Informe sobre el desarrollo de la industria del metano de lecho de carbón de mi país

Ye Jianping

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

Resumen: Análisis de capas de carbón Exploración y desarrollo de metano. Utilizando la situación actual, se clasificó el progreso tecnológico de la exploración y desarrollo de metano de yacimientos de carbón y se llevó a cabo una evaluación básica del desarrollo de la industria de metano de yacimientos de carbón de mi país. Se cree que la actual exploración de metano de yacimientos de carbón en mi país está avanzando rápidamente y las reservas probadas han aumentado significativamente; 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 y la industria del metano de yacimientos 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 de la industria, todavía existen obstáculos técnicos.

Palabras clave: desarrollo de la industria tecnológica de exploración y desarrollo de metano en lechos de carbón

Acerca del autor: Ye Jianping, hombre, nacido en 1962, ingeniero senior a nivel de profesor, asistente del director general de Vocacional Coalbed Mtane Co., Ltd. Secretario General del Comité Profesional de Metano de Capas de Carbón de la Sociedad del Carbón de China, que se dedica principalmente a la investigación científica sobre la exploración y el desarrollo de metano de capas de carbón. Dirección: No. 88, Anwai Street, Dongcheng District, Beijing (100011), Tel: (010) 64265710, Correo electrónico: yejp01@163.com

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

YE Jianping

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

(Comité especializado en metano de lechos de carbón, Sociedad del Carbón de China)

Resumen: Este informe analiza la situación actual de la exploración, el desarrollo y la utilización de CBM, analiza el progreso técnico de la exploración y el desarrollo de CBM y, al mismo tiempo, hace una evaluación básica del desarrollo de la industria de CBM en China. La exploración de CBM en China ha estado progresando rápidamente en la actualidad. Las reservas probadas han aumentado notablemente y la escala de la capacidad de producción de CBM ha aumentado. Sin embargo, la tecnología de CBM ha aumentado considerablemente.

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

El desarrollo del metano de yacimientos de carbón de mi país ha entrado en la etapa inicial de industrialización. La producción del desarrollo de superficies de metano de capas de carbón alcanzó 170 millones de m3 en 2005, 1,01 mil millones de m3 en 2009, y se espera que alcance los 10 mil millones de m3 en 2015. Por lo tanto, la industria del metano de capas de carbón ha entrado en una vía de rápido desarrollo y se ha convertido en un recurso complementario realista. para 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 está avanzando rápidamente y las reservas probadas han aumentado significativamente.

En los últimos dos años, la exploración de metano en yacimientos 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, el número total de pozos de metano de carbón perforados en todo el país era de 5.942. A finales de 2010, mi país había acumulado reservas probadas de metano en yacimientos de carbón 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 “Undécimo Plan Quinquenal” se descubrieron grandes yacimientos de gas con un volumen de 100 mil millones de metros cúbicos. Las reservas probadas de metano de yacimientos de carbón de mi país están relativamente concentradas, con 11 bloques, distribuidos principalmente en la cuenca sur de Qinshui y la cuenca sureste de Ordos, como Panzhuang, Chengzhuang, Fanzhuang, Zhengzhuang y Zaozhou en la cuenca sur de Qinshui Yuan, Changzi y otros. bloques, Sanjiao, Liulin, el condado de Xiangningji, Hancheng y otros bloques en el borde oriental de la cuenca de Ordos. Como se muestra en la Tabla 1, las reservas probadas de la cuenca de Qinshui son 200.769 mil millones de m3, lo que representa el 69,17%; las reservas probadas de metano de carbón en la cuenca de Ordos son 81.776 mil 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 para la exploración de metano en yacimientos de carbón en vastas áreas aún no está claro.

Tabla 1 Distribución de reservas probadas de metano en yacimientos de carbón en todo el país

Como campo de metano en yacimientos de carbón muy grande en mi país, la cuenca Qinshui 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, un alto contenido de gas, una permeabilidad relativamente mejor en el país y una buena recuperabilidad del metano de las capas de carbón. Además del bloque sur probado, Shizhuang Sur y 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 bloque Shouyang es diferente del área de Jincheng. Utiliza la veta de carbón número 15 de la Formación Taiyuan como capa objetivo. Después de años de exploración, ha logrado un gran avance en la producción económica de un solo pozo. en el campo de pozos Hanzhuang ha alcanzado más de 1.000 m3/d. En un futuro próximo, será posible presentar reservas probadas. Yangquan perforó 461 pozos con una producción diaria de 150.000 m3, alcanzando capacidad de producción comercial.

