Language
Country/Area
No result found
Секрет адсорбции: как метан угольных пластов хранит и выделяет метан?
Метан угольных пластов (МУП) — это тип природного газа, добываемый из угольных пластов, который отличается от традиционных ресурсов природного газа. По мере роста спроса на энергию, особенно в США, Канаде и Австралии, метан угольных пластов стал важным источником энергии. Особенность этого источника энергии состоит в том, что метан хранится в угольном пласте не в виде прямотекущего газа, а в адсорбированном виде.
Метан угольных пластов — это не только интерактивный источник энергии, но и важный пример адсорбционных процессов в нефтегазовой отрасли.
В процессе хранения метана угольных пластов используется пористая структура угля. Метан адсорбируется в крошечных порах угля в состоянии, близком к жидкости. Это отличает метан угольных пластов от традиционного песчаника или других обычных газовых месторождений. Открытые трещины в этих порах, называемые трещинами, также могут содержать свободный газ или быть насыщены водой.
Процесс образования и история метана угольных пластов
Образование метана угольных пластов происходит в основном за счет процесса термического созревания органического вещества. В отличие от обычных угольных пластов, которые питаются грунтовыми водами, метан угольных пластов часто образуется в результате ферментации микробных сообществ внутри угольных пластов. Это означает, что существование метана угольных пластов тесно связано с запасами и качеством угля, а внутренние условия угольных пластов в разных регионах будут влиять на выработку и хранение газа.
В конце 1970-х годов усилия правительства США по использованию метана из угольных пластов не только способствовали исследованиям в этой области, но и стимулировали интерес к коммерческому развитию.
Хранение метана угольных пластов
Процесс хранения и выделения метана угольных пластов включает в себя множество физических свойств, таких как пористость и адсорбционная способность. Пористая структура хранилища метана угольных пластов позволяет рассматривать угольный пласт как водоносный горизонт с двойной пористостью, в котором пористость трещин влияет на поведение потока газа, а пористость матрицы угля определяет объем хранения газа. Вообще говоря, пористость хранилищ воды МУП колеблется примерно от 10% до 20%, а пористость трещин колеблется от 0,1% до 1%.
Кроме того, решающее значение имеет адсорбционная способность угольных пластов. Размер этой емкости зависит от качества и типа угля. Если угольный пласт имеет более высокую марку и качество, адсорбционная способность может достигать от 100 до 800 стандартных кубических футов газа на тонну угля.
Методы добычи метана из угольных пластов
Методы добычи метана из угольных пластов обычно включают бурение скважин в угольных пластах, причем этот процесс может достигать глубины от 100 до 1500 метров под землей. Когда давление внутри угольного пласта падает, газ и пластовая вода поднимаются по трубам на поверхность. Очистка пластовой воды зависит, прежде всего, от ее химического состава, который может содержать растворенные твердые вещества, такие как гидроксид натрия и хлорид натрия. Образующийся газ далее может быть отправлен на компрессорную станцию и транспортирован в газопроводы.
Благодаря более низким выбросам парниковых газов по сравнению с углем в процессе сгорания метан угольных пластов стал экологически чистым источником энергии, который постепенно привлекает внимание.
Воздействие на окружающую среду и проблемы
Добыча и использование метана угольных пластов не обходится без воздействия на окружающую среду. В частности, нельзя игнорировать влияние высвобождаемого метана на глобальное потепление. Различные исследования показали, что парниковый эффект метана намного сильнее, чем у углекислого газа, поэтому эффективное управление газом в процессе добычи имеет решающее значение для сокращения выбросов парниковых газов.
Кроме того, возникли опасения по поводу качества воды, получаемой в процессе производства, которая содержит большое количество солей и тяжелых металлов. Разным регионам необходимо изучить подходящие методы борьбы с этими побочными продуктами для защиты местных водных ресурсов.
Области добычи метана из угольных пластов мира
В настоящее время основными районами добычи метана угольных пластов являются США, Австралия и Канада. С развитием технологий многие страны, такие как Индия и Казахстан, также начали проводить исследования и разработки потенциала метана угольных пластов. По последним данным, годовая добыча метана угольных пластов в США по-прежнему составляет 3,6% от общего объема добычи газа, при этом Австралия и Канада также сообщают об устойчивом росте добычи.
В условиях роста мирового спроса на энергию рыночный потенциал и устойчивость развития метана угольных пластов по-прежнему заслуживают нашего пристального внимания. Поэтому вопрос о том, как расширить использование метана угольных пластов и сбалансировать его воздействие на окружающую среду, должен стать важным вопросом для правительств и энергетических компаний в различных странах.
