1. Правова система ipLex360
  2. Законодавство
  3. Наказ


ДЕРЖАВНА КОМІСІЯ УКРАЇНИ ПО ЗАПАСАХ КОРИСНИХ КОПАЛИН
ЗАТВЕРДЖЕНО
Наказ Державної комісії України
по запасах корисних копалин
30.12.2013 № 569
УВЕДЕНО В ДІЮ:
з 1 лютого 2014 року
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до підрахунку запасів і оцінки ресурсів пластового газу (метану) вугільних родовищ на ділянках надр, промислова розробка яких не здійснювалась
1. Загальні положення
1.1. Згідно із Законом України "Про газ (метан) вугільних родовищ" видобування газу (метану) вугільних родовищ здійснюється з вугільних пластів, уміщуючих порід та підземних порожнин: діючих шахт і тих, що готуються до експлуатації, та вугільних родовищ, промислова розробка яких не здійснювалась, незалежно від їх подальшого використання, а також відпрацьованих вугільних родовищ.
Прийнята Законом типізація вуглегазових ділянок надр, в межах яких здійснюється геологічне вивчення та видобування газу (метану) вугільних родовищ, визначається, у першу чергу, їхнім положенням відносно фронту вугледобувних робіт, а також видом користування надрами, для здійснення якого вони надані або надаються. Відповідно до Закону, виділяються такі типи вуглегазових ділянок надр:
- ділянки вугільних родовищ (басейнів), промислова розробка яких не здійснювалась, незалежно від їхнього подальшого використання;
- ділянки шахт, що готуються до експлуатації;
- ділянки діючих шахт;
- ділянки відпрацьованих вугільних родовищ.
Така типізація вуглегазових ділянок надр загалом відповідає сучасним технологіям комплексного промислового освоєння метановугільних родовищ, що передбачають видобуток газу (метану) вугільних родовищ послідовно на всіх стадіях геологічного вивчення та промислової розробки вугільних пластів.
Технологіями комплексного промислового освоєння вуглегазових родовищ передбачається використання різко зростаючих фільтраційних та ємнісних властивостей газоносного вуглепородного масиву, обумовлених розвантаженням його від напруженого стану та депресії тисків унаслідок видобувних гірничих робіт, для найбільш повного та економічно раціонального вилучення газу (метану) вугільних родовищ із надр.
Методичні керівництва із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до підрахунку запасів і оцінки ресурсів газу (метану) вугільних родовищ, що опрацьовуються Державною комісією України по запасах корисних копалин для геолого-економічної оцінки вуглегазових ділянок надр різних типів, ґрунтуються на відзначеній типізації вуглегазових ділянок надр, а також на прийнятих у світовій практиці прогресивних технологіях комплексного промислового освоєння вуглегазових родовищ.
1.2. На вуглегазових ділянках діючих шахт та вуглегазових ділянках, що готуються до експлуатації підземними гірничими виробками, запаси і ресурси газу (метану) вугільних родовищ підраховуються відповідно до Інструкції із застосування класифікації запасів і ресурсів корисних копалин Державного фонду надр до геолого-економічної оцінки загальних (емісійних) та видобувних запасів шахтного метану вуглегазових родовищ у зонах супутньої технологічно необхідної дегазації під час розробки вугільних пластів, затвердженої наказом ДКЗ України від 07.11.2008 № 523, а також відповідно до "Методичних вказівок з підрахунку запасів шахтного метану вуглегазових родовищ у зонах супутньої технологічно необхідної дегазації під час розробки вугільних пластів", затверджених наказом ДКЗ України від 24.04.2009 № 161.
1.3. Методичними вказівками, що подаються, врегульовується застосування класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до підрахунку запасів і оцінки ресурсів пластового газу (метану) вугільних родовищ у надрах вуглегазових ділянок, промислова розробка яких не здійснювалась.
Метою Методичних вказівок є надання методичної допомоги користувачам надр, які здійснюють геологорозвідувальні роботи для визначення перспектив промислового освоєння газоносних ділянок надр, промислова розробка яких не здійснювалась, незалежно від способу подальшого видобутку газу (метану) вугільних родовищ: як супутньої корисної копалини під час розробки вугілля підземними гірничими виробками або як основної корисної копалини шляхом буріння видобувних свердловин з денної поверхні чи з наявних гірничих виробок.
Методичні вказівки враховують, що незалежно від способу подальшого видобутку газу (метану) вугільних родовищ, - як супутньої корисної копалини під час розробки вугілля підземними гірничими виробками або як основної корисної копалини шляхом буріння видобувних свердловин з денної поверхні чи з наявних гірничих виробок, - його геологічне вивчення і видобуток, згідно із законодавством, здійснюються за спеціальним дозволом.
Методичні вказівки встановлюють: вимоги до оцінки загальної кількості газу (метану) вугільних родовищ на місці залягання незалежно від способу його подальшого видобутку, об'єкти оцінки, вихідні геологічні основи і способи оцінки, принципи оцінки ресурсів газу (метану) вугільних родовищ в межах перспективних ділянок, принципи розподілу газу (метану) за промисловим значенням, ступенем техніко-економічного і геологічного вивчення, а також вимоги до вивченості газоносності вугільних товщ, підрахунку їхніх ресурсів (запасів).
Методичні вказівки призначені для використання в якості практичного посібника і нормативного документа для уніфікованої оцінки ресурсів вуглеводневих газів у вугільних товщах підприємствами, організаціями, установами всіх форм власності, що здійснюють виконання геологорозвідувальних робіт із вивчення газоносності вугільних басейнів і родовищ, підрахування і геолого-економічної оцінки запасів і ресурсів газу (метану) вугільних родовищ та подання їх на державну експертизу і оцінку.
2. Нормативні посилання
Методичні вказівки із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до підрахунку запасів і оцінки ресурсів пластового газу (метану) вугільних родовищ розроблені відповідно до законодавчих та нормативно-методичних актів, що наведені нижче.