El borde oriental de la cuenca de Ordos tiene buena capacidad de recuperación y producción de carbón. El área de Hancheng-Heyangjing en el bloque Weibei y el área de Wucheng-Yaoqujing en el bloque Linfen. El área de Liulin-Sanjiaojing. en el bloque Luliang y el área Baode-Shenfujing en el bloque Luliang son las cuatro principales áreas de enriquecimiento de metano de yacimientos de carbón y también son áreas favorables para la exploración y el desarrollo de metano de yacimientos de carbón en el borde oriental de la cuenca de Ordos. La tasa de descubrimiento de recursos, la tasa de conversión de recursos y el nivel de exploración en el borde oriental de la cuenca de Ordos son bajos. La perspectiva de exploración y desarrollo de metano en yacimientos de carbón es amplia. Tiene la capacidad de producir gas comercial y las condiciones para la formación de grandes cantidades. Los campos de metano de yacimientos de carbón a gran escala definitivamente se convertirán en una industria de metano de yacimientos de carbón a gran escala en el país. Es un área de "desierto" operada de manera estandarizada y comercial.

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

La veta de carbón en el bloque Yilan de Heilongjiang tiene unos 700 m de profundidad, 16 m de espesor, un contenido de gas de 8-10 m3/t, es carbón de llama larga y la esquisto bituminosa caprock tiene un espesor de 80 m. En 2011, la Oficina de Geología de Yacimientos de Carbón de Heilongjiang perforó 4 pozos y dos pozos de prueba de producción de metano en capas de carbón YD03 y YD04 en el bloque Yilan. Después del drenaje, la producción diaria de gas de los dos pozos fue de alrededor de 1500 m3/t, lo que alcanzó el estándar de gas industrial. flujo y marcó Heilongjiang Un avance efectivo en el desarrollo de metano de lecho de carbón de bajo rango.

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

El Departamento de Gestión de Metano de Capas de Carbón de PetroChina en el área de Huolinhe en Mongolia Interior está construyendo el Pozo Huochai 1 en el área de Huolinhe de la Cuenca de Erlian en el norte de China, con una producción diaria de gas de unos 1.300m3 ; ha realizado exploraciones e investigaciones y ha logrado ciertos avances.

La exitosa exploración en los bloques Yilan, Binchang y Huolinhe marca el éxito inicial de la exploración de metano de lechos de carbón de bajo rango, que 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 la cuenca carbonífera del sur de Sichuan en Sichuan ha logrado 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 DC1 y del Pozo DC2 alcanzó 500-1000m3/d. Inicialmente se cree que el metano de las capas de carbón en la sección 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 caracterizadas por 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 pozos de prueba piloto de 5 pozos en Yunnan Laochang. Después de la fractura, se produjo el fenómeno artesiano. Después del drenaje inicial, la producción aumentó gradualmente, mostrando un buen potencial de exploración.

Desde 2008, Anhui Huaibei Mining Group ha estado realizando pruebas de etapa de fracturación en 12 pozos de "un pozo, tres usos" en las áreas mineras III1 y III2 de Luling Huaibei. La mayoría de los pozos tienen alrededor de 800 m3. También se encuentran algunos pozos de alto rendimiento, como el pozo LG6, cuya producción máxima diaria ha alcanzado más de 3.000m3, con una producción estable de unos 1.200m3. Los proyectos de cooperación exterior de China United Corporation y el Instituto de Investigación de Ciencia y Tecnología del Carbón de Xi'an han alcanzado sucesivamente la producción comercial en pruebas piloto en el sinclinal de Sunan en Huaibei, lo que indica un buen potencial de exploración.

Los trabajos de exploración de metano en yacimientos de carbón también están en pleno apogeo en otras partes del país. Por ejemplo, en áreas como Zhijin-Nayong en Guizhou, el sur de Yanchuan en Shaanxi, Heshun en Shanxi y el sur de la cuenca de Junggar en Qinyuan en Shanxi y Xinjiang, las prácticas de exploración preliminares han demostrado que tienen un buen potencial de exploración de metano en yacimientos de carbón.

