16.6. Промислове добування метану з вугільних пластів

За геологічними оцінками запаси метану у вугленосних товщах в декілька разів перевищують розвідані запаси природного газу. Зокрема, в надрах Донбасу за даними Донбасгеології запаси метану оцінюються в 645 млрд. м³ при геологічних запасах вугілля 78,5 млрд. т. Фактичний видобуток метану (1986 р.) склав 1,3 млрд. м³, в тому числі кондиційного газу (з вмістом метану більше 30 %) понад 300 млн. м³/рік. Видобутий газ використовують переважно для місцевих потреб: в шахтних котельнях, для опалення адміністративних шахтних споруд, бань, шахтних селищ, як пальне для автомобільного транспорту.

Основна частина метану видобувається при проведенні гірничих розробок, в результаті яких порушується цілісність пластів і вміщуючих порід; газопроникність їх при цьому збільшується в десятки тисяч разів. Для відкачування метану в місця газонакопичення (перш за все в порушені породи і пласти над і під очисним вибоєм) пробурюють свердловини, підключають їх до дегазаційної мережі. За допомогою вакуумнасосів газоповітряну суміш відкачують на поверхню.

Попередня дегазація вугленосного масиву свердловинами з поверхні через незначну газопроникність порід в переважній більшості випадків на шахтах Донеччини значного ефекту не дає. Суттєвого підвищення газовіддачі (в 100…1000 разів) при попередній дегазації масиву можна досягти шляхом застосування попереднього гідророзриву пластів.

В США промислове видобування метану свердловинами з поверхні з гідророзривом пластів почалося в кінці 70-х років, а вже в 1994 р. рівень видобування метану з вугленосних покладів досяг 21 млрд.м³; підраховані ж запаси метану складають 340 млрд.м³. Видобування метану вказаним способом стало рентабельним.

На сьогодні в Україні головною метою видобування шахтного метану є підвищення безпеки і ефективності розробки вугільних родовищ. Завдання переходу на широкомасштабне промислове видобування метану вже на початку ХХІ століття цілком реальне.

Запитання для самоперевірки до розділу

1. В чому полягають особливості залягання нафтогазових родовищ?

2. В чому полягає підготовка свердловин до експлуатації?

3. В чому сутність розробки нафтових, газових та газоконденсатних родовищ?

4. Які способи експлуатації свердловин використовують на промислах? Яким чином можна збільшити продуктивність свердловини? В чому полягає ремонт свердловин?

5. В чому сутність і які перспективи видобування метану з вугільних шахт?

17. Підготовка, транспортування, зберігання та переробка нафти і газу

17.1. Промислове збирання нафти і газу

Щодо якості товарної нафти і газу пред’являють певні вимоги. Зокрема, нафта залежно від її групи (1, 2, чи 3) повинна містити не більше 0,5…1,0 % води, 0,1…1,8 кг/м³ хлористих солей, 0,05 % механічних домішок і мати тиск насиченої пари в пункті здачі не більше 66 кПа. Тому на пунктах збору нафти і газу перед їх транспортуванням до нафтопереробних заводів або споживачів необхідно звільнити нафту і газ від надмірного вмісту сторонніх домішок.

Для підготовки нафти на території промислу базується комплекс очисних інженерних споруд, який має забезпечити: збирання і замірювання продукції окремих свердловин; відокремлення (сепарацію) нафти від газу; звільнення нафти і газу від води і механічних домішок; збезводнення (деемульсацію) нафти до вказаних вище норм, знесолювання, стабілізацію її (видалення легких вуглеводнів); врахування обсягу видобутих продуктів перед їх транспортуванням; транспортування нафти від збиральних і замірювальних установок до промислових резервуарів, а газу – до компресорних станцій або газорозподільних пунктів.

Сучасна прогресивна технологія розробки нафтогазових родовищ передбачає застосування прогресивних високонапірних герметизованих систем збирання і підготовки продукції свердловин і майже повністю виключає втрату легких вуглеводнів. За таких систем енергію пласта або свердловинних насосних підйомників використовують для безнасосного транспортування рідини до центрального пункту збирання і підготовки продукції, для безкомпресорного транспортування газу, а також для безнасосної роботи установок підготовки нафти. Знесолювання нафти здійснюють шляхом пропускання її через шар прісної води.

Нафтові емульсії досить стійкі і для видалення дрібних крапель води з них необхідно провести обробку цих емульсій. Існує декілька способів видалення води. При термічному способі емульсію підігрівають до 45…80, тим самим в’язкість нафти зменшується. Через декілька годин більшу частину води, яка осіла на дно, випускають.

Хімічний спосіб деемульсації нафти передбачає додавання до емульсії поверхнево активних речовин, які знижують поверхневе стягування на межі вода – нафта, і вода осідає. Електричний спосіб руйнування емульсії грунтується на принципі взаємного притягнення заряджених краплин води. Найбільш ефективним є застосування комбінованих способів деемульсації нафти.

Процес стабілізації нафти здійснюють при підвищених тискові й температурі в спеціальних стабілізаційних колонах, звідки легкі фракції (вуглеводні) відбирають, конденсують і в такому стані направляють на переробку. Готова нафта після сепаратора надходить до насосів, а далі – в магістральний нафтопровід.