Введение к работе
Актуальность выявления закономерностей накопления и распределения промышленных скоплений углеводородных ( УВ ) газов в угленосных отложениях, пригодных для утилизации, определяется тем, что активное освоение высокогазоносных угольных бассейнов по основному полезному ископаемому- углю без извлечения УВ газов приводит к потере ценного сырья, необходимого местной энергетической и химической промышленности, и сопровождается высокий газовым фоном з выработках. Ежегодно при искусственной дегазации угленосных массивов теряется около 80-90% извлекаемо
.3 го газа (1,6-2,0 млрд.м ).
Эффективная добыча и рациональное использование угольного іа;а, помимо получения дополнительного источника метана для промышленности и экономии угля, решает еще две важные задачи: снижение газовой напряженности недр и уменьшение взрывоопасности при горнопроходческих работах, а также улучиение экологической обстановки окружающей среды
Работа выполнялась в соответствии с плановыми заданиями ВНИГРИ по общесоюзной НТП 0.50.05.01 и договору с Геолкомом Ы 14Г.3430 - 317. В целом работа направлена на обоснование сырьевой базы нетрадиционного газового сырья и выявление геологических перспектив комплексного освоения газоугольных бассейнов и месторождений.
Цель работы - выявление закономерностей накопления и размещения углеводородных газов в угольных бассейнах, оценка их ресурсов и .тромышленной значимости как нетрадиционного вида газового сырья,прог ноз газоносности продуктивных отложений слабо изученных угольных бассейнов, выбор и обоснование первоочередных объектов утилизации.
Основные задачи исследований:
изучение пространственных, временных и генетических эа;ономер-ностей накопления и распределения УВ газов в угольных бассейнах;
определение критериев прогноза и поисков скоплений интенсивно
го гаэонакопления в угленосных отложениях;
оценка газового потенциала угольных бассейнов СНГ, определение их перспектив как сырьевой базы УВ газов;
типизация угольных бассейнов по их промышленной значимости в качестве комплексных газоугольных объектов и обоснование первоочередных объектов освоения;
сравнительный анализ современных методов и технологий извлечения газов из продуктивных отложений угольных бассейнов, позволяющих утилизировать добытый газ;
оценка экономического эффекта от использования каптируемого газа.
Фактический материал. В основу исследований положен фактический материал,собранный автором при полевых исследованиях в угледобывающих районах России, Украины и Казахстана в период 1985-1992 гг., а также опубликованные материалы по газоносности угленосных толщ 24 угольных бассейнов СНГ и 29 угольных бассейнов зарубежных стран.
Научная новизна работы:
Показана ведущая роль структурно-геотектонических факторов в распределении УВ газов различных фазовых состояний и концентраций в угленосных отложениях.
Выявлены закономерности распространения высокогаэоносных угленосных отложений. Установлена их связь с тектонически активными регионами, к которым приурочены средне- и высокометаморфизованные угленосные отложения каменноугольного и пермского возраста, подвергшиеся региональному метаморфизму,а также юрско-палеогенового возраста,где основным фактором углефикации является контактово-термальный метаморфизм.
Установлены критерии прогноза и поисков высокометаноносных угленосных отложений и залежей свободных газов, их приоритетность в зависимости от уровня прогнозирования.
Оценен газовый потенциал основных угольных бассейнов СНГ и составлена "Карта распределения ресурсов углеводородных газов по основным угольным бассейнам СНГ".
Произведена дифференциация угольных бассейнов СНГ по их значимости как нетрадиционных источников газа.Разработана классификация промышленных газоугольных бассейнов,базирующаяся на корреляці энных связях между геологическими особенностями бассейнов и параметрами их промышленной газоносности.Выделено четыре геолого-промышленных типа газоугольных бассейнов СНГ по перспективности их комплексного освоения: высокоперспективные, за счет высоких концентраций как сорбированных, так
и свободных УВ газов; перспективные, за счет высоких содержаний сорбированных газов;перспективные за счет высоких концентраций свободных газов; слабоперспективные в связи с низкой метаноносностью углей и отсутствием свободных і_коплений газов.К непромышленным по газопродуктивности отнесены угольные бассейны с низкой метаноносностью продуктивной толщи в целом.