Кодекс України "Про надра" від 27.07.94 р. № 132/94-ВР.
Закон України "Про альтернативні види рідкого та газового палива" від 14.01.2000 р. № 1391-14.
Закон України "Про нафту і газ" від 12.07.2001 р. № 2665-III із змінами.
Закон України "Про газ (метан) вугільних родовищ" від 21.05.2009 № 1392-VI із змінами.
Податковий кодекс України від 02.12.2010 № 2755-17.
Вимоги до комплексного вивчення родовищ і підрахунку запасів супутніх корисних копалин і компонентів та відходів гірничого виробництва, затверджені наказом ДКЗ України 12.11.97 р. № 95.
"Временные методические требования к геолого-экономической оценке и подсчету запасов метана в угольных пластах", затверджені ДКЗ СРСР 15 січня 1987 року.
Галузевий технічний регламент Мінпаливенерго України (ГТР 10.1.25590072.002: 2004) "Проектування, будівництво та експлуатація технологічних комплексів дегазації метану вугільних родовищ", затверджений наказом Мінпаливенерго України від 30.12.2004 № 846.
"Геологические основы методики изучения и прогнозирования газоносности вмещающих пород угольных месторождений", Москва, 1986.
Інструкція із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до геолого-економічного вивчення ресурсів перспективних ділянок та запасів родовищ нафти і газу, затверджена наказом ДКЗ України від 10.07.98 № 46.
Інструкція із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до родовищ вугілля, затверджена наказом ДКЗ України від 25.10.2004 № 225.
Інструкція про зміст, оформлення і порядок подання в ДКЗ України матеріалів з геолого-економічної оцінки запасів вугілля і горючих сланців, затверджена наказом ДКЗ України від 03.10.97 № 83.
Інструкція про зміст, оформлення і порядок подання в ДКЗ України матеріалів геолого-економічної оцінки родовищ нафти і газу, затверджена наказом ДКЗ України від 18.10.99 №120.
Інструкція "Геологічні роботи на вугледобувних підприємствах України" Мінпаливенерго України, Київ, 2001 р.
Інструкція із застосування класифікації запасів і ресурсів корисних копалин Державного фонду надр до геолого-економічної оцінки загальних (емісійних) та видобувних запасів шахтного метану вуглегазових родовищ у зонах супутньої технологічно необхідної дегазації під час розробки вугільних пластів, затверджена наказом ДКЗ України від 07.11.2008 № 523.
"Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах", затверджена Міністерством геології СРСР, ДКЗ СРСР, Міністерством вугільної промисловості СРСР і погодженої Держгіртехнаглядом СРСР, Москва, "Надра", 1977 р.
Класифікація запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр, затверджена постановою Кабінету Міністрів України від 5 травня 1997 р. № 432, із змінами.
Методичні вказівки з підрахунку запасів шахтного метану вуглегазових родовищ у зонах супутньої технологічно необхідної дегазації під час розробки вугільних пластів, затверджені наказом ДКЗ України від 24.04.2009 № 161.
"Методическое руководство по оценке ресурсов углеводородных газов угольных месторождений как попутного полезного ископаемого", Москва, 1988.
Положення про порядок техніко-економічного обґрунтування кондицій для підрахунку запасів нафти і газу, затверджене наказом ДКЗ України від 26.11.2006 р. № 316.
Методичні вказівки: "Обґрунтування кондиційних значень фільтраційно-ємнісних параметрів теригенних порід-колекторів для підрахунку загальних запасів вуглеводнів", затверджені наказом ДКЗ від 26.12.2005 № 332.
"Методика определения газоносности вмещающих пород угольных месторождений при геологоразведочных работах", Москва "Недра", 1988.
Положення про Державну комісію України по запасах корисних копалин, затверджено постановою Кабінету Міністрів України від 10.11.2000 № 1689.
Порядок надання спеціальних дозволів на користування надрами, затверджений постановою Кабінету Міністрів України від 30.05.2011 № 615.
"Руководство по наилучшей практике эффективной дегазации источников метановыделения и утилизации метана на угольных шахтах. Серия публикаций ЕЭК по энергетике, № 31, ООН, Нью-Йорк и Женева, 2010".
Стандарт Мінвуглепрому України: "Відбирання проб вугілля і порід, що вміщують шахтні води, метан, германій, шкідливі речовини під час геологічної розвідки та експлуатації вугільних родовищ" Мінвуглепром України, Київ, 2007 р. СОУ 10.1.00186080.003:2007.
Стандарт Мінвуглепрому України: "Скупчення вільного метану в непорушеному масиві. Методика прогнозування зон та визначення їх параметрів" Мінвуглепром України, Київ, 2005 р. СОУ 10.1.05411357.004:2005.
Стандарт Мінвуглепрому України: "Техногенні скупчення метану у порушеному масиві. Методика прогнозування зон підвищеної газонасиченості та визначення їх параметрів" Мінвуглепром України, Київ, 2007 р. СОУ 10.1.05411357.007:2007.
"Технические требования угольной промышленности к геологоразведочным работам и исходным геологическим материалам, представляемым для проектирования шахт и разрезов", затверджена Мінвуглепромом СРСР 26 листопада 1986 р.
3. Терміни та визначення понять
У цих Методичних вказівках відзначені терміни та визначення використовуються в значеннях, що наведені нижче.
Абсорбований газ (метан) вугільних родовищ - сорбований газ (метан) вугільних родовищ, поглинений рівномірно всією масою твердої вугільної речовини (абсорбенту) унаслідок об'ємного поглинання із водного розчину або газової суміші без хімічної реакції.
Адсорбований газ (метан) вугільних родовищ - сорбований газ (метан) вугільних родовищ, поглинений поверхневим шаром твердої вугільної або іншої речовини (адсорбенту) унаслідок поверхневого поглинання із водного розчину або газової суміші без хімічної реакції.
