Обоснование перспективности отработки газоносных участков Карагандинского угольного бассейна

Актуальность данного исследования обусловлена тем, что в настоящее время есть необходимость восполнения потребностей энергоресурсов. Одним из перспективных вариантов стоит рассматривать добычу газа метана из нетрадиционных источников, запасы которых значительно превышают запасы традиционных месторождений. Цель: провести оценку газоносных участков и обосновать принципы рейтингования их перспективности на основе анализа геолого-технологических факторов, влияющих на процесс газовыделения из угольных пластов. Для достижения указанной цели в исследовании рассмотрен Карагандинский угольный бассейн как перспективный по добыче газа метана, разделенный на 5 участков: Тентекский, Саранский, Промышленный, Шерубайнуринский, Талдыкудукский. Исследованы наиболее газоносные пласты, имеющие глубину залегания от 420 до 635 м. В результате исследования были определены зоны угольных пластов первого и второго уровня для добычи метана из угольных пластов. Обоснованными параметрами выделения этих зон являются: глубина залегания, проницаемость и десорбция угля в пласте. На глубине 250–300 м была зафиксирована газопроницаемость пластов в пределах 10–15 мД, при этом установлено, что с увеличением глубины происходит уменьшение газопроницаемости и на уровне 600–700 м она составляет сотые и тысячные доли миллидарси. Для определения газоносности угольных пластов были отобраны представительные пробы, характеризующие газоносность углей пластов от К20 до К1 на всей площади исследуемого участка горного отвода. Не рассматривались участки в зоне геологических нарушений. Они отнесены к непредставительным из-за большей, чем 30 %, потери газа. Было установлено, что увеличение газоносности (метаноносности) в Карагандинском бассейне происходит по восходящей ветви S-образной кривой и описывается уравнением Ленгмюра. Определены ресурсы метана во всех вмещающих породах по минимальной метаноносности, равной 1 м3/т, а в аргиллитах и алевролитах с включениями рассеянного угольного вещества – со значением метаноносности 4–5 м3/т породы. При этом установлено, что для примерной оценки ресурсов необходимо иметь данные по общей и эффективной пористости, обводненности песчаников, а также другим факторам. Впервые для Карагандинского угольного бассейна реализована система интегральной оценки перспективности участков по добыче метана, включающая более 10 факторов. В отличие от предыдущих исследований, где оценка проводилась по отдельным признакам (глубина, газоносность, проницаемость), в настоящей работе предложена обобщённая балльная методика, позволяющая количественно сравнивать участки и прогнозировать эффективность метанодобычи. Также новыми являются установленные в исследовании зависимости коэффициентов Ленгмюра от содержания фюзинита и температуры, что ранее не применялось для местных углей. В ходе исследования: определены зоны первого и второго порядка по перспективности разработки метана, установлены количественные зависимости газоносности от глубины, стадии метаморфизма, петрографического состава, выявлены участки с наибольшим потенциалом промысловой добычи, разработана методика критериальной оценки участков.