De lo anterior se puede ver que después del desarrollo exitoso de metano de lechos de carbón de alto rango en la cuenca sur de Qinshui, la exploración de metano de lechos de carbón de rango medio y bajo también está logrando gradualmente éxito.

Al mismo tiempo que la exploración de metano en yacimientos de carbón, los investigadores han llevado a cabo una gran cantidad de estudios sobre las leyes de enriquecimiento de metano en yacimientos de carbón y los factores de control geológico, y han realizado investigaciones sobre la porosidad, permeabilidad, adsorción, desorción y difusión de los yacimientos de carbón. , propiedades mecánicas y deformación. Se han llevado a cabo extensas investigaciones sobre las características del metano de los yacimientos de carbón, y se han llevado a cabo las características de acumulación de metano en los yacimientos de carbón y la evaluación de la selección de carbones 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 carbón se ha ampliado y la producción y las ventas han aumentado simultáneamente

Durante el período del "Undécimo Plan Quinquenal", el metano de carbón ha entrado en el desarrollo de la industrialización. En esta etapa, 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. Con la finalización y puesta en marcha de proyectos de desarrollo comercial como el 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 campo de metano de lecho de carbón de Qinnan de la sucursal de metano de lecho de carbón del norte de China de PetroChina y el área de minería de carbón de Jincheng Coal Mining Group Proyecto de minería de metano de yacimientos de carbón, etc. Marca que el desarrollo de metano de yacimientos de carbón de mi país ha entrado rápidamente en la etapa inicial de industrialización, y el desarrollo de metano de yacimientos de carbón se encuentra en una etapa de rápido desarrollo. Actualmente hay 3.200 pozos de producción en mi país. Para 2010, la capacidad nacional de producción de metano de capas de carbón alcanzará los 2.500 millones de m3, con una producción de 1.570 millones de m3, un volumen de utilización de 1.180 millones de m3 y una tasa de utilización del 78%. El volumen de extracción de metano subterráneo de capas de carbón es de 6,96 mil millones de m3 y el volumen de utilización es de 2,19 mil millones de m3. La tasa de utilización es relativamente baja, 31,5%. En 2011, la producción de desarrollo de superficie alcanzará entre 1,8 y 2,2 mil millones de m3, ver Tabla 2. La producción de metano de capas de carbón en superficie ha aumentado en órdenes de magnitud en los últimos cinco años, alcanzando 100 millones de m3 en 2005, 1.010 millones de m3 en 2009 y se espera que alcance 10.000 millones de m3 en 2015. La producción de metano de capas de carbón proviene principalmente de la cuenca sur de Qinshui, y representa el 96%, con una pequeña cantidad producida en las áreas de Hancheng, Fuxin, Liulin y Sanjiao.

Las áreas actualmente en desarrollo comercial incluyen la cuenca sur de Qinshui en Shanxi, Hancheng en Shaanxi y Fuxin en Liaoning. Las áreas capaces de entrar en desarrollo comercial incluyen Shanxi Sanjiao, Liulin, Daning-Jixian, Yangquan y Shouyang.

Tabla 2 Producción de metano de capas de carbón en los principales yacimientos de metano de todo el país (estadísticas incompletas)

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

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

El progreso tecnológico es la fuente del desarrollo del metano de 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 las pruebas e investigaciones de la tecnología de estimulación de la producción de metano en capas de carbón, y se desarrollaron fluidos y procesos de fracturación adecuados para diferentes parámetros de yacimiento. Hay logros 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 en lechos de carbón y de los pozos horizontales de múltiples ramas son altamente restrictivas y requieren estructuras relativamente simples, pocas fallas y formaciones suaves con pequeñas ondulaciones estables en el desarrollo de vetas de carbón, alta dureza y altas tasas de perforación de vetas de carbón; y evitar la perforación para comunicarse con los acuíferos. La trayectoria del pozo horizontal está dispuesta en dirección ascendente, lo que favorece el drenaje y la reducción de la presión y la producción de gas, y la longitud del pozo horizontal es lo más larga posible; el espacio entre los pozos horizontales ramificados es moderado para igualar la permeabilidad de la veta de carbón.

Los pozos horizontales CBM tienen varios diseños. De acuerdo con la topografía, las condiciones geológicas y la permeabilidad del yacimiento, se diseñan pozos en forma de "U", pozos en forma de "V", pozos en forma de Sichuan, pozos en racimo (pozos horizontales de doble paso con dos capas de vetas de carbón), etc. En Shizhuang Sur, Liulin tuvo éxito.