Акумуляція сорбованого газу (метану) вугільних родовищ - поклад сорбованого газу (метану) вугільних родовищ, приурочений до вугільного, породного чи іншого пласта-сорбенту або групи зближених пластів-сорбентів, що створюють єдиний об'єкт підрахунку запасів сорбованого газу (метану) вугільних родовищ.
Видобування газу (метану) вугільних родовищ - господарська діяльність, яка включає комплекс технічних заходів, спрямованих на вилучення газу (метану) вугільних родовищ з вугільних пластів, вміщуючих порід та підземних порожнин діючих шахт і тих, що готуються до експлуатації, та вугільних родовищ, промислова розробка яких не здійснювалась, незалежно від їх подальшого використання, а також відпрацьованих вугільних родовищ, якщо вилучений газ (метан) призначається для подальшого використання як матеріальний та/або енергетичний ресурс.
Вугільний пласт - одиничне природне скупчення викопного вугілля в надрах.
Вугільне родовище (басейн) - природне скупчення вугільних пластів та вміщуючих порід осадового походження.
Газ (метан) вугільних родовищ - газова суміш, яка супроводжує вугільні пласти та вміщуючі породи. Згідно із законодавством України, на газ (метан) вугільних родовищ розповсюджуються гірничі відносини, передбачені для альтернативних видів палива та нетрадиційних корисних копалин.
Газовий каротаж - метод виявлення газоносних горизонтів у розрізі вуглепородних товщ, а також оцінки газоносності вугілля та вуглевміщуючих порід, оснований на безперервному вимірюванні вмісту газу у промивальній рідині разом із визначенням вмісту газу по пробах керну та пробах промивальної рідини.
Гідророзрив вугільних пластів (ГРП) - метод інтенсифікації метановиділення з вугільних та породних пластів у дегазаційні свердловини шляхом закачування у видобувні свердловини флюїду під надлишковим тиском для розширення існуючих і створення нових тріщин в навколосвердловинній зоні, і їх наступне закріплення для створення штучних проникних зон для дренування газу (метану).
Дегазація вугільних родовищ - вилучення газу (метану) вугільних родовищ з вугільних пластів, вміщуючих порід та підземних порожнин діючих шахт, і тих, що готуються до експлуатації, та вугільних родовищ, промислова розробка яких не здійснювалась, незалежно від їх подальшого використання, а також відпрацьованих вугільних родовищ для забезпечення промислової та екологічної безпеки вуглевидобутку.
Ділянка вуглегазоносних надр - обмежена по площі і глибині частина вугільного родовища (басейну), на яку у встановленому порядку надається спеціальний дозвіл на користування вуглегазоносними надрами.
Ділянка вуглегазоносних надр діючої вугільної шахти - ділянка вугільного родовища, на яку у встановленому порядку надано або надається спеціальний дозвіл на користування надрами з метою видобування вугілля.
Ділянка вуглегазоносних надр, що готується до експлуатації - ділянка вугільного родовища, на яку у встановленому порядку надано або надається спеціальний дозвіл на користування надрами з метою геологічного вивчення, у тому числі дослідно-промислової розробки вугілля.
Ділянка вуглегазоносних надр, промислова розробка якої не здійснювалась - ділянка вуглегазоносних надр, промислова розробка вугілля в межах якої не здійснювалась та на яку у встановленому порядку надано або надається спеціальний дозвіл на користування надрами з метою геологічного вивчення та видобування газу (метану) вугільних родовищ.
Ефективна пористість - частка з'єднаних між собою порожнин (пор, тріщин, каверн) в об'ємі вугілля або породи, не зайнятих залишковою водою.
Загальна (абсолютна) пористість - частка всіх пор (відкритих і закритих) в об'ємі вугілля чи породи (об'ємна частка в %).
Завчасна дегазація - вилучення газу (метану) вугільних родовищ на діючих чи запроектованих гірничих підприємствах з метою зниження газовості очисних гірничих робіт з видобутку вугілля за 5-10 років до їхнього початку.
Залишкова газоносність (метаноносність) - приведений до нормальних умов об'єм газу (метану), який міститься в одиниці об'єму або маси вугілля чи порід, вилучених із свердловини або гірничої виробки без застосування заходів по збереженню її природної газоносності (м-3/т або м-3/м-3).
Керногазонабірник - колонковий прилад для відбору кернових проб вугілля та порід із газами, які в них містяться, з метою безпосереднього визначення газоносності і компонентного складу газів.
Колектор вільного газу - пласт, товща або масив пористої, кавернозної, тріщинуватої породи, здатної завдяки своїм фільтраційно-ємнісним властивостям акумулювати газ, нафту або воду і віддавати їх при розробці.
Метаноносність - об'єм вільного, сорбованого і водорозчинного метану, що міститься в одиниці маси вугілля (м-3 метану у тонні сухої беззольної маси вугілля - м-3/т. с. б. м.), чи об'єму породи (м-3/м-3 або м-3/т) на місці залягання.
Непорушений вуглепородний масив - вуглепородний масив у природному напруженому стані поза межами геодинамічного та дренажного впливу вуглевидобувних гірничих виробок.
Порушений вуглепородний масив - вуглепородний масив, розвантажений від гірничого тиску внаслідок геодинамічного та дренажного впливу вуглевидобувних гірничих виробок.
Природна газоносність - загальний об'єм газу, який знаходиться в одиниці об'єму або маси вугілля чи гірської породи в природних умовах на місці залягання, приведений до нормальних умов (0,1 МПа, 20° C), в м-3/т вугілля або м-3/м-3 породи.
Поклад газу (метану) вугільних родовищ - одиничне природне скупчення газу (метану) вугільних родовищ у надрах.
Резервуар газовий - об'єм надр, в межах якого існують природні або створені штучно фільтраційно-ємнісні та термобаричні умови для накопичення із уміщуючих порід і переміщення газу (метану) вугільних родовищ при розробці.
