Informe sobre el desarrollo de la industria del metano de capas de carbón en China

Acerca del autor: Ye Jianping, hombre, nacido en 1962, ingeniero senior a nivel de profesor, asistente del director general de China United Coalbed Mtane Co., Ltd., secretario general de Coalbed Comité Profesional de Metano de la Sociedad del Carbón de China, que se dedica principalmente a trabajos de exploración, desarrollo e investigación científica de metano en yacimientos de carbón. Dirección: No. 88 Anwai Street, distrito de Dongcheng, Beijing (10011), teléfono: (010) 64265710, correo electrónico: yejp01 @ 163.

(China United Coalbed Mtane Co., Ltd. Comité Profesional de Metano de Capas de Carbón de la Sociedad del Carbón de China, Beijing 100011)

Se analizó la situación actual de la exploración, el desarrollo y la utilización del metano de capas de carbón, y Se resolvió el progreso de la tecnología de exploración y desarrollo de metano de capas de carbón. Se realizó una evaluación básica del desarrollo de la industria de metano de capas de carbón de China. Se cree que la exploración de metano en yacimientos de carbón de China ha progresado rápidamente y las reservas probadas han aumentado significativamente. La escala de la capacidad de producción de metano de carbón se ha ampliado y la producción y las ventas han aumentado simultáneamente; la industria del metano de carbón ha tomado forma inicialmente y el metano de carbón se ha convertido en la fuente de energía complementaria más realista para el gas natural. La tecnología del metano de carbón apoya firmemente el desarrollo industrial; pero todavía existen obstáculos técnicos.

Palabras clave: Desarrollo de la industria tecnológica de exploración y desarrollo de metano de capas de carbón

Informe sobre el desarrollo de la industria de metano de capas de carbón de China

Ye Jianping

(China United Coalbed Mtane Co., Ltd., Beijing 100011, China)

(Comité Profesional de Metano de Capas de Carbón de la Sociedad del Carbón de China)

Resumen: Este informe analiza el estado actual de la exploración y el desarrollo de metano de capas de carbón. También se realiza una evaluación básica del desarrollo de la industria del metano de yacimientos de carbón en China. La exploración de metano en yacimientos de carbón de China está progresando rápidamente. Las reservas probadas aumentaron significativamente. Se ha ampliado la escala de la capacidad de producción de metano de yacimientos de carbón. La producción y las ventas han aumentado. La industria del metano de carbón ha tomado su forma inicial. El metano de las capas de carbón se ha convertido en la fuente de energía complementaria más realista para el gas natural. La tecnología del metano de yacimientos de carbón proporciona un fuerte apoyo a la industria del metano de yacimientos de carbón; sin embargo, todavía existen obstáculos técnicos;

Palabras clave: metano de yacimientos de carbón; tecnología de exploración y desarrollo; desarrollo industrial

El desarrollo del metano de yacimientos de carbón en China ha entrado en la etapa inicial de industrialización. La producción del desarrollo de superficies de metano en capas de carbón alcanzó 65.438+70 millones de m3 en 2005, 65.438+01,0 millones de m3 en 2009, y se espera que alcance 65.438+000 millones de m3 en 2065.438+05. Por lo tanto, la industria del metano de carbón ha entrado en una vía de rápido desarrollo y se ha convertido en un recurso complementario del gas natural. Este artículo informa brevemente sobre el desarrollo y el progreso tecnológico de la exploración, el desarrollo y la utilización de metano de capas de carbón en mi país en los últimos años.

1 La exploración de metano en yacimientos de carbón avanza rápidamente y las reservas probadas han aumentado significativamente.