- Составлена "Карта перспективности угольных бассейнов СНГ как
нетрадиционны* источников метана".позволяющая дифференцировать промыш
ленные по метану угольные бассейны от непромышленных и возможно про
мышленных и своевременно определить методы их комплексного освоения
с учетом газоносносности недр.
Практическая значимость. Проведенная на основе выполненных исследований оценка прогнозных ресурсов УВ газов в основних угольных бассейнах страны показала значительные перспективы угленосных отложений как сырьевой базы нетрадиционного газового сырья при комплексном освоении недр с применением прогрессивных технологий, способствующих максимальному извлечению угольных газов в качестве сопутствующего, а в ряде случаев - самостоятельного полезного ископаемого.
Выполненный прогноз газонасыщенн^сти продуктивных толщ угольных
- б -
бассейнов, слабоизученных или не изученных по газоносности, позволил:
произвести дифференциацию газоугольных бассейнов по их пер- , спективности на попутное извлечение УВ газов;
установить возмохность выявления в их пределах залехей свободных газе в;
- определить очередность вовлечения в отработку ресурсов УВ газов в пределах перспективных бассейнов.
Анализ опыта добычи и использования УВ газов в угольных бассейнах СНГ и за рубехом позволил рассчитать возможный экономический эффект от утилизации каптируемого газа, составивший 30-50 млрд.руб./год (в ценах 1992 г.).
Защищаемые положения
-
Закономерности изменения масштабов нетрадиционной газоносности продуктивных толщ основных угольных бассейнов России и сопредельных стран СНГ.
-
Научные принципы количественного и качественного прогноза газоносности в угольных бассейнах и построенная на их основе "Карта перспективности угольных бассейнов СНГ как нетрадиционных источников метана" с целью обоснования наиболее перспективных объектов для эффективной утилизации нетрадиционного газового сырья.
-
Классификация угольных бассейнов по их промышленной газоносности, основанная на различиях геолого-тектонического строения, возраста и истории развития угленосных толщ, специфики газогенерации и газонакопления в их пределах.
Апробация и реализация результатов работы. Основные положения диссертационного исследования докладывались на: Первом Международном Симпозиуме "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (С-Петербург,19Э2 г.); Первой Всесоюзной конференции "Нетрадиционные ресурсы углеводородного сырья и проблемы их освоения"(Ленинград, 1988 г.); V-й и VI-й научно-технических конференциях молодых
- 7 -ученых в Институте геологии и геохимии горючих ископаемых (Львов,1988, 1990 гг.); на конференциях молодых ученых ВНИГРИ (198Б-1988 гг.), опубликованы в 12 работах.
По результатам исследований выполнены экспонаты на ВДНХ СССР (Москва, 1987,1991 гг.), отмеченные бронзовой и серебряной медалями, а также Международной Выставке "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (С-Петербург,1992 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.Имеет объем /-3т страниц, сопровождается2.1 таблицами,
иллюстрирована рисунками. Список использованной литературы состоит из 12 j наименований.
Работа выполнена, во ВНИГРИ, научный руководитель - доктор геоло-го-минералогических наук, профессор В.П.Якуцени, которой автор выражает глубокую признательность. Автор также благодарит многих исследователей научных и производственных организаций (ПГО "Донбассгеология", ПГО "ЗапСибгеология",ГТП "Полярноуралгеология",'ВНИИгаз, ВНИГРИуголь, ПГО "Укруглегеология",Тр."Карагандауголь",Тр."Дальневостокуглеразвед-ка"); особенно-A.M.Брижанева , А.И.Гресова, Г.К.Карасева и В.В.Кирю-кова, позволивших детально познакомиться с первичными материалами по изучаемому вопросу, и за консультации,а также сотрудников ВНИГРИ,способствовавших выполению и оформлению диссертации.