Сорбція - процес поглинання речовини сорбентом унаслідок адсорбції та абсорбції без хімічної реакції.
Сорбент газу (метану) вугільних родовищ - вугільний пласт, товща або масив пористої, тріщинуватої гірської породи, здатної завдяки своїм сорбційним властивостям поглинати і накопичувати газ (метан) вугільних родовищ.
Самостійний видобуток газу (метану) вугільних родовищ - примусове вилучення вільного і адсорбованого газу (метану) вугільних родовищ із вугільних пластів та вуглевміщуючих порід вуглегазоносної ділянки надр для подальшої реалізації як товарної продукції, не пов'язане із забезпеченням промислової і екологічної безпеки вуглевидобутку.
Супутній видобуток газу (метану) вугільних родовищ - примусове вилучення газу (метану) з вугільних пластів і вуглевміщуючих порід вуглегазоносної ділянки надр для забезпечення промислової і екологічної безпеки вуглевидобутку.
4. Загальні відомості про газ (метан) вугільних родовищ та дегазацію вуглепородних масивів
4.1. Основним джерелом і акумулятором газу (метану) у вугленосних відкладах є органічна речовина, що утворює як вугільні пласти і пропластки, так і розсіяні виділення у вміщуючих породах. У складі газів вугленосних відкладів встановлені: метан, важкі вуглеводні, водень, вуглекислий газ, азот, сірководень, аргон, гелій, криптон, ксенон, радон.
Поширеними компонентами газу (метану) вугільних родовищ є метан, азот і вуглекислий газ. Решта газів зустрічається у якості домішок.
Формування вугленосних відкладів супроводжується утворенням вуглеводневих газів у процесі метаморфізму вугілля і міграції їх з вугленосної товщі до поверхні. Разом з цим процесом здійснюється зустрічний рух атмосферних газів на глибину. Таке переміщення газів приводить до закономірного перерозподілу атмосферних і метаморфогенних газів, що проявляється як газова зональність.
Початковий етап метаморфізму вугілля (марки Б, Д) супроводжується утворенням переважно вуглекислого газу та менш значним - метану. Середня стадія метаморфізму (формування вугілля марок Г-ПС) характеризується значним виділенням метану та максимальним генеруванням важких вуглеводнів. Формування високо метаморфізованого вугілля пов'язується з найбільш інтенсивним генеруванням метану. На заключній стадії метаморфізму вугілля (суперантрацити) в зоні метаморфогенної деметанізації у складі генерованих газів переважають водень і вуглекислий газ.
Близькість компонентного та ізотопного складу вуглеводневих газів вугілля та вуглевміщуючих порід вказує на їхню генетичну спорідненість.
Загальна газоносність вугленосних товщ визначається як автохтонною, так і аллохтонною складовою внаслідок перерозподілу метаморфогенних газів та газів, що надходять з глибинних горизонтів газовугільних басейнів.
4.2. Основним компонентом газу (метану) вугільних родовищ є метан, вміст якого може досягати 100 % і закономірно зростає із глибиною.
Генетично переважна частина метану пов'язана із вугільними пластами та з розсіяною органічною речовиною у вміщуючих породах.
Метан є екологічно чистим високоякісним паливом і відноситься до парникових газів сильної дії. Крім того, метан - головний вибухонебезпечний компонент газу (метану) вугільних родовищ. При сполученні з повітрям метан утворює суміші: горючі - при вмісті в них метану до 5-6 % і понад 14-16 %, і вибухові - при вмісті метану від 5 до 16 % (максимальна сила вибуху досягається при вмісті метану 9,5 %). Температура загорання метану знаходиться в межах 670-750° C.
Вибухонебезпечність метану, прояви раптових викидів вугілля, порід і газу в гірничих виробках під дією високого гірничого та газового тиску у вуглепородному масиві, що обумовлюють необхідність спеціальних заходів по підтримці безпеки гірничих робіт, визначають нагальність спеціального вивчення природної газоносності вугільних родовищ.
Важкі вуглеводні у складі природних газів вугільних пластів представлені, в основному, етаном та пропаном, рідше - бутаном. Із зростанням глибини в Донецькому та Львівсько-Волинському басейнах у вугільних газах спостерігається збільшення вмісту важких вуглеводнів, особливо у вугіллі середніх ступенів метаморфізму та в зонах тектонічних порушень.
Азот постійно присутній у складі газів вугільних родовищ і вміст його змінюється в широких межах - від декількох відсотків до 90-95 %. Частка азоту у складі газу (метану) вугільних родовищ закономірно зменшується з глибиною. В межах зони метанових газів його вміст звичайно не перевищує 5 %.
Вуглекислий газ постійно присутній у газі вугільних родовищ у кількостях від часток відсотка до 80 % і більше. Із збільшенням глибини залягання вугільних пластів вміст CO2 зменшується, а в зоні матаморфогенної деметанізації - збільшується.
Водень присутній у газі вугільних родовищ більшості вугільних пластів у концентрації, що не перевищує десятих часток відсотка. Його походження пов'язане з процесами перетворення органічної речовини у вугіллі та з метаморфізмом вугілля, а також із надходженням із підкорових глибин. У зонах тектонічних порушень, як правило, кількість водню збільшується.
Гелій у газах вугільних родовищ Донбасу і Львівсько-Волинського басейну є мікродомішкою. Його концентрації у вугільних (сорбованих) газах не перевищують 0,05 %. Для скупчень вільного газу вони змінюються в межах 0,1-0,3 %, для газів, розчинених у воді - 0,1-0,9 %. Генезис гелію у вугільних газах пов'язують з радіоактивним розпадом. Підвищені вмісти гелію також характерні для високопроникних зон.
4.3. Природні гази вугленосних товщ знаходяться в сорбованому, вільному та розчиненому у воді стані.