En los últimos dos años, el progreso de la exploración de metano en capas de carbón de mi país se ha acelerado significativamente y las reservas probadas han aumentado significativamente. Según estadísticas incompletas, a finales de junio de 2011 en el país había 5.942 pozos de metano de carbón. A finales de 2010, las reservas probadas acumuladas de metano de yacimientos de carbón de mi país eran de 290.275 millones de m3, con reservas probadas recientemente agregadas de casi 112.155 millones de m3, lo que representa el 39% del total. Durante el período del "Undécimo Plan Quinquenal", se descubrieron cientos de miles de millones de metros cúbicos de yacimientos de gas. Las reservas probadas de metano de yacimientos de carbón de China están concentradas, con ***11 bloques, distribuidos principalmente en la cuenca sur de Qinshui y la cuenca sureste de Ordos, como Panzhuang, Chengzhuang, Fanzhuang, Zhengzhuang, Zaoyuan, Zhangzi, Sanjiao, Liulin, Xiangning-Jixian, y Hancheng en la cuenca oriental de Ordos. Como se muestra en la Tabla 1, las reservas probadas de la Cuenca Qinshui son 200.769 mil millones de m3, lo que representa 695.438+07%. Las reservas probadas de metano de carbón en la cuenca de Ordos son 865.438+776 millones de m3, lo que representa el 28,17%. Otras regiones representaron el 2,66%. Las reservas probadas se han convertido en una base sólida para el desarrollo de la industria del metano de carbón en estas áreas. Sin embargo, en comparación con el volumen de recursos nacionales de 36,81 billones de m3, la tasa probada de recursos de metano de capas de carbón en mi país es muy baja, sólo el 8‰. El potencial de exploración del metano de las capas de carbón en vastas áreas no está claro.

Tabla 1 Distribución de reservas probadas de metano en capas de carbón en China

La cuenca Qinshui, como campo de metano de gran tamaño en China, tiene un enorme potencial de exploración. La veta de carbón No. 3 de la Formación Shanxi y la veta de carbón No. 15 de la Formación Taiyuan tienen un gran espesor, una distribución estable y un alto contenido de gas. Son relativamente las mejores del país y tienen una buena recuperabilidad de metano en yacimientos de carbón. Además del bloque sur probado, Shizhuang Sur, Shizhuang Norte, Mabi, Qinnan, Qinyuan, Shouyang, Heshun, Shanghuangya y otros bloques son áreas ricas en metano de yacimientos de carbón y áreas objetivo extremadamente favorables. El barrio de Shouyang es diferente del área de Jincheng. La veta de carbón número 15 de la Formación Taiyuan se tomó como capa objetivo. Después de años de exploración, se logró un gran avance en la producción económica de un solo pozo. La producción de muchos pozos de metano en capas de carbón en el campo minero de Hanzhuang ha alcanzado más de 1.000 m3/d, y en un futuro próximo se presentarán reservas probadas. Yangquan ha perforado 461 pozos, con una producción diaria de 65.438+500.000 m3, y tiene capacidad de producción comercial.

El borde oriental de la cuenca de Ordos tiene buenas propiedades para producir carbón, propiedades para producir gas y buena recuperabilidad. El distrito Hancheng-Heyangjing en el bloque Weibei, el distrito Wucheng-Yaoqujing en el bloque Linfen, el distrito Liulin-Sanjiaojing en el bloque Luliang y el distrito Baode-Shenfujing en el bloque Luliang son las cuatro principales áreas ricas en metano en yacimientos de carbón. También es un área favorable para la exploración de metano en yacimientos de carbón. y desarrollo en el borde oriental de la cuenca de Ordos. La tasa de verificación de recursos, la tasa de conversión de recursos y el nivel de exploración en el borde oriental de la cuenca de Ordos son bajos, y las perspectivas para la exploración y el desarrollo de metano en capas de carbón son amplias. Con capacidades de producción comercial de gas y las condiciones para la formación de campos de metano de carbón a gran escala, seguramente se convertirá en el área "desértica" para la operación comercial, industrializada y a gran escala de metano de carbón en mi país.

Además de las áreas mencionadas anteriormente, también se han logrado avances en la exploración en Heilongjiang Yilan, Yunnan Laochang, Guizhou Zhijin, Sichuan Qijiang, Anhui Huaibei, la cuenca sur de Junggar, Shaanxi Binxian y otras áreas.

La veta de carbón en el bloque Yilan de la provincia de Heilongjiang tiene unos 700 metros de profundidad, 16 metros de espesor, un contenido de gas de 8 ~ 103/t, y el carbón de llama larga y el esquisto bituminoso caprock tienen 80 metros de espesor. En 2011, la Oficina Provincial de Geología de Yacimientos de Carbón de Heilongjiang perforó cuatro pozos en el bloque Yilan y dos pozos de prueba de producción de metano en lechos de carbón, YD-03 y YD-04. Después del drenaje, la producción diaria de gas de los dos pozos es de aproximadamente 1.500 m3/t, alcanzando los estándares de flujo de gas industrial, lo que marca un avance efectivo en el desarrollo de metano de capas de carbón de bajo rango en Heilongjiang.