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

Aprendiendo de la tecnología de terminación de gas de esquisto, comenzamos a probar la tecnología de fracturación por etapas de pozos horizontales de metano de lecho de carbón y logramos el éxito en el bloque Sanjiao. Actualmente, la aplicación experimental de esta tecnología continúa en el Bloque Sur de Shizhuang.

La reparación de pozos horizontales de múltiples ramas en metano de capas de carbón siempre ha sido un problema difícil. Ahora han comenzado las pruebas exploratorias, incluido el diagnóstico del colapso del pozo en las secciones de los pozos secundarios, la guía de perforación secundaria y el control de daños en el yacimiento.

Los resultados de la investigación muestran que el uso de terminación de tubo de pantalla PEC en secciones de vetas de carbón de pozos horizontales puede proteger eficazmente la estabilidad de la pared del pozo y reducir el colapso del pozo incluso si el pozo colapsa parcialmente durante el proceso de drenaje. el tubo de criba todavía se puede utilizar para completar la veta de carbón. El gas y el agua proporcionan buenos canales de flujo; la tecnología de perforación aireada con bajo equilibrio puede reducir eficazmente la contaminación y el daño de los yacimientos de carbón y proteger los yacimientos de carbón al perforar pozos horizontales a lo largo de la parte superior/piso del carbón; las vetas pueden evitar eficazmente la inestabilidad de las paredes del pozo de carbón pulverizado, carbón estructural, etc. Para resolver el problema, la perforación direccional y la fracturación por etapas pueden comunicarse eficazmente con los yacimientos de carbón, liberar la tensión del yacimiento y realizar la explotación de metano en los yacimientos de carbón. Al optimizar el diseño de la trayectoria del pozo y los parámetros del proceso de perforación, se puede aumentar el rango de reducción de presión y desorción del metano del lecho de carbón, se puede acelerar la desorción del metano del 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, con resultados fructíferos

Estudiar el mecanismo de daño de los fluidos de fracturación a los yacimientos y desarrollar fluidos de fracturación que contengan agentes antihinchantes de arcilla basados ​​en la composición de elementos químicos en el líquido del carbón y el agua activada para reducir el daño a la desorción del metano en las capas de carbón.

Las investigaciones muestran 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, aumentando la concentración de arena, aumentando el tamaño de las partículas de apuntalante y agregando suspensión dispersante. Se puede utilizar carbón en polvo y otros métodos.

Se ha desarrollado un nuevo tipo de fluido de fracturamiento limpio de alta eficiencia y bajo daño a través de importantes proyectos especiales. Se caracteriza por un peso molecular pequeño, 300-400, alta viscosidad, 15,0 mPa?s; residuos y baja tasa de daño a las vetas de carbón, 11,5%. La resistencia a la fricción es baja, aproximadamente el 30% de la del agua limpia. Se ha desarrollado un nuevo tipo de fluido de fracturación de agua activa con dispersión de carbón pulverizado con una baja tasa de daño de la veta de carbón del 11,8%, lo que permite que el carbón pulverizado se distribuya uniformemente en el fluido de fracturación para evitar una presión excesiva de la construcción durante el flujo de retorno, el carbón pulverizado. Se descarga con el líquido, impidiendo el paso de grietas en el bloque. Se desarrolló un fluido de fracturación de espuma de nitrógeno eficaz y adecuado.

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

A través de importantes investigaciones especiales, las paredes de los pozos del yacimiento de carbón son propensas a colapsar y el fluido de perforación es propenso a la contaminación del yacimientos de carbón. Para resolver problemas como las capas, se desarrolló un sistema de fluido de perforación de baja densidad con microesferas 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 buena resistencia a la temperatura, rendimiento anticontaminación, rendimiento anticolapso, estabilidad de asentamiento y función de protección del yacimiento. Se desarrolló un sistema de lechada de cemento de densidad ultrabaja: se determinó la fórmula del sistema de lechada de cemento de densidad ultrabaja. La resistencia a la compresión de esta fórmula alcanza los 8,04 MPa a 40 °C durante 24 horas (superando el índice esperado de 7 MPa). La prueba de campo se realizó con éxito en el Bloque Sur Shizhuang de Qinnan, lo que evitó efectivamente que el líquido contaminara el depósito de carbón.

