Добыча метана из угольных пластов - Википедия - Coalbed methane extraction

Добыча метана из угольных пластов (Добыча CBM) - метод извлечения метан из каменный уголь депозит. Метан угольных пластов (CBM) является одним из факторов, ограничивающих безопасную добычу угля в подземных угольных шахтах. Это также форма высококачественной энергии, которую можно использовать во многих областях, таких как производство электроэнергии, отопление и химическая промышленность. Таким образом, добыча угольных пластов осуществляется перед добычей с целью повышения безопасности добычи угольных пластов и в качестве полезного энергетического ресурса, который будет использоваться.[1]

Основные принципы

Метан адсорбированный в твердую угольную матрицу (угольные мацералы) будут высвобождены, если угольный пласт будет разгерметизирован. Метан может быть извлечен бурение скважин в угольный пласт. Цель - снизить напор воды путем откачки воды из колодца. Снижение давления позволяет метану десорбироваться из угля и течь в виде газа вверх по скважине на поверхность. Затем метан сжимается и отправляется на рынок.

Цель состоит в том, чтобы не допустить попадания метана в водопровод, но позволить ему течь вверх по задней стороне скважины (обсадной колонне) к компрессорной станции. Если во время обезвоживания уровень воды будет закачиваться слишком низко, метан может подняться по трубке в водопровод, в результате чего колодец станет «загазированным». Хотя метан может быть извлечен в сепараторе воды и газа на поверхности, закачка воды и газа неэффективна и может вызвать износ и поломку насоса.

Участки с извлечением МУП

Были пробурены десятки тысяч метановых скважин, и были установлены обширные вспомогательные сооружения, такие как дороги, трубопроводы и компрессоры для добычи угольного метана в месторождении. Бассейн Паудер-Ривер северо-востока Вайоминг и юго-восток Монтана и теперь в Индии в Западной Бенгалии - Ранигундж, Панагарх и т. д. Семь процентов натуральный газ (метан) в настоящее время производится в Соединенные Штаты происходит из добычи CBM. Метан из пластов угольных пластов может быть извлечен экономически, но удаление воды является проблемой для окружающей среды.

Есть также сайты в Центральной Шотландии в Letham Moss.[нужна цитата ]

Большая часть газа в угле хранится на внутренних поверхностях органических веществ. Из-за своей большой внутренней поверхности уголь хранит в 6-7 раз больше газа, чем эквивалентный объем породы в обычном газовом резервуаре. Содержание газа обычно увеличивается с увеличением сорта угля, глубины залегания угольного пласта и пластового давления. Трещины или клины в угольных пластах обычно заполнены водой. Более глубокие угольные пласты содержат меньше воды, но эта вода более соленая. Удаление воды из угольного пласта снижает давление и высвобождает метан. Большое количество воды, иногда солевой рассол, производятся из метан угольных пластов колодцы. Наибольшие объемы воды производятся на ранних стадиях производства. Экологически приемлемая утилизация рассола является основным фактором затрат для экономичного производства метана. Пресная вода может сбрасываться на поверхность, но рассол обычно закачивается в породу на глубине, где соленость закачиваемого рассола ниже рождаемые жидкости основного рока. Испарение воды для извлечения потенциально пригодных для продажи твердых остатков может быть осуществимо в регионах с высокой скоростью испарения.[2]

Измерение газосодержания угля

Измерения содержания газа в угольных пластах обычно используются для обеспечения безопасности шахт, а также для оценки ресурсов и извлечения метана из угольных пластов. Методы определения содержания газа обычно делятся на две категории: (1) прямые методы, которые фактически измеряют объем метана, высвобождаемого из пробы угля, запечатанной в десорбция канистра и (2) косвенные методы, основанные на эмпирических корреляциях или полученные в лаборатории изотерма сорбции данные о емкости хранения метана. Лабораторные изотермы сорбции предоставляют информацию о вместимости образца угля, если они измерены в реальных геологических условиях давления и температуры. Таким образом, максимальное содержание газа, которое можно ожидать при извлечении метана, можно оценить по таким лабораторным измерениям изотермы.[3]

Суммарное содержание газа косвенными методами основано на эмпирическая формула предоставлено Мейнзером и Ким. Количество газа определяется по формуле Мейснера и Кима с использованием содержания влаги, содержания летучих, объема метана, адсорбированного на влажном угле, связанного углерода, толщины угля и температуры.
Мейнзер (1984) заметил, что количество газообразного метана (VCH4) связано с летучими веществами (daf).


VCH4 = −325,6 × журнал (V.M / 37,8)


Оценка на месте Газосодержание угля будет оцениваться с помощью уравнения Кима (Kim 1977)


V = (100 −M - A) / 100 × [Vw / Vd] [K (P)N - (b × T)]
Где,
V = объем адсорбированного газообразного метана (куб.см / г)
M = содержание влаги (%)
A = Зольность (%).
Vw / Vd = 1 / (0,25 × M + 1)
Vw = объем газа, адсорбированного на влажном угле (куб. См / г)
Vd = объем газа, адсорбированного на сухом угле (куб. См / г)
Значения K и N зависят от сорта угля и могут быть выражены через отношение фиксированного углерода (FC) к летучим веществам (VM).
K = 0,8 (F.C /V.M) + 5,6 Где
F.C = фиксированный углерод (%)
VM = Летучие вещества (%)
N = Состав угля (для большинства битуминозных углей N = (0,39 - 0,013 × K)
b = Константа адсорбции из-за изменения температуры (куб.см / г / ◦C).
T = Геотермальный градиент × (ч / 100) + До
T = Температура на заданной глубине
To = Температура грунта
h = Глубина (м)


Оценка содержания метана в угольных пластах по кривой Кароля


При отсутствии измеренного содержания метана в угольных пластах и ​​данных по добыче метановых скважин угольных пластов, содержание газа можно оценить с помощью кривой Вихря. Эдди и другие построили серию кривых, оценивающих максимальное содержание метана в угольном пласте как функцию глубины и классифицировать.
Оценка содержания метана в угольном пласте определяется по вихревой кривой путем определения средней глубины каждого угольного пласта на оси глубин. Нормальная линия продолжается вверх от оси глубины (футы) до пересечения конкретных кривых содержания угля. Линия от точки на кривой продолжается перпендикулярно оси потерь и десорбции газа (см3/ г). Пересечение линии и оси - это расчетное содержание метана в угольном пласте.

Интерпретация анализа золы

Пепел важный показатель обломочный ввод, полученный из морской или же речной осаждение глина, ил, и песок в течение торф разработка. Зольность обнаженных пород оказывается меньше зольности подземных проб. Более низкая зольность образцов обнажений может быть связана с увеличением запасов угля. окунать и дальше от морского воздействия, чем образцы при погружении.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Леннон, Линда (19 августа 2020 г.). «Метан из угольных пластов». Все вещи мелового периода. Научно-образовательный ресурсный центр, Карлтон-колледж, Миннесота, США. В архиве из оригинала 22 ноября 2019 г.. Получено 21 августа 2020.
  2. ^ Угольный метан В архиве 2006-09-18 на Wayback Machine
  3. ^ "Исследование процессов с улучшенным содержанием метана в угольных пластах (ECBM) - гравиметрические измерения адсорбции в реальных условиях". Архивировано из оригинал на 2014-04-23. Получено 2013-07-24.