Changbin Coal Industry Group perforó un pozo horizontal en el bloque mesozoico Changbin de la cuenca de Ordos, con una producción diaria de gas de 5.600 m3.

El Departamento de Gestión de Metano de Capas de Carbón del Área Huolinhe de China Petroleum Inner Mongolia construyó el Pozo Huoshi 1 en el área Huolinhe de la Cuenca Erlian en el Norte de China, con una producción diaria de gas de aproximadamente 1.300m3. Se han llevado a cabo exploraciones e investigaciones y se han logrado ciertos avances.

La exitosa exploración en los bloques Yilan, Changbin y Huolinhe marca el éxito inicial de la exploración de metano de bajo rango en yacimientos de carbón y tiene una importancia de gran alcance.

La prueba de drenaje superficial de metano de capas de carbón en la sección Dacun del área minera de Guxu en el campo carbonífero del sur de Sichuan logró un avance histórico. La producción promedio del pozo de prueba de metano de lecho de carbón DCMT 3 es de 1.160 m3/d, y la producción acumulada de gas en más de un año supera los 500.000 m3. La producción de gas anterior del pozo DC-1 y del pozo DC-2 alcanzó 500 ~ 1000 m3/d. Inicialmente se cree que el metano de la capa de carbón en el área minera de Dacun tiene buenas perspectivas de desarrollo comercial. La exitosa prueba de drenaje de los pozos de metano de capas de carbón en esta área es de gran importancia y proporcionará tecnología y experiencia para la exploración y el desarrollo de metano de capas de carbón en áreas con baja permeabilidad, vetas de carbón delgadas, grandes ángulos de buzamiento y alta tensión en la cuenca carbonífera del sur de Sichuan.

Se construyó un grupo de 5 pozos de prueba piloto en la antigua fábrica de Yunnan. El flujo artesiano ocurre después de la fractura. Después de la liberación inicial de petróleo, la producción aumentó gradualmente, mostrando un buen potencial de exploración.

Desde 2008, Anhui Huaibei Mining Group ha construido 12 pozos de "un pozo, tres usos" en las áreas mineras de Luling Huaibei * ⅲ 1 y ⅲ 2. La mayoría de los pozos han alcanzado unos 800 m3 y algunos pozos de alto rendimiento, como el LG-6, tienen una producción diaria máxima de más de 3.000 m3 y una producción estable de unos 1.200 m3. Los proyectos de cooperación externa de China United Corporation y el Instituto de Investigación de Xi'an del Grupo de Tecnología del Carbón han alcanzado sucesivamente resultados comerciales en pruebas piloto en el sinclinal de Sunan en Huaibei, lo que indica que tiene un buen potencial de exploración.

La exploración de metano en yacimientos de carbón también está en pleno apogeo en otras partes de China. Como Zhijin-Nayong en Guizhou, el sur de Yanchuan en Shaanxi, Heshun en Shanxi, Qinyuan en Shanxi, el sur de la cuenca de Junggar en Xinjiang, etc. La práctica de exploración preliminar muestra que esta área tiene un buen potencial de exploración de metano en yacimientos de carbón.

En resumen, después del desarrollo exitoso de metano de capas de carbón de alto rango en la cuenca sur de Qinshui, la exploración de metano de capas de carbón de rango medio y bajo se está volviendo exitosa gradualmente.

Mientras se exploraba el metano de las capas de carbón, un gran número de investigadores científicos llevaron a cabo una gran cantidad de estudios sobre las leyes de enriquecimiento del metano de las capas de carbón y los factores de control geológico, y realizaron investigaciones sobre la porosidad, permeabilidad, adsorción, desorción y difusión de yacimientos de carbón. Se han estudiado ampliamente las características mecánicas y de deformación, y se han estudiado las características de enriquecimiento de metano de los lechos de carbón y la evaluación de selección de diferentes rangos de carbón. Estos estudios básicos sobre geología y características de los yacimientos respaldan firmemente la formación y el desarrollo de teorías básicas sobre el metano de los lechos de carbón.

2 La escala de la capacidad de producción de metano de yacimientos de carbón se ha ampliado y la producción y las ventas han aumentado simultáneamente.