Se ha desarrollado un fluido de perforación degradable para su uso en pozos de extracción de gas subterráneos de minas de carbón. Las medidas de desbloqueo duales de degradación de enzimas biológicas y acidificación con ácido clorhídrico pueden eliminar eficazmente el daño causado por el fluido de perforación degradable a los yacimientos de metano de las capas de carbón. .

Se llevaron a cabo investigaciones sobre el mecanismo de estabilidad de las paredes de los pozos de perforación de metano en lechos de carbón y la determinación de la ventana de densidad del fluido de perforación.

3.4 La tecnología de ingeniería de transporte y recolección terrestre aumenta efectivamente el radio de recolección y transporte y logra una construcción de bajo costo.

El Proyecto de demostración de industrialización de alta tecnología para el desarrollo y utilización de metano en lechos de carbón de Qinnan ha investigado y diseñó la "fragmentación La tecnología de recolección y transporte terrestre de campos de metano de capas de carbón con "presurización de una etapa para recolección y transporte", también conocida como tecnología de "disposición de grupo de válvulas rama sobre rama", ha aumentado la recolección y transporte de metano de capas de carbón Radio a más de 13 km. La aplicación de nuevas tecnologías elimina la necesidad de construir innumerables estaciones tripuladas en tecnologías tradicionales. Lo más importante es que mejora enormemente el entorno de flujo de fluidos, simplifica el flujo del proceso y ahorra costos de inversión.

Se utiliza un nuevo dispositivo de motor de gas de doble propósito de gasolina y metano con lecho de carbón para reemplazar el sistema de energía de la unidad de bombeo, y el gasoducto de producción de gas adopta un nuevo material 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 para los procesos de recolección y transporte en superficie, como la entrada a la estación de un solo pozo, la tecnología de presurización y la optimización del sistema de presión. Tecnología de prevención y control de hidratos de metano en lechos de carbón, tecnología de transporte a baja presión y recolección de gas sin inyección de alcohol, tecnología de conexión en serie de una sola tubería de pozos múltiples, determinación del diámetro de la red de tuberías de producción de gas a baja presión, aplicación de nuevos materiales, tuberías de polietileno (tuberías de PE ) y tubos compuestos flexibles, etc. Tecnología de optimización de la red traqueal. Se propone "estandarizar el diseño y la construcción modular" de los 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", a saber: flujo de proceso unificado, selección de equipos unificados, construcción unificada. Estándares, dimensiones de instalación únicas unificadas, manteniendo El desarrollo armonioso del plano de planta y el entorno local logra funciones unificadas y operaciones unificadas de la estación de recolección de gas.

La construcción de campos de gas digitales ha logrado 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 la información del carbón. campos de gas de veta y es adecuado para Las características de los pozos de metano en lechos de carbón incluyen ubicación remota, muchos pozos, densidad de pozos, 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 aplicable En la etapa de drenaje y reducción de presión en la etapa inicial de drenaje, el sistema de drenaje de producción fija es adecuado para la etapa de producción estable, y la reducción de presión gradual, estable y continua es el núcleo del control de drenaje fino.

A través del 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 completado con éxito los requisitos para la construcción del drenaje y la recopilación de datos. , proporcionando Se sentaron las bases para el desarrollo a gran escala de la zona.

Estudiar el rango razonable y la tasa de reducción del nivel de líquido dinámico del gas de la veta 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.

La ecuación de productividad del pozo de metano de lecho de carbón en diferentes etapas y la fórmula de cálculo corregida de la presión de flujo de fondo del yacimiento de metano de lecho de carbón se utilizan para determinar la diferencia de presión de producción del pozo de metano de lecho de carbón, lo que proporciona una base para la determinación de la diferencia de presión de producción razonable del pozo de metano del lecho de carbón y el soporte técnico.

3.6 Tecnología de utilización de metano de capas de carbón

Durante la minería del carbón se emite una gran cantidad de metano de capas de carbón. La purificación y utilización de esta parte del metano de capas de carbón es de gran importancia para mi. el desarrollo y utilización de energía del país y la protección del medio ambiente. Hay dificultades para separar el CH4 y el N2 de manera rentable.

