195986. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gáztartalmú felszín alatti szénképződmény feltárására kúton keresztül
4 195986 5 folyadékos öblítést vagy savas oldattal végzett öblítést végeznek a csővezetékben. A 4 566 539 sz. US szabadalmi leírás szerint a feltáró folyadék előnyösen a szénréteg vagy a szomszédos képződményekből származó viz, amelyhez gélképzö anyagot adnak 3,6 g/1 arányban. Savként bármilyen savat lehet használni, amelyet a felszín alatti képződmények kezelésére szoktak használni, Így például ecetsavat, hangyasavat, hidrogén-fluoridot, szulfominsavat, előnyösen azonban sósavat használnak. A feltáró folyadék és a savoldat emellett felületaktív anyagot, szuszpendálószert, elzáróanyagot, iszapgátló anyagot és korrózió inhibitort is tartalmazhat. A találmány tárgya javított eljárás szénrétegek többlépcsős feltáráséra, amelynek során a földfelszín alatti szénréteg melletti kútba támasztó adalékot tartalmazó feltáró folyadékot és savas oldatot injektálunk felváltva. Kísérleteink során úgy tapasztaltuk, hogy a törés képzésének folyamata meggyorsítható úgy, hogy ha a kutat olyan béléssel látjuk el, amelynek névleges átmérője legalább 17,8 cm, és olyan csővel, amelynek névleges átmérője legalább 8,9 cm. A feltáró folyadékot a bélésen kialakított perforáción keresztül juttatjuk a képződménybe. A találmány szerinti eljárással extenzív, megtámasztott töréseket hoztunk létre a szénrétegben oly módon, hogy lépcsőzetesen, felváltva injektáljuk a feltáró folyadékot és a savas oldatot, amíg a minimális mennyiségű finom támasztó adalékot le nem raktuk a képződményben a következő összefüggésnek megfelelően: 1,5 £ h < 3,05 esetén m 2 225 000 3,05 £ h < 4,575 m 2 340 000 4,574 £ h < 6,1 . m 2 450 000 6,1 á h < 7,625 m 2 900 000 ésh £ 7,625 m 2 1 350 000 ahol h a szénréteg függőleges vastagságát jelenti méterben, és m a lerakott támasztó adalék minimális mennyiségét kg-ban. A találmány szerinti eljárásban törésekkel ellátott szénréteget, amelyben a töréseket támasztó adalékot tartalmazó feltáró folyadék és savas oldat lépcsőzetesen, felváltva történő adagolásával hoztuk létre, többlépéses törő módszerrel újra törhetjük. A .többlépéses feltáró módszer' kifejezés alatt - hacsak másképpen nem határozzuk meg - olyan módszert értünk, amelynek során a kút közvetlen környezetében levő képződménybe lépcsőzetesen, felváltva támasztó adalékot tartalmazó feltáró folyadékot és támasztó adalék nélküli feltáró folyadékot injektálunk. A jobb érthetőség kedvéért először részletesen ismertetjük ezt a módszert, hogy a végrehajtott javítások érthetőbbek legyenek. Többlépéses feltáró módszer A találmány szerinti, többlépéses feltáró módszerben bármely, az ismert hidraulikus feltáró módszerekben használt berendezést alkalmazhatunk. A szokásos, támasztó adalék - viz keverő berendezés és továbbító berendezés alkalmazható az eljárásban. A 4 566 693 sz. US szabadalmi leirás szerinti módszerben a kutat a szénrétegbe a szokásos, .nyitott lyuk' módszerrel mélyítjük, azért, hogy elkerüljük a .kihomokozódás' problémáját, ami akkor következik be, ha a feltáró folyadéknak a bélés perforációján keresztül kell folynia, különösen - a találmány szerinti - nagyobb támasztó adalék koncentrációinál. A szénréteg alatti és fölötti palarétegek általában elég kemények ahhoz, hogy a szénréteg törését elzárják. Bér lehet bármilyen forrásból származó vizet vagy más folyadékot alkalmazni, a találmány szerinti eljárásban azonban előnyösen a szénrétegböl vagy az azt kórülveló képződményekből nyert vizet alkalmazzuk, amelyhez szokásos gélképzőket, például guargyantát, módosított guargyantát, poliszacharid-száramzékokat, cellulózszármazékokat vagy szintetikus polimereket adunk, hogy a támasztó adalék szuszpendélásához megfelelő viszkozitású legyen a folyadék. Előnyösen szubsztituált guargyantát, például HPG-t (hidroxi-propil-guargyanta, Halliburton által WG11 néven vagy Smith Energy által WG-A2 néven forgalombahozva) adagolunk mintegy 3,6 g mennyiségben 1 liter vízben. A feltáró folyadékhoz a kezdeti lépésekben mintegy 0-0,480 kg támasztó adalékot adunk a feltáró folyadék literjeire számítva. A későbbi lépésekben a támasztó adalék mennyiségét literenként mintegy 0,280-0,480 kg-ra emeljük, amit a további lépésekben fokozatosan tovább emelünk mintegy 0,96- -1,44 kg mennyiségre a feltáró folyadékban. A támasztó adalék mennyiségének emelését az egyes, egymás utáni lépésekben literenként előnyösen 0-0,360 mennyiséggel végezzük. Ezután a támasztó adalék aránya literenként mintegy 0,96-1,44 kg, előnyösen 1,20 kg. A támasztó adalék szemcsemérete 0,105- -0,250 mm, előnyösen átlagosan 0,149 mm. A támasztó adalék előnyösen gömb alakú szemcsékből áll, és nem szögletes szemcsékből. A legtöbb esetben a 0,149 mm méretű Oklahoma homok a megfelelő. 1 A támasztó adalékot tartalmazó feltáró folyadékot többlépésben injektáljuk a képződménybe. Az injektálást percenként mintegy 2,4-5,6 m3 sebességgel végezzük, a legjobb eredményeket azonban percenként 3,2- -4,8 m3 sebességgel történő injektálásnál érhetjük el. Az egyes lépésekben adagolt feltáró folyadék térfogatot előre meghatározzuk, és ez az előállítandó törés méretétől, a 5 0 15 20 25 20 35 40 45 50 55 60 4