Durante el período del "Undécimo Plan Quinquenal", el metano de yacimientos de carbón entró en la etapa de desarrollo de industrialización, la escala de la capacidad de producción de metano de yacimientos de carbón se expandió y la producción y las ventas aumentaron simultáneamente. Con la finalización y puesta en marcha del Proyecto de demostración de industrialización de alta tecnología para el desarrollo y utilización de metano de lecho de carbón de Qinnan de China United Company, el Proyecto de desarrollo de metano de lecho de carbón del yacimiento de metano de carbón de Qinnan de PetroChina North China Coalbed Mamine Company y el Proyecto de minería de metano de lecho de carbón de Jincheng Coal Mining Group, el yacimiento de carbón de mi país El desarrollo de metano ha entrado en un rápido desarrollo. En las primeras etapas de la industrialización, el desarrollo de metano en capas de carbón se encuentra en una etapa de desarrollo rápido. China tiene 3.200 pozos de producción. Para 2065, dentro de 438+00 años, la capacidad nacional de producción de metano de capas de carbón en la superficie alcanzará los 2.500 millones de m3, la producción será de 65.438+057 millones de m3, el volumen de utilización será de 654,38+0,65438+08 millones de m3 y la tasa de utilización será 78%. El volumen de extracción subterránea de metano de capas de carbón es de 6,96 mil millones de m3, el volumen de utilización es de 265,438+09 millones de m3 y la tasa de utilización es baja, 365,438+0,5%. En 2011, la producción de desarrollo de superficie alcanzará entre 1,8 y 2,2 mil millones de m3, como se muestra en la Tabla 2. En los últimos cinco años, la producción superficial de metano de yacimientos de carbón ha aumentado en órdenes de magnitud, alcanzando 654,38+00 mil millones de m3 en 2005, 6543,8+006,5438+00 mil millones de m3 en 2009, y se espera que alcance 654,38+00 mil millones de m3 en 2065,438+05. . La producción de metano de capas de carbón proviene principalmente de la cuenca sur de Qinshui, y representa el 96%, y una pequeña cantidad proviene de las áreas de Hancheng, Fuxin, Liulin y Sanjiao.

Las áreas de desarrollo comercial actuales incluyen la parte sur de la cuenca Qinshui en Shanxi, Hancheng en Shaanxi y Fuxin en Liaoning. Las áreas elegibles para el desarrollo comercial incluyen Shanxi Sanjiao, Liulin, Daning-Jixian, Yangquan y Shouyang.

Tabla 2 Producción de metano de yacimientos de carbón en los principales yacimientos de metano de China (estadísticas incompletas)

Nota: El número de pozos de producción incluye pozos de gas producido y pozos de gas no producido.

3 La tecnología del metano de capas de carbón respalda firmemente el desarrollo industrial, pero aún existen obstáculos técnicos.

El progreso tecnológico es la fuente del desarrollo de metano en yacimientos de carbón, lo cual ha sido confirmado por prácticas de exploración y desarrollo nacionales y extranjeras.

Durante el período del "Undécimo Plan Quinquenal", se lograron avances efectivos en la investigación experimental sobre la estimulación de la producción de metano en capas de carbón y la tecnología de estimulación, y se desarrollaron fluidos y tecnologías de fracturación adecuados para diferentes parámetros de yacimiento. Se han logrado resultados innovadores en tecnología de perforación y terminación, tecnología de recolección y transporte en superficie y tecnología de extracción de metano en capas de carbón en áreas mineras de carbón. El progreso tecnológico más significativo en la actualidad es el desarrollo de la tecnología de perforación y terminación de pozos horizontales de metano de capas de carbón y la tecnología de fracturación por etapas de pozos horizontales de metano de capas de carbón.

3.1 Tecnología de perforación y terminación de pozos horizontales de metano en lechos de carbón

La comprensión de los factores geológicos y de ingeniería que influyen en los pozos horizontales de metano en lechos de carbón se ha mejorado significativamente. Las condiciones geológicas de los pozos horizontales de metano de capas de carbón y los pozos horizontales de múltiples ramas son limitadas y requieren estructuras relativamente simples, pocas fallas y pequeñas fluctuaciones de la formación, desarrollo estable de las vetas de carbón, alta dureza de las vetas de carbón y una estructura completa de alta velocidad de perforación de las vetas de carbón; evitar perforar agujeros que se comuniquen con el agua de los acuíferos. La trayectoria plana del pozo está dispuesta en la dirección de inmersión hacia arriba, lo que favorece el drenaje, la reducción de la presión y la producción de gas. La longitud del pozo horizontal debe ser lo más larga posible y el espaciado de los mismos; Los pozos horizontales ramificados deben ser moderados para igualar la permeabilidad de la veta de carbón.