4.3.1. Акумуляції (поклади) сорбованих газів вугільних родовищ приурочуються до вугільних пластів, пластів-супутників, прошарків вугілля та вуглистих порід з відносно високим (понад 30 %) вмістом вуглистої речовини. У вугільних пластах, які складають перші відсотки від потужності вугленосних товщ, міститься майже половина загальної кількості метану та інших вуглеводневих газів в сорбованій формі. Адсорбція і абсорбція в системі "метан-вугілля" проявляються сумісно, переходячи одна в другу. Метаноємність органічної речовини, що входить до складу вугільних пластів та вміщуючих порід, визначається: тиском газу (підвищує сорбцію); температурою (при зростанні якої сорбція знижується); вологістю (знижує сорбцію); ступенем метаморфізму; інгредієнтним складом вугілля.
Метаноносність вугілля зростає зі збільшенням вмісту в ньому фюзиніту. Збільшення вмісту інгредієнтів групи вітриніту супроводжується зростанням тріщинуватості вугілля, що підвищує його газопроникність.
Із підвищенням ступеня метаморфізму вугілля його сорбційна газоємність зростає і досягає максимальних значень в антрацитах, а потім різко зменшується в високометаморфізованих антрацитах.
Газопроникність вугілля визначається інтенсивністю розвитку тріщин кліважу, кількість яких обумовлюється як структурно-тектонічними факторами залягання вугільних пластів, так і хімічно-мінеральною складовою вугілля.
Для визначення газоносності вугільних пластів та вуглистих порід належить застосовувати методи і засоби, що забезпечують визначення як кількості сорбованих та малорухливих газів, так і вільних газів, у тому числі - опробування вугілля та вуглистих порід герметичними керногазонабірниками.
Закономірна залежність величини сорбційної газоємності вуглистої речовини від стадії катагенезу та глибини залягання є підставою для розповсюдження даних практично точкового опробування на увесь пласт або групу сусідніх пластів з однаковим петрографічним (інгредієнтним) складом та ступенем метаморфізму. Глибинний інтервал екстраполяції результату точкового опробування може досягати 50-100 м (в залежності від градієнту газоносності).
Метод прогнозування потенційної метаноносності вугілля і вуглевміщуючих порід на підставі залежності величини сорбційної газоємності вуглистої речовини від стадії катагенезу та глибини залягання має застосовуватись, як один із основних, при розвідці родовищ вугілля на глибинах 1,3-1,5 км.
4.3.2. Колекторами вільних і розчинених у воді газів у вуглепородних товщах є вуглевміщуючі породи з малим вмістом (менше 10 %) вуглистої (органічної) речовини. Сорбційна здатність вуглевміщуючих порід на два порядки нижча газоємності вугілля.
У вміщуючих породах з низьким вмістом органічної речовини основна маса газів знаходиться у вільній фазі (в порах, пустотах, тріщинах), або ж у розчиненому стані (в пластових та порових водах). Газ (метан) вугільних родовищ у вільному стані як у вміщуючих породах, так і у вугільних пластах, займає поровий простір (гранулярний і тріщинний). Його кількість зростає із збільшенням пористості, глибини та тиску і зменшується з підвищенням температури. Якщо пори і тріщини заповнені водою, то кількість у них газу (метану) є, відповідно, нижчою.
Вільний газ (метан) вугільних родовищ у товщах вуглевміщуючих порід за умовами його знаходження та переміщення утворює: скупчення розсіяного малорухливого газу, скупчення рухливого вільного газу та скупчення розчиненого газу в підземних водах.
Розсіяні малорухливі гази, які заперті (оклюдовані) у відносно ізольованих порах у вільному і розчиненому стані, а також гази, сорбовані органічною розсіяною речовиною та мінеральною речовиною порід, характеризуються пониженими фільтраційними характеристиками. Газ утримується в порах капілярними силами та гідростатичним тиском. При розкритті таких порід зонами розвантаження тиску, тріщинуватості та дренажу, що створюються шахтними гірничими виробками або газодобувними свердловинами, відбувається повільне та тривале виділення малорухливих газів.
Рухливі вільні гази заповнюють тріщини, порожнини та відкриту порову ємність порід-колекторів в газових пастках, утворюючи поклади традиційного природного газу (метану) різних розмірів. Рухливість цих газів і розміри резервуарів газових пасток визначаються наявністю шляхів міграції (відкритою пористістю і тріщинуватістю, розривними порушеннями). Об'єми накопичених газів можуть змінюватися в широких межах і визначаються розмірами пастки та ступенем її наповненості. Розкриття гірничими виробками, свердловинами або техногенними тріщинами локальних тріщинуватих зон та окремих замкнених порожнин супроводжується раптовими короткочасними виділення газів. Із колекторів з високою ємністю (пісковиків), значних тріщинуватих зон, приурочених до розривних та плікативних порушень, газ може виділятися в надзвичайно великих кількостях.
Скупчення вільного газу (поклади) характеризуються такими параметрами: пластовим тиском, хімічним складом, розмірами та кількістю газу.
Для визначення газоносності пористих та тріщинних колекторів вільного газу слід застосовувати методи газонафтової геології, що фіксують головним чином вільні і розчинені гази: геофізичні дослідження свердловин, газовий каротаж, випробування та дослідження пластів за допомогою пластовипробувачів та ін.
4.3.3. Розчинені гази в пластових та пластово-тріщинних водах, що циркулюють у порових та тріщинних колекторах, характеризуються величиною газового фактору (питомою газонасиченістю), тиском насичення пластових вод, хімічним складом. Вміст газів, розчинених у пластових водах вміщуючих порід з низькими фільтраційними властивостями, допускається визначати за даними відбору проб із застосуванням пластовипробувачів та їх лабораторного аналізу.