Utilizando destilación a baja temperatura para separar y purificar oxígeno y nitrógeno del metano de capas de carbón que contiene oxígeno en baja concentración, se construyó una planta con una producción anual de 20.000 toneladas de gas licuado (GNL) en la mina Yangquan Shigang. , y en Yangquan Xinjing Mining Shentangzui está construyendo una planta de gas comprimido purificado (GNC) de baja concentración con una producción anual de 20 millones de m3 para proporcionar gas comprimido urbano de bajo costo para autobuses y taxis en la ciudad de Yangquan, reemplazando el petróleo por gas.

El método de adsorción por cambio de presión se utiliza para separar y purificar gas de baja concentración. 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. Este logro es. Adecuado para la baja producción de un solo pozo de metano de yacimientos de carbón y se utilizará directamente en vetas de carbón. El campo de pozos de gas realiza la utilización de licuefacción de metano de yacimientos de carbón.

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

La predicción de áreas de enriquecimiento de alta permeabilidad de metano de yacimientos de carbón carece de una guía teórica madura, o la teoría de la exploración y el desarrollo de metano de yacimientos de carbón en mi país aún no está maduro.

A excepción de Qinnan, la mayoría de las áreas de exploración en mi país tienen una baja producción de metano de yacimientos de carbón en un solo pozo, y la producción de un solo pozo varía mucho en la misma área, además de las condiciones geológicas y de yacimiento, así como la tecnología de perforación y terminación. y es necesario probar la tecnología de modificación de la estimulación de la producción. Cómo aumentar el área de dispersión de arena, mejorar efectivamente la conductividad del yacimiento y aumentar la producción de un solo pozo de acuerdo con las características de las complejas vetas de carbón de múltiples fracturas son los problemas clave que enfrenta la transformación del aumento de la producción.

Es necesario explorar más a fondo cómo controlar los pozos horizontales y los pozos horizontales de múltiples ramas para mantener la estabilidad de las paredes del pozo y prevenir el colapso del pozo, así como las tecnologías de perforación y terminación para condiciones de alto estrés del suelo y condiciones blandas del yacimiento. probado.

Los cambios en las propiedades físicas de los yacimientos de vetas de carbón profundas bajo condiciones de alto geoesfuerzo y baja permeabilidad, 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.

4 La industria del metano de yacimientos de carbón ha tomado forma inicialmente, y el metano de yacimientos de carbón se ha convertido en la energía complementaria más realista al gas natural.

El metano de yacimientos de carbón se transporta principalmente a los usuarios a través de tuberías, lo que representa aproximadamente Del 85% al ​​90%, con una pequeña proporción Entregado en forma de gas natural licuado y gas natural comprimido. Los gasoductos de metano de lecho de carbón actualmente terminados incluyen el oleoducto Duanshi-Boai, el oleoducto Duanshi-Qinshui Bajiakou y el oleoducto Jincheng Coal Group West District Gas East, etc., con una capacidad de transmisión anual de 500.000 m3. Los oleoductos Hancheng-Weinan-Xi'an y Xiyang-Taiyuan en construcción tienen una capacidad de transmisión de 300.000 m3.

Los usuarios de metano de capas de carbón son principalmente usuarios del gasoducto Oeste-Este y, en segundo lugar, suministran gas a la provincia de Shanxi y a Henan, Hebei y otras provincias que rodean el campo de metano de capas de carbón de Qinshui, así como a ciudades donde el metano de capas de carbón Se encuentra, como Hancheng y Fuxin gas. 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 aproximadamente 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.

Cinco perspectivas para el desarrollo de la industria del metano de capas de carbón

De acuerdo con el plan de desarrollo y utilización del “Duodécimo Plan Quinquenal” de mi país, para finales de Según el “Duodécimo Plan Quinquenal”, la producción de metano de yacimientos de carbón de mi país alcanzará entre 20.000 y 24.000 millones de m3, de los cuales entre 10.000 y 11.000 millones de m3 se extraerán para obtener metano de yacimientos de carbón en la superficie y entre 11.000 y 13.000 millones de m3 para la 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 recientemente probadas ascenderán a 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, los fondos de exploración y desarrollo son 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 la realización de los objetivos industriales.

Gracias al profesor Zhao Qingbo por proporcionar información estadística relevante.