Los pozos horizontales CBM vienen en una variedad de diseños. De acuerdo con el terreno, las condiciones geológicas y la permeabilidad del yacimiento, se diseñaron con éxito pozos en forma de "U", pozos en forma de "V", pozos en forma de Sichuan y pozos en racimo (dos vetas de carbón, pozos horizontales de dos pasos) en Shizhuangnan y Liulin. .

La tecnología de pozos horizontales multilaterales y las herramientas clave se han producido en el país. La perforación de pozos horizontales con múltiples ramas realiza la perforación con múltiples ramas en un pozo, lo que mejora la eficiencia de la perforación y el área efectiva de drenaje de petróleo. Con el apoyo del proyecto "863", el dispositivo de dirección geológica se produjo en el país y logró buenos resultados de aplicación.

Basado en la tecnología de terminación de gas de esquisto, se llevó a cabo con éxito la prueba de tecnología de fracturación por etapas de pozo horizontal de metano en capas de carbón en el bloque Sanjiao. Actualmente, la aplicación experimental de esta tecnología en el Bloque Sur de Shizhuang continúa.

La reparación de pozos horizontales de múltiples ramas en metano de capas de carbón siempre ha sido un problema, y ​​ahora se están llevando a cabo pruebas exploratorias, incluido el diagnóstico de colapso del pozo en secciones de pozos de múltiples ramas, guía de perforación secundaria y daños en el yacimiento. control.

Los resultados de la investigación muestran que la finalización de la pantalla PEC puede proteger eficazmente la estabilidad de la pared del pozo y reducir el colapso de la pared del pozo. Incluso si la sección del pozo colapsa durante la deshidratación y la producción, la pantalla aún puede proporcionar una buena ruta de flujo para el metano y el agua de las capas de carbón. La tecnología de perforación aireada y desequilibrada puede reducir eficazmente la contaminación y los daños a los yacimientos de carbón y protegerlos. La perforación de pozos horizontales a lo largo del techo y el piso de las vetas de carbón puede evitar eficazmente los problemas de estabilidad del carbón pulverizado y el carbón estructural. La perforación direccional y la fracturación por etapas pueden comunicarse eficazmente con los yacimientos de carbón, liberar la tensión del yacimiento y realizar la extracción de metano en los yacimientos de carbón. Al optimizar la trayectoria del pozo y los parámetros del proceso de perforación, se puede aumentar la reducción de la presión del metano en el lecho de carbón y el rango de desorción, se puede acelerar la velocidad de desorción del metano en el lecho de carbón y se puede reducir el daño al yacimiento de carbón.

3.2 La investigación sobre nuevos fluidos de fracturación está en auge y ha logrado resultados fructíferos.

Se estudió el mecanismo de daño del fluido de fracturación a los yacimientos. Con base en la composición de los elementos químicos del carbón, se desarrollaron fluidos de fracturación y agua activada que contienen agentes antihinchantes de arcilla para reducir el daño causado por la desorción del metano del lecho de carbón.

Se cree que los daños por incrustación y las grietas bloqueadas por el polvo de carbón son los principales factores que afectan la conductividad a largo plazo de los yacimientos de carbón. Durante la construcción, se debe aumentar la concentración de arena, aumentar el tamaño de las partículas del apuntalante y agregar dispersantes para suspender el carbón. Se puede utilizar polvo, etc.

A través de una importante investigación especial, se ha desarrollado un nuevo tipo de fluido de fracturamiento limpio de alta eficiencia y bajo daño, que se caracteriza por su bajo peso molecular, 300 ~ 400, alta viscosidad, 15,0 MPa·s; menos residuos y sin daños en las vetas de carbón. Baja eficiencia, 11,5%; baja fricción, aproximadamente 30% de agua limpia. Se desarrolló un nuevo tipo de fluido de fracturación en agua activa disperso en polvo de carbón. La tasa de daño de la veta de carbón es baja, 11,8%, lo que permite que el polvo de carbón se distribuya uniformemente en el fluido de fracturación para evitar una presión excesiva en la construcción. Durante el flujo de retorno, el carbón pulverizado se descarga con el fluido para evitar bloquear los canales de la grieta. Se desarrolló un fluido de fracturación de espuma de nitrógeno eficiente y aplicable.