4.4. Вільний та розчинений у воді газ у вуглепородному масиві мігрують до надходження до резервуару пастки, здатної їх накопичувати та утримувати. Формуванню скупчень вільних газів у вугленосних товщах сприяють: перевищення пружності розчинених газів над пластовим тиском вод; пластова та міжпластова міграція газів із джерел сорбованих газів у колектори; наявність газових пасток, в яких відбувається відокремлення від води вільного газу, і його накопичення.
Пастка утворюється колектором, покришкою (екраном чи екрануючим фактором) та тектонічними і гідродинамічними умовами залягання порід. Колектор у парі з покришкою створюють резервуар пастки. Накопичення вільних газів у резервуарі обумовлюється ємнісними (пористість, пустотність, тріщинуватість) та фільтраційними (загальна і фазова газопроникність, газо- і водонасиченість) властивостями порід вуглепородного масиву.
4.4.1. За геологічними, тектонічними і гідродинамічними умовами залягання порід, сукупність яких приводить до формування накопичень (покладів) вільних газів у вуглепородних товщах, переважають наступні види пасток:
- пастки стратиграфічних незгідностей, що утворюються колекторами, на виходах вуглепородних товщ під більш молоді відклади, що їх незгідно перекривають;
- літологічні пастки, що виникають на виклинюванні колектора чи його фаціальному заміщенні;
- структурні пастки, створені плікативними антиклінальними та іншими позитивними резервуарами, склепінними підняттями, флексурами, терасами, "структурними носами";
- тектонічні пастки, представлені резервуарами, що утворені диз'юнктивними порушеннями;
- гідродинамічні пастки, що утворюються при зміні крупнопорової структури колектора на тонкопорову капілярну, що створює екрануючий ефект за рахунок капілярного тиску;
- техногенні пастки, що приурочені до старих виробок і тріщинуватих розущільнених зон зрушення у вуглевміщуючих породах унаслідок відробки вугілля.
У процесі розробки вугільних пластів над виробленим простором формується склепіння, утворене розущільненими, тріщинуватими та подрібненими породами, які є джерелом вільного метану і тріщинно-пористим колектором його акумуляції. Метан виділяється також з надроблених та з підроблених прошарків і вугільних пластів неробочої потужності, а також з вуглевміщуючих порід і вільно переміщується в пористо-тріщинуватому середовищі склепіння. Покришкою пастки в даному випадку є непроникні вміщуючі породи, що не зазнали впливу розущільнення і депресії тиску від очисних робіт.
4.4.2. Першочерговим завданням вивчення газоносності вуглепородних товщ при розвідці і промисловій розробці вугільних родовищ є виявлення і картування геолого-структурних умов, сприятливих для утворення газових пасток і накопичення в них вільного метану, та встановлення параметрів їхнього поширення у ділянках вуглепородного масиву, що знаходяться в межах зони технологічно неминучої дегазації під час розробки вугілля.
Методика прогнозування та визначення параметрів зон скупчень вільного метану у непорушеному вуглепородному масиві, згідно із Стандартом Мінвуглепрому України СОУ 10.1.0541 1357.004:2005, розроблена і застосовується для визначення заходів попередньої дегазації нових шахтних полів та розвіданих ділянок, на яких планується будування вугледобувних підприємств.
Методика прогнозування та визначення параметрів зон підвищеної газонасиченості та скупчень метану у порушеному вуглепородному масиві, згідно із Стандартом Мінвуглепрому України СОУ 10.1.0541 1357.007:2007, розроблена і застосовується для визначення заходів післяексплуатаційної дегазації пластів вугілля марок Д, Г, Ж, К, ПС на відпрацьованих ділянках діючих та закритих шахт і шахт, що закриваються, III та вище категорії за метаном (згідно з НПАОП 10.0-1.01).
4.5. Для оцінки ресурсів та підрахунку запасів газу (метану) вугільних родовищ належить залучати підрахункові об'єкти, що є джерелами знаходження газу у надрах, придатними для майбутнього видобутку газу (метану) вугільних родовищ, у тому числі:
- кондиційні за потужністю та зольністю пласти вугілля;
- некондиційні за потужністю або зольністю пласти вугілля потужністю понад 0,1 м;
- вуглисті пісковики, алевроліти, аргіліти:
із вмістом сухої беззольної вуглистої маси від 55 до 25 %;
із вмістом сухої беззольної вуглистої маси від 25 до 5 %;
- безвуглисті (світлі) пісковики, алевроліти та аргіліти із вмістом сухої беззольної вуглистої маси менше 5 %;
- скупчення вільного газу (метану) вугільних родовищ у газових пастках вуглепородного масиву.
Умови щодо потужності, зольності, газоносності кожного з виділених джерел знаходження газу (метану) вугільних родовищ у надрах для його залучення до оцінки ресурсів та підрахунку запасів визначаються кондиціями, що обґрунтовуються у матеріалах з геолого-економічної оцінки ділянки газовугленосних надр.
4.6. Видобуток газу (метану) вугільних родовищ у сучасних умовах здійснюється за двома технологічними та економічними схемами:
- супутній видобуток газу (метану) вугільних родовищ, що здійснюється поверхневими і підземними установками шахт під час дегазації вуглепородного масиву для забезпечення промислової і екологічної безпеки вуглевидобутку, незалежно від використання його як матеріального та/або енергетичного ресурсу;
- самостійний промисловий видобуток газу (метану) вугільних родовищ, що здійснюється з метою використання газу (метану), як матеріального або енергетичного ресурсу, економічно незалежно від забезпечення промислової і екологічної безпеки вуглевидобутку.
4.6.1. Світова практика ефективної дегазації джерел метановиділення і утилізації газу (метану) на вугільних шахтах під час селективної розробки комплексних метановугільних родовищ (згідно із публікаціями Європейської Економічної Комісії ООН) передбачає послідовний супутній видобуток газу (метану) вугільних родовищ протягом геологічного вивчення та промислової розробки вугільних пластів.
