Детальная информация

Монография посвящена анализу топливно-энергетической ресурсной базы метана угольных месторождений Российской Федерации, который на сегодняшний день играет незначительную роль в топливно-энергетическом балансе страны. Разведанные запасы метана угольных пластов в России составляют 30–40 % запасов разрабатываемых месторождений природного газа. В монографии представлены технологии международных и отечественных компаний по добыче угольного метана, особая роль отведена групповым технологиям экологически безопасной добычи. Рассмотрены вопросы метаноносности пластов угля, влияние глубины залегания угольных пластов на их метаносодержание и миграцию метана. Приведен эколого-экономический анализ проектов добычи угольного метана для генерации энергии. Изложены ключевые аспекты экологической и промышленной безопасности работ по добыче метана угольных месторождений. Монография предназначена для специалистов в области промышленной экологии, разработки газовых угольных пластов, а также для студентов, аспирантов и преподавателей нефтегазовых и горных высших учебных заведений.

This monograph analyzes the Russian Federation’s fuel and energy resource base regarding coalbed methane which currently plays a minor role in the country’s fuel and energy balance. Proven reserves of coalbed methane in Russia account for 30–40 % of the reserves in natural gas fields currently under development. The monograph presents technologies used by international and domestic companies for coalbed methane extraction with a special focus on group technologies for environmentally safe extraction. It examines the methane content of coal seams, the influence of seam depth on methane content, and methane migration. An environmental and economic analysis of coalbed methane extraction projects for energy generation is provided. Key aspects of environmental and industrial safety in coalbed methane extraction operations are outlined. This monograph is intended for specialists in the fields of industrial ecology and the development of coalbed methane deposits as well as for students, graduate students and faculty members at higher education institutions specializing in oil and gas and mining.