3.3 El fluido cementante de baja densidad reduce el daño del cemento al yacimiento.

Apuntando a los problemas de que las paredes de los pozos de los yacimientos de carbón son propensos a colapsar y el fluido de perforación es propenso a la contaminación de los yacimientos de carbón, se desarrolló un sistema de fluido de perforación de baja densidad con perlas de vidrio huecas. El fluido de perforación tiene buenas propiedades reológicas y de pérdida de fluido, y la torta de lodo es delgada y densa. Al mismo tiempo, tiene buenas propiedades de resistencia a la temperatura, anticontaminación, anticolapso, estabilidad al asentamiento y protección de yacimientos. Se desarrolló un sistema de lechada de cemento de densidad ultrabaja y se determinó la fórmula del sistema de lechada de cemento de densidad ultrabaja. La resistencia a la compresión de 24 horas de esta fórmula alcanza los 8,04 MPa a 40°C (superando el indicador esperado de 7 MPa). La prueba de campo se llevó a cabo con éxito en el bloque sur de Shizhuang, Qinnan, previniendo eficazmente la contaminación líquida de los yacimientos de carbón.

Se desarrolló un fluido de perforación degradable para la perforación subterránea de drenaje de gas en minas de carbón. Las medidas duales de desbloqueo de la degradación de enzimas biológicas y la acidificación del ácido clorhídrico pueden eliminar eficazmente el daño causado por el fluido de perforación degradable a los depósitos de metano de las capas de carbón y restaurar o incluso aumentar la permeabilidad al gas de la roca de carbón.

Se estudió el mecanismo de estabilidad de la pared del pozo de perforación de metano en capas de carbón y la determinación de la ventana de densidad del fluido de perforación.

3.4 La tecnología de ingeniería de transporte y recolección en tierra puede aumentar efectivamente el radio de recolección y transporte y lograr una construcción de bajo costo.

En el Proyecto de demostración de industrialización de alta tecnología para el desarrollo y utilización de metano en lechos de carbón de Qinnan, se investigó y diseñó la tecnología de transporte y recolección terrestre de metano en lechos de carbón de "recolección y transporte seccionados y presurización en una etapa", también conocida como La tecnología de "diseño de estación" del "grupo de válvulas rama sobre rama" ha aumentado el radio de recolección y transporte de metano en capas de carbón a más de 13 km. La aplicación de nuevas tecnologías ha eliminado innumerables estaciones tripuladas que deben construirse con tecnologías tradicionales. Lo más importante es que el entorno de flujo de fluidos mejora enormemente, se simplifica el flujo del proceso y se ahorra el costo de inversión. Se utiliza un nuevo dispositivo de motor de gas de doble propósito para gasolina y metano de carbón para reemplazar el sistema de energía de la unidad de bombeo. El gasoducto utiliza nuevos materiales de tubería de polietileno (tubería de PE), lo que ahorra inversión en construcción de ingeniería.

El bloque Fanzhuang del campo de metano de lecho de carbón en la cuenca Qinshui adopta tecnologías de optimización de procesos de recolección y transporte en superficie, como entrada de pozo único, tecnología de impulso y optimización del sistema de presión. Tecnologías de recolección de gas, como la tecnología de prevención y control de hidratos de metano en capas de carbón, transporte a baja presión sin inyección de alcohol, tecnología de conexión en serie de una sola tubería de pozos múltiples, determinación de los diámetros de las tuberías de recolección de gas a baja presión, aplicación de tuberías de polietileno de nuevo material (tuberías de PE ) y tubos compuestos flexibles. Propuesta de "diseño estandarizado y construcción modular" de campos de metano de lechos de carbón El núcleo de la construcción de estaciones de recolección de gas metano de lechos de carbón son "cuatro unificaciones y una armonía", es decir, flujo de proceso unificado, selección de equipos unificados, estándares de construcción unificados. y dimensiones unificadas de instalación única Mantener el desarrollo armonioso del diseño y el entorno local, y lograr la unificación de las funciones y operaciones de la estación de recolección de gas.