Для супутнього вилучення газу (метану) вугільних родовищ використовуються технології, що ґрунтуються на зростанні фільтраційно-ємнісних властивостей газоносного вуглепородного масиву внаслідок геодинамічного та газодинамічного впливу гірничих робіт з вуглевидобутку.
Виділяється три основні етапи видобутку газу (метану) вугільних родовищ, відповідно до стану напруженості та деформацій вуглепородного масиву:
- доексплуатаційний, що відповідає етапу видобутку газу із нерозвантаженого вуглепородного масиву під час завчасної та попередньої дегазації;
- експлуатаційний, що відповідає етапу видобутку газу із вуглепородного масиву, що розвантажується під час промислового видобутку вугілля та поточної дегазації масиву;
- післяексплуатаційний, що відповідає етапу видобутку газу із зрушеного виробленого простору та закритих гірничих виробок вуглепородного масиву у період від ізоляції окремих ділянок шахтного поля до закриття шахти в цілому.
Найбільш ефективною визнана поетапна технологія дегазації, що передбачає використання одних і тих же свердловин для видобутку метану на всіх етапах освоєння родовища в ході: завчасної (за 5-7 років до розробки вугілля), попередньої (за 3 роки до розробки вугілля), поточної (під час розробки вугілля) та післяексплуатаційної дегазації вуглепородного масиву.
4.6.2. Самостійний промисловий видобуток газу (метану) вугільних родовищ здійснюється через свердловини, пробурені з поверхні або з наявних гірничих виробок.
Промисловий видобуток сорбованого газу (метану) вугільних родовищ здійснюється із штучним підвищенням проникності газоносних вугільних та породних пластів пневмогідродинамічними, фізико-хімічними та іншими методами активного впливу на вуглегазоносну товщу.
Промисловий видобуток вільного газу (метану) вугільних родовищ з колекторів традиційного типу здійснюється газовими технологіями.
5. Послідовність проведення геологорозвідувальних робіт на газ (метан) вугільних родовищ в межах вуглегазових ділянок надр, що не залучались до розробки вугілля
Відповідно до визначених спеціальним дозволом умов користування надрами, під час проведення геологорозвідувальних робіт на газ (метан) вугільних родовищ у межах вуглегазових ділянок надр, що не залучались до розробки вугілля, газ (метан) вугільних родовищ розглядається: або як окрема корисна копалина, видобуток якої здійснюється економічно незалежно від розробки вугільних пластів, або як супутня корисна копалина, вилучення якої технологічно необхідне для здійснення безпечного видобутку основної корисної копалини - вугілля.
5.1. Геологорозвідувальні роботи з геологічного вивчення та видобування газу (метану) вугільних родовищ як супутньої корисної копалини в межах вуглегазоносних ділянок надр, промислова розробка вугілля яких передбачається, виконуються за спеціальним дозволом на користування надрами і мають за мету: визначення технологічної можливості та економічної доцільності проведення завчасної та попередньої дегазації вуглепородного масиву, та подальшого використання ділянки надр з метою комплексного промислового освоєння, як метановугільного родовища.
Головна мета завчасної та попередньої дегазації вуглепородного масиву ділянки надр, промислова розробка вугілля в межах якої не здійснювалась, полягає у забезпеченні такого рівня надходження залишкового газу (метану) вугільних родовищ у майбутні видобувні гірничі виробки після вилучення дегазацією частини метану із вугільних пластів та уміщуючих порід, що відповідає вимогам безпеки вуглевидобутку.
Геолого-економічна оцінка запасів вугілля здійснюється відповідно до Інструкції із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до родовищ вугілля, затвердженої наказом ДКЗ України 25.10.2004 р. № 225, та Положення про порядок розробки та обґрунтування кондицій на мінеральну сировину для підрахунку запасів твердих корисних копалин, затвердженого наказом ДКЗ України від 07.12.2005 р. № 300.
5.2. У разі, якщо згідно із спеціальним дозволом на користування надрами подальше використання ділянки надр не пов'язується з розробкою вугільних пластів, геологорозвідувальні роботи з геологічного вивчення та видобування газу (метану) вугільних родовищ спрямовуються на визначення технологічної можливості та економічної доцільності самостійної промислової розробки ділянки надр, як родовища (покладу) газу (метану) у вуглепородній товщі.
5.3. Раціональне і ефективне ведення геологорозвідувальних робіт на газ (метан) вугільних родовищ з метою визначення технологічної можливості та економічної доцільності самостійної промислової розробки ділянки надр, як родовища (покладу) газу (метану) у вуглепородній товщі, передбачає дотримання оптимальної послідовності виконання геологорозвідувальних робіт згідно з ГСТУ 41-00032626-00-011-99 "Етапи і стадії геологорозвідувальних робіт на нафту і газ. Порядок проведення", затвердженого наказом Комітету України з геології та використання надр від 31.12.99 р. № 238.
На регіональному етапі геологорозвідувальних робіт у межах вугленосних басейнів виділяються перспективні для виявлення покладів газу (метану) вугільних родовищ геотектонічні структури, площі та потенційні вуглегазові родовища.
На виявлених перспективних вуглегазових ділянках надр виділяються локальні вуглегазові об'єкти, в межах вуглепородного розрізу яких виділяються стратиграфічні інтервали з підвищеною проникністю вугільних пластів, оцінюються їхні газодинамічні характеристики та природна метаноносність вуглепородної товщі. За результатами геофізичних досліджень свердловин і даних опробування виділяються першочергові ділянки для проведення розвідувальних робіт і дослідно-промислової розробки.
На підставі даних геолого-геофізичних досліджень і опробування розвідувальних свердловин, а також дослідно-промислової розробки виявлених продуктивних покладів та моделювання їхньої промислової розробки здійснюють пошуково-оцінювальні роботи для визначення їхнього промислового значення. У разі отримання позитивних результатів проводяться розвідувальні роботи з метою підготовки виявлених запасів газу до промислового освоєння.