Referencias

Chen Shilin, Li Jianchun. 2011. Tecnología de recolección y transporte de "recolección y transporte fragmentados y presurización de una etapa" en el campo de metano de carbón de Panhe en la industria de gas natural de Qinnan. 33(5): 35～38

Jie Mingxun. 2010. Perspectivas de exploración y desarrollo de metano en yacimientos de carbón en el margen oriental de la industria del gas natural, 30(6):1～6

Lei Huaiyu, Sun Qinping, Sun Bin, Li Wuzhong, Chen Gang, Tian Wenguang 2010. Condiciones de acumulación de metano de bajo rango en capas de carbón y principales factores de control en el área de Huolinhe de la industria del gas natural. , 30(6): 26～30

Li Min, Wang Shengwei, Li Mengxi, et al. 2011. Diferencias regionales y diferentes características regionales de los yacimientos de metano de capas de carbón en el área de antracita de Jincheng, China, 8. (2):8～12

Qu Ping, Shen Ruichen. 2010. Mecanismo de estabilidad de la pared del pozo de perforación de metano de lecho de carbón y determinación de la ventana de densidad del fluido de perforación, 30(10): 64～68<. /p>

Rao Mengyu, Jiang Shuhua 2010. Análisis de la tecnología de drenaje de pozos de metano de carbón de China, 7( 1):22～25

Sun Hansen, Feng Sanli, Wang Guoqiang et. al. 2011. Tecnología de estimulación de producción de pozos verticales de metano en lecho de carbón Panhe, Qinnan Natural Gas Industry, 33(5):21～23

Sun Jianping, Zhang Jian, Wang Jianzhong 2011. Tecnología de perforación y cementación en el campo de metano de capas de carbón de Qinnan Panhe, 33(5):24～27

Wang Guoqiang, Wu Jianguang, Xiong Dehua, etc. 2011. Control estable y drenaje fino de metano de capas de carbón. tecnología en el campo de metano de lecho de carbón de Panhe en Qinnan Natural Gas Industry, 33(5):31～34

Wang Hongxia, Li Na, Zhang Pu et al 2010. Campo de metano de lecho de carbón de la cuenca de Qinshui Diseño estandarizado de gas. Estación de recolección en el bloque Fanzhuang Natural Gas Industry, 30(6):84～86

Wu Jianguang, Sun Maoyuan, Feng Sanli, et al. 2011. Demostración de industrialización de alta tecnología del desarrollo y utilización de Panhe. Campo de metano de lecho de carbón en Qinnan Engineering Review, 33(5):9～15

Xu Qian, Xue Gang, Wang Hongxia, etc. Optimización de la red de tuberías de producción de gas en el bloque Fanzhuang de metano de lecho de carbón. Field in Qinshui Basin Industry, 30( 6):91～93

Xue Gang, Xu Qian, Wang Hongxia, et al. 2010. Optimización de la tecnología de recolección y transporte terrestre en el bloque Fanzhuang de Shui. Campo de metano de lecho de carbón de la cuenca. Industria del gas natural, 30(6):87～90

Ye Jianping, Wu Jianguang, Fang Chao, et al. 2011. Características geológicas regionales y características del yacimiento de carbón del metano de lecho de carbón de Qinnan Panhe. campo y su impacto en la productividad de la industria del gas natural, 33(5):16～20

Ye Jianping, Zhang Jian, Wang Zanwei 2011. Análisis de las características de producción y factores de control del campo de metano de carbón de Panhe en. Qinnan. Natural Gas Industry, 33(5):28～30

Yin Zhongshan, Li Maozhu, Xu Xihui et al. 2010. Características del depósito de carbón de metano del lecho de carbón y efectos de transformación en la sección Dacun de Guxu Mining. Area, Sichuan Natural Gas Industry, 30(7):120～124

Zhai Guangming, He Wenyuan. 2010. Características de la ocurrencia de gas de las vetas de carbón de China y dirección de exploración, 30(11): 1～3

Zhang Zhenhua, Sun Hansen, Qiao Weigang 2011. Características del yacimiento de metano de lecho de carbón y selección de fluido de perforación de China Coalbed Mamine, 8( 2):24～27

Zhao. Lijuan, Qin Yong 2010. Estado actual de la investigación nacional sobre metano en capas de carbón, China Coalbed Mtane 7(2):38～40Zhao Xianzheng, Sang Shuxun, Zhang Jianguo et al. Importancia de las características del yacimiento de carbón en el bloque de desarrollo de metano de capas de carbón de Qinnan, China Coalbed Mamine, 8(2): 3～7