La construcción de campos de gas digitales realiza la integración de cables inalámbricos, ópticos, cables y otros métodos de comunicación en el sistema SCADA, reduciendo con éxito la inversión en sistemas de control automático durante el proceso de construcción y mantenimiento de información del lecho de carbón. campos de metano, y es adecuado para pozos de metano de lechos de carbón. Tiene las características de lejanía, pozos múltiples, pozos densos, baja presión y baja producción.

3.5 Tecnología de producción y drenaje de metano de capas de carbón

La práctica muestra que un sistema de drenaje razonable y un control de drenaje fino son el núcleo de la tecnología de drenaje de pozos de metano de capas de carbón, y el sistema de drenaje de presión constante es adecuado para En la etapa de drenaje y reducción de presión en la etapa inicial del drenaje, el sistema fijo de producción y drenaje es adecuado para la etapa de producción estable. La reducción gradual de la presión estable y continua es el núcleo del control del drenaje fino.

Mediante el diseño de la sarta de tuberías de fondo y el proceso de superficie del pozo de metano de lecho de carbón Liulin, la introducción de unidades de bombeo CNC continuas y el monitoreo permanente de la presión, se han cumplido bien los requisitos para la construcción del drenaje y la recopilación de datos. y esta área Se sentaron las bases para un desarrollo a gran escala.

Estudiar el rango razonable y la tasa de disminución del nivel dinámico del líquido de metano en las capas de carbón es de gran importancia para mantener efectivamente la distribución razonable de la tensión alrededor del pozo y mantener o mejorar la permeabilidad del yacimiento durante el proceso minero.

Las ecuaciones de productividad de las diferentes etapas de los pozos de metano de lechos de carbón y la fórmula de cálculo revisada de la presión de flujo en el fondo de los yacimientos de metano de lechos de carbón determinan la diferencia de presión de producción de los pozos de metano de lechos de carbón, proporcionando información para determinar la producción razonable. diferencias de presión y drenaje normal de pozos de metano en capas de carbón.

3.6 Tecnología de utilización de metano de yacimientos de carbón

Durante el proceso de extracción del carbón se emitirá una gran cantidad de metano de yacimientos de carbón de baja concentración. La purificación y utilización de esta parte del metano de las capas de carbón es de gran importancia para el desarrollo y utilización de energía y la protección del medio ambiente de mi país. La dificultad reside en cómo separar CH4 y N2 de forma rentable.

Utilice un método de destilación a baja temperatura para separar el oxígeno y el nitrógeno del metano de las capas de carbón que contiene oxígeno en baja concentración. Construir una planta de gas licuado (GNL) con una producción anual de 20.000 toneladas en la mina Shigang en Yangquan, y una planta de gas comprimido purificado (GNC) de baja concentración con una producción anual de 20 millones de m3 en Shentangzui de la mina Xinjing en Yangquan para proporcionar Gas urbano de bajo coste para autobuses y taxis de Yangquan. Gas comprimido, sustituyendo el petróleo por gas.

La separación y purificación de gases de baja concentración se consigue mediante adsorción por cambio de presión. Esta tecnología se puso en producción de prueba en Yangquan en marzo de 2011, y a finales de 2011 se pondrá en funcionamiento una línea de producción industrial de GNC de 50 millones de m3.

Con el apoyo de importantes proyectos nacionales de ciencia y tecnología, el Instituto de Física y Química de la Academia de Ciencias de China y China United Coalbed Mamine Company desarrollaron con éxito una unidad de licuefacción montada sobre patines de 10.000 m3, que es adecuada para situaciones en las que la producción de un solo pozo de metano de yacimientos de carbón es baja. Realice directamente la utilización de licuefacción de metano de yacimientos de carbón en sitios de pozos de metano de yacimientos de carbón.

3.7 La tecnología sigue siendo el cuello de botella de la exploración y el desarrollo del metano en yacimientos de carbón.

La predicción de las áreas de enriquecimiento de metano de capas de carbón de alta permeabilidad carece de una guía teórica madura, o se puede decir que la teoría de la exploración y el desarrollo de metano de capas de carbón en mi país aún no está madura.

