары угольных пластов приходилось до 15 процентов пожаров в угольных шахтах.

Ущерб от пожара угольного пласта в Уэст-Гленвуде, Колорадо. Любезное фото / Викисклад.

Пожары в угольных пластах создают многочисленные угрозы безопасности и экономические проблемы. Как и любое стихийное бедствие, связанное с пожаром, они влияют на население в окрестностях. Из-за них земля становится чрезвычайно горячей и нестабильной, разрушая дороги и дома, а также создавая огненные воронки, которые поглощают все, от автомобилей до людей. Пожар угольного пласта в Колорадо в 2002 году пронесся почти на 4,900 га (12 000 акров) земли и разрушили 29 домов.

В отличие от лесных пожаров, пожары угольных пластов также выделяют большое количество токсичных паров, таких как ртуть, метан, окись углерода и двуокись углерода, которые присутствуют в угле и могут быть смертельными. Угарный газ, известный как тихий убийца, может вызвать гриппоподобные симптомы и часто смерть без предупреждения. Металлические токсины, такие как ртуть, также могут оседать из воздуха в экосистему, загрязняя цепочки поставок продуктов питания. На данный момент общее количество парниковых газов, выбрасываемых в результате пожаров угольных пластов, изучено недостаточно, но ученые сходятся во мнении, что их количество может быть значительным.

Пожары угольных пластов не только наносят вред окружающей среде и здоровью людей, поскольку неконтролируемо горят, но и истощают невозобновляемые ресурсы. Оценки потерь угля в результате этих пожаров колеблются от 20 до 600 миллионов метрических тонн угля ежегодно.

Когда они прорывают поверхность земли, пожары угольных пластов иногда можно обнаружить со спутников. Платформа GFW Fire использует данные со спутников НАСА, чтобы показать активные и исторические пожары по всему миру. Чтобы спутник распознал пожары, они должны соответствовать определенным критериям; не может быть слишком много облаков, закрывающих огонь, температура должна быть достаточно высокой, чтобы испускать сильное тепловое излучение (конкретные длины волн, которые измеряет спутник), и должна быть не менее 900 квадратных метров.

Пылающая гора в Австралии, видимая на GFW Fires.

Пожары угольных пластов могут гореть годами, и многие из них охватывают гектары земли под землей, поэтому, если только часть одного из них выйдет на поверхность, его, скорее всего, обнаружат на платформе GFW. Самый старый из известных пожаров в угольных пластах на Земле, еще одна «Пылающая гора», расположенная в Новом Южном Уэльсе, Австралия, активна уже более 6000 лет и особенно заметна. За последние семь лет огонь подхватывали десятки раз, что свидетельствует о его общем перемещении на юг по ландшафту.

Раскопки при пожаре угольного пласта в Китае. Любезное фото / Викисклад.

Тушение пожара угольного пласта — непростая задача, поэтому Конгресс США в конце концов заплатил 42 миллиона долларов за переселение жителей Централии после того, как уже потратили сотни тысяч, пытаясь потушить пожар. Некоторые широко распространенные методы тушения угольного пожара включают в себя облицовку участка глиной, заливку участка водой или выемку всего пласта, что может стать очень дорогим и разрушительным для природного ландшафта.