Залежно від фактичної вивченості вуглегазової ділянки надр, геологорозвідувальні роботи в її межах можуть розпочинатись відповідно до спеціального дозволу на користування надрами: з геолого-прогнозних, пошукових або розвідувальних робіт.
5.4. На локальних площах вуглегазових ділянок надр геологічна будова яких є типовою, та з найбільш повно проявленими пошуковими критеріями акумуляцій (покладів) газу (метану) вугільних родовищ створюються блоки деталізації, в межах яких геологічна будова і газоносність вуглепородного масиву вивчається найбільш повно, включаючи буріння глибоких пошуково-опорних свердловин та свердловин дослідно-промислової розробки виявлених акумуляцій газу. В межах вуглегазової ділянки надр, що оцінюється, блоків деталізації (еталонних ділянок) може бути декілька відповідно до складності її геологічної будови, кількості природних типів газоносності, проявлених на оцінюваній площі, характеру їхнього розподілу у плані і в розрізі, а також мінливості фільтраційно-ємнісних властивостей вугілля і вміщуючих порід, ступеня їхнього метаморфізму та інших факторів.
У блоках деталізації, на підставі дослідно-промислової розробки (дегазації) виділених газових акумуляцій (покладів), визначається ступінь вилучення газу (метану) вугільних родовищ із надр для прогнозування обсягів його видобутку на ділянці, що оцінюється, а також прогнозних дебітів видобувних свердловин.
5.5. Завчасна та попередня дегазація вуглегазових родовищ виконується по окремому проекту відповідно до вимог галузевого технічного регламенту "Проектування, будівництво та експлуатація технологічних комплексів дегазації метану вугільних родовищ" (ГТР 10.1 25590072.002:2004).
5.6. Обґрунтування параметрів кондицій для визначення загальних та видобувних запасів газу (метану) вугільних родовищ вуглегазоносної ділянки надр, подальше використання якої не пов'язується із розробкою вугільних пластів, здійснюється відповідно до Положення про порядок техніко-економічного обґрунтування кондицій для підрахунку запасів родовищ нафти і газу, затвердженого наказом ДКЗ України від 27 листопада 2006 року № 316.
6. Вимоги до геологічного вивчення газоносності вуглегазоносних ділянок надр, промислова розробка яких не здійснювалась
6.1. Відповідно до Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр, затвердженої постановою Кабінету Міністрів України від 05.05.97 р. № 432, геологорозвідувальні роботи на газ (метан) вугільних родовищ включають геологічне вивчення покладів вуглеводневих газів та техніко-економічне вивчення умов їхньої експлуатації.
Результатом геологічного вивчення вуглегазових ділянок надр має бути геологічна інформація про компонентний склад, форми знаходження, кількість, якість і технологічні властивості газу (метану) вугільних родовищ, геологічну будову вміщуючих вуглепородних товщ, газогідродинамічних, гірничо-геологічних та інших умов їхнього залягання, яка використовується для обґрунтування проектних рішень щодо способу і системи видобутку та напрямів використання газу (метану) вугільних родовищ.
Унаслідок техніко-економічного вивчення має бути отримана інформація про гірничотехнічні, технологічні та техніко-економічні, соціально-екологічні умови розробки покладів газу (метану) вугільних родовищ, а також економічні, правові та інші умови виробничої діяльності технологічних комплексів (промислів) з дегазації вуглепородних товщ газу (метану) вугільних родовищ та реалізації товарної продукції.
6.2. Першочергові перспективні площі вуглегазоносних ділянок надр виділяються на підставі дослідження наявної геологічної інформації щодо проявленості пошукових ознак вуглепородних товщ та тектонічних структур, які можуть бути джерелами, акумуляторами та колекторами газу (метану) вугільних родовищ. Вивчення газоносності вугільних пластів та вміщуючих порід на першочергових ділянках надр слід спрямовувати на визначення таких параметрів та характеристик газоносності: гідрохімічна зональність, склад, форми знаходження, термодинамічні умови залягання газу (метану) вугільних родовищ та підземних вод; фільтраційно-ємнісні та сорбційні властивості вугілля та вміщуючих порід; газоносність вугілля та вміщуючих порід; розповсюдження у просторі вугільних пластів, пластів-колекторів, газоупорів; контури можливих резервуарів для виникнення скупчень (покладів) вільного газу.
Загальна початкова прогнозна оцінка газоносності ділянки надр ґрунтується, головним чином, на аналогії з відомими газоносними комплексами, близькими до оцінюваної ділянки по тектонічній будові, літологічному складу, ступеню катагенетичних та метаморфічних перетворень, сорбційних та колекторських властивостях вуглепородних товщ та вугільних пластів, а також по їхній глибині залягання.
По одиничних глибоких свердловинах, що визначаються як параметричні (еталонні), проводиться детальне вивчення геологічного розрізу, опробування, газовий каротаж та інші дослідження газоносності вугілля та вміщуючих порід відповідно до "Инструкции по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах", Москва, "Надра", 1977 р.
Для оцінки перспективності досліджуваної ділянки надр та окремих її частин, як потенційного джерела газу (метану) вугільних родовищ, використовуються геолого-генетичні та гірничотехнічні критерії і пошукові ознаки, що ґрунтуються на світовому досвіді з ефективної дегазації джерел метановиділення та утилізації метану на вугільних шахтах, у тому числі (для вугільних пластів): ступінь вуглефікації органічної речовини - відповідає маркам вугілля від Д до П; вихід летких - у межах від 10 до 40 %; відбивна здатність вітриніту - у межах: від 0,75 до 1,50 %; зольність вугілля - менша 30 %; петрографічний склад вугілля - переважно вітринітовий; вологість - менша 10 %; вугленосність продуктивних стратиграфічних інтервалів - понад 10 %; метаноносність вугільних пластів - понад 8 м-3/т; глибини залягання - в межах 500-1200 м.

................
Перейти до повного тексту