Con la excepción de Qinnan, la producción de metano de yacimientos de carbón en un solo pozo en la mayoría de las áreas de exploración en mi país es baja, y la producción de un solo pozo en la misma área varía mucho. Además de las condiciones geológicas y de yacimientos, también es necesario probar y desarrollar tecnologías de perforación y terminación y tecnologías de estimulación y estimulación. De acuerdo con las características de las complejas vetas de carbón multifracturadas, cómo aumentar el área de pavimentación de arena, mejorar efectivamente la conductividad del yacimiento y aumentar la producción de un solo pozo es una cuestión clave en la transformación de la estimulación de la producción.

Cómo controlar el proceso de perforación y terminación de pozos horizontales y pozos horizontales de múltiples ramas para mantener la estabilidad de la pared del pozo y evitar el colapso del mismo requiere exploración y pruebas adicionales bajo alta tensión del suelo y condiciones blandas del yacimiento.

Los cambios en las propiedades físicas del yacimiento bajo condiciones de alto estrés y baja permeabilidad en vetas de carbón profundas, así como la serie resultante de cambios en la perforación, terminación, estimulación y tecnología de estimulación y parámetros de proceso, son las direcciones que Necesita investigación urgente.

La industria del metano de yacimientos de carbón ha comenzado a tomar forma y se ha convertido en la energía complementaria al gas natural más realista.

El metano de las capas de carbón se transporta principalmente a los usuarios a través de gasoductos y representa entre el 85% y el 90%. Una pequeña cantidad se transporta en forma de gas natural licuado y gas natural comprimido. En la actualidad, los gasoductos de metano de carbón incluyen el oleoducto Duanshi-Aibo, el oleoducto Duanshi-Qinshui Bajiakou y el gasoducto Oeste-Este del Jincheng Coal Industry Group, con una capacidad de transmisión anual de 500.000 metros cúbicos. Los oleoductos Hancheng-Weinan-Xi'an y Xiyang-Taiyuan en construcción tienen una capacidad de transporte de 300.000 metros cúbicos.

Los usuarios de metano de capas de carbón son principalmente los usuarios del Gasoducto Oeste-Este, seguido por el suministro de gas a la provincia de Shanxi y las provincias que rodean el campo de metano de capas de carbón de Qinshui, como Henan y Hebei, y el suministro de gas a las ciudades. donde se encuentra el metano de carbón, como la ciudad de Corea del Sur, Fuxin. Se utiliza ampliamente en los mercados de gas natural, como el gas urbano, el gas para calderas industriales y el repostaje de automóviles. A finales de 2010, la producción de metano subterráneo y superficial de carbón de mi país alcanzó los 8,53 mil millones de m3, lo que representa el 9% de la producción de gas natural de 94,6 mil millones de m3. El metano de las capas de carbón se ha convertido en la fuente de energía complementaria más realista para el gas natural local.

5 perspectivas de desarrollo de la industria del metano de capas de carbón

De acuerdo con el “Duodécimo Plan Quinquenal” de mi país para el desarrollo y utilización de metano de capas de carbón (gas de minas de carbón), para finales del "Duodécimo Plan Quinquenal", la producción de metano de yacimientos de carbón de mi país alcanzará los 20 mil millones ~ 24 mil millones de m3, de los cuales 65.438+0 mil millones ~ 65.438+065.438+0 mil millones de m3 son minería a cielo abierto y 65.438+0 mil millones de m3 son extracción subterránea de gas. . Las reservas geológicas probadas de metano de yacimientos de carbón entrarán en un período de rápido crecimiento. Para 2015, las reservas geológicas probadas aumentarán en 1 billón de m3. Por lo tanto, el metano de las capas de carbón entrará en una vía de rápido desarrollo durante el "Duodécimo Plan Quinquenal". En primer lugar, mediante el desarrollo del "Undécimo Plan Quinquenal" se ha acumulado una buena base técnica y una base de reservas; en segundo lugar, con la inversión activa de grandes empresas como PetroChina, Sinopec y CNOOC, se han creado fondos de exploración y desarrollo; fundamentalmente garantizado; en tercer lugar, importantes proyectos nacionales de ciencia y tecnología. El apoyo continuo ha sentado una base sólida para la investigación científica y tecnológica sobre la exploración, el desarrollo y la utilización del metano de capas de carbón, y ha proporcionado un fuerte apoyo técnico para lograr los objetivos industriales.

Gracias al profesor Zhao Qingbo por proporcionar datos estadísticos relevantes.

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