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• Список рисунков
• Список таблиц
• Сокращения
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. МИРОВОЙ ОПЫТ ДОБЫЧИ МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
• 1.1. Выбросы метана из угольных пластов
• 1.1.1. Способы предотвращения выбросов метана
• 1.1.2. Оценочные запасы шахтного метана в России
• 1.1.3. Технологии извлечения шахтного метана в России
• 1.1.4. Вывод по главе 1
• ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ МУП
• 2.1. Происхождение угольных газов
• 2.1.1. Газообразование и характеристики термогенных газов
• 2.1.2. Контроль распределения и продуктивности термогенного газа
• 2.1.3. Генерация и характеристики биогенных газов
• 2.1.4. Контроль над распределением и продуктивностью биогенного газа
• 2.1.5. Гипотеза каталитически генерируемого газа
• 2.1.6. Выводы по главе 2
• ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЯ МЕТАНОСОДЕРЖАЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
• 3.1. Геологические факторы
• 3.1.2. Основные аспекты гидрогеологии при добычи угольного метана
• 3.1.3. Геотермия
• 3.1.4. Качество угля
• 3.1.5. Геологическое хранение метана
• 3.1.6. Вывод по главе 3
• ГЛАВА 4. МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ МЕТАНА В УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ
• 4.1. Структура угля и хранение угольного метана
• 4.1.1. Транспортировка и добыча МУП
• 4.1.2. Механические свойства угля
• 4.2. Оценка перспективности месторождения МУП
• 4.2.1. Поведение угольного метана в пласте
• 4.2.2. Относительная проницаемость
• 4.3. Прогнозирование добычи МУП
• 4.4. Анализ современного состояния технологий из влечения метанаиз угольных пластов
• 4.5. Программа сбора данных и информации для оценки потенциала МУП
• 4.6. Вывод по главе 4
• ГЛАВА 5. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОЛОГОПРОМЫСЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОДУКТИВНЫХ МУП
• 5.1. Основная оценка каротажа угольного пласта
• 5.2. Расширенный анализ угля
• 5.3. Вывод по главе 5
• ГЛАВА 6. СТРОИТЕЛЬСТВО ВЕРТИКАЛЬНЫХ СКВАЖИН И ГИДРОРАЗРЫВ ПЛАСТА ДЛЯ ДОБЫЧИ МУП
• 6.1. Строительство скважин
• 6.1.1. Бурение
• 6.1.2. Буровые долота и размер скважины
• 6.1.3. Буровые растворы
• 6.2. Проектирование обсадных труб
• 6.2.1. Промежуточная или «шахтная» обсадная колонна
• 6.2.2. Эксплуатационная обсадная колонна
• 6.2.3. Цементирование
• 6.2.4. Добавки для улучшения характеристик цементов при креплении
• 6.2.5. Тиксотропные добавки
• 6.2.6. Вспененный цемент
• 6.3. Технологии закачивания
• 6.3.1. Вытеснение метана с помощью метода кавитации в открытом стволе скважины
• 6.3.2. Технология с песчаными пробками
• 6.3.3. Технология с перегородками для гидроразрыва
• 6.3.4. Стадийность гидроразрыва с помощью сквозных пробок
• 6.3.5. Стадийность с извлекаемыми пакерами/мостовыми пробками
• 6.3.6. Использование колтюбинга и пакера
• 6.3.7. Использование гибких насосно-компрессорных труб и струйного инструмента
• 6.3.8. Использование гибких насосно-компрессорных труб, пакера и инструмента для струйной обработки
• 6.4. Гидравлический разрыв
• 6.4.1. Особенности гидроразрыва и влияние на экологию
• 6.4.2. Мелкие частицы
• 6.4.3. Жидкости для снижения гидродинамического трения
• 6.4.4. Геометрия трещины ГРП
• 6.4.5. Микросейсмический мониторинг
• 6.4.6. Технология гидрорасчленения пласта с поверхности
• 6.5. Вывод по главе 6
• ГЛАВА 7. ОБЗОР ПРИМЕНЯЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ СКВАЖИН ДЛЯ ДОБЫЧИ МЕТАНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
• 7.1. Критические факторы, влияющие на работу скважин МУП
• 7.2. Угольные пласты с низким давлением
• 7.3. Удаление и утилизация пластовой воды из горизонтальной скважины МУП
• 7.4. Технологии направленного бурения
• 7.4.1. Горизонтальные двухствольные скважины МУП
• 7.4.2. Горизонтальные двойные скважины
• 7.5. Вывод по главе 7
• ГЛАВА 8. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУППОВОЙ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
• 8.1. Происхождение метана угольных пластов
• 8.1.1. Газоносность угольного пласта
• 8.2. Порог для фильтрационной групповой технологии непромышленной добычи угольного пласта
• 8.3. Выбросы метана в шахтах
• 8.4. Методы расчета параметров системы фильтрационной групповой технологии угольных пластов
• 8.4.1. Методы дренирования метана
• 8.4.2. Горизонтальные внутрискважинные скважины
• 8.4.3. Наклонные или вертикальные скважины в шахте
• 8.4.4. Вертикальные скважины ГРП
• 8.4.5. Горизонтальные скважины малого радиуса
• 8.5. Сравнение технологии пассивной и активной дегазации угольных пластов
• 8.6. Результаты разработки устройства для фильтрационной групповой технологии непромышленной добычи угольного метана
• 8.7. Анализ и обработка экспериментальных данных
• 8.8. Транспортировка метана в подземных шахтах
• 8.9. Анализ технологии управляемой дегазации угольных пластов на примере фильтрационной групповой технологии непромышленной добычи метана
• 8.10. Обоснование и постановка задач разработки методов управления расходом, газодинамическими параметрами угольного метана и его химическим составом
• 8.11. Применение теории подобия в задачах экологической безопасности угольной отрасли
• 8.12. Экономическая эффективность фильтрационной групповой технологии угольных пластов
• 8.13. Выводы по главе 8
• ГЛАВА 9. МОДЕЛИРОВАНИЕ РИСКОВ ГАЗОГЕНЕРАЦИИ МЕТАНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
• 9.1. Анализ рисков энерговыделения в водо – угольной массе пласта при генерации метана
• 9.2. Математическая модель, описывающая количественную оценку метана угольных пластов при помощи закачки СО2
• 9.2.1. Кинетика диффузии многокомпонентного газа
• 9.2.2. Математическая имитационная модель
• 9.3. Прогнозная оценка формирования угольного метана с использованием свёрточной нейронной сети
• 9.4. Прогнозирование газоносности угольных пластов с поддержкой векторной регрессии с учетом экологической безопасности
• 9.5. Выводы по главе 9
• ГЛАВА 10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ДОБЫЧИ МУП
• 10.1. Структурные характеристики проницаемости угольного метана
• 10.2. Разработки угольных пластов
• 10.2.1. Вертикальная скважина
• 10.2.2. Скважина горизонтально направленного бурения
• 10.3. Операции по осушиванию пласта
• 10.3.1. Электрический погружной насос
• 10.3.2. Винтовой насос роторного типа
• 10.3.3. Скважинный поршневой насос
• ГЛАВА 11. ОЧИСТКА МЕТАНА УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ШАХТ
• 11.1. Технология обезвоживания угольного метана
• 11.2. Очистка метана от СО2
• ГЛАВА 12. УПРАВЛЕНИЕ МЕТАНОМ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В РОССИИ
• 12.1. Добываемая вода из угольного метана
• 12.2. Использование пластовой воды в целях повышения экологического фактора
• ГАВА 13. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТОВ ПО ДОБЫЧЕ УГОЛЬНОГОМЕТАНА
• 13.1. Категории запасов
• 13.2. Эколого-экономическое управление рисками добычи МУП методами стохастической теории подобия
• 13.3. Классификация условий экологически безопасной эксплуатации значимых элементов объектов добычи МУП
• 13.3.1. Обзор методов оценки экологической безопасности
• 13.3.2. Анализ методов управления экологической безопасностью объектов добычи МУП
• 13.3.3. Проблемы оценки экономической составляющей экологических рисков добычи МУП
• 13.3.4. Проблемы статистического учета аварий
• 13.4. Экономическая оценка и практические рекомендации по применению разработанных методик в практике эксплуатации объектов добычи МУП
• 13.5. Экологический анализ выбросов метана угольных шахт как фактора экологических рисков при выборе технологии генерации э нергии
• 14. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Приложение 4
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