煤炭地下氣化技術(shù)研究

能源與節能2014年第2期(總第101 期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2014年2月技術(shù)研究煤炭地下氣化技術(shù)研究孫連鳳'，鞏紅林2(1.東北煤田地質(zhì)局一O一勘探隊，遼寧調兵山112700; 2. 鐵煤集團大興礦，遼寧調兵山112700)摘要:煤炭地下氣化技術(shù)就是煤在原始埋藏條件下，通過(guò)控制煤的燃燒邊界條件，達到謀在地下厭氧條件下燃燒轉化為co、CH。等可直接利用的清潔能源加以利用的技術(shù)，這項技術(shù)的邊界條件包括構造條件、煤層含水率、地下水條件、地層壓力、溫度、頂底板的裂隙發(fā)育程度、頂底板的連續性、頂底板的孔隙率、滲透性等。關(guān)鍵詞:煤地下氣化; 邊界條件;清潔能源中圖分類(lèi)號: TQ54文獻標識碼: A文章編號: 2095- 0802-(2014)02-0141-02Research of Underground Coal Gasification TechnologySUN Lian-feng', GONG Hong-lin?(1. No.101 Exploration Team of Northeast Calield Geological Bureau, Diaobingshan 112700, Liaoning, China;2. Daxing Coal Mine of Tiefa Coal Industry Group, Diaobingshan 112700, Liaoning, China)Abstract: Underground coal gasification technology is the technology that controls the combustion boundary conditions to makecoal be burned into clean energy like CO, CH, etc. which can be directly used under underground anaerobic conditions while thecoal is under original buried conditions. The boundary conditions includes structural conditions, of waler content rale of coal bed,groundwater conditions, fomation pressure, temperature, and fractures development.of the roof and floor, continuity of roof andfloor, porosity of roof and floor, permeability, etc.Key words: underground cual gasification; boundary conditions; clean energy燃燒條件和反應后物質(zhì)的收集條件。這些條件主要包0引言括燃燒條件和反應后物質(zhì)的收集條件。為了解決發(fā)展和環(huán)境問(wèn)題的矛盾，急需大量的清2.1燃燒條件in潔能源。下邊介紹-種全新的煤轉化技術(shù)一-煤 的地煤儲存在地下本身受一定的壓力、溫度、地下水下氣化技術(shù)。煤的地下氣化技術(shù)就是煤炭資源在地下等條件制約，因此，要想控制煤的地下燃燒條件就要原始埋藏條件下通過(guò)- -定的外加條件轉化成可燃、易對煤的地下埋藏條件有深人的了解。煤層地下埋藏的于儲存和運輸的清潔能源的技術(shù)，這項技術(shù)不需要將壓力、溫度直接控制煤炭在地下的著(zhù)火點(diǎn)溫度和燃燒煤炭開(kāi)采到地面，而是煤炭在地下原始埋藏條件下的強度等邊界條件。埋藏壓力直接影響到煤炭地下氣化一種轉化技術(shù)。時(shí)的化學(xué)需氧量,埋藏溫度直接影響煤炭氣化時(shí)的燃燒強度，地下水的賦存條件直接影響煤在地下燃燒的1煤炭地下氣化的化學(xué) 原理可能性等條件。-般來(lái)說(shuō)地下水水量越大對氣化越不煤炭地下氣化的原理就是通過(guò)一定的方 法和技術(shù)利，壓力越高對氣化越不利，地下水的流動(dòng)方向與煤手段，讓煤炭在地下條件下發(fā)生厭氧燃燒,生成co、層傾向越接近對煤的氣化越不利。CH。等物質(zhì)，并通過(guò)一定的方法將這些物質(zhì)抽采到地2.2反應后物質(zhì)的收集控制因素面，在地面對這些物質(zhì)進(jìn)行利用。煤炭在地下氣化后，反應后的生成物質(zhì)是否能得到有效收集和利用，主要受煤層頂底板巖層的孔隙2煤炭地下氣化技術(shù)實(shí) 現的邊界條件率、滲透性、裂隙的發(fā)育程度、地層中構造的發(fā)育程煤的地下氣化能否成功，關(guān)鍵是控制煤在地下的度、構造性質(zhì)等方面的限制。地層中構造發(fā)育，特別是張性斷裂的發(fā)育對反應后生成物質(zhì)的收集非常不利。煤層頂底板巖層的孔咱率越大，滲透性越好、裂收稿日期: 2013-12-25第一作者簡(jiǎn)介:孫連風(fēng)，1970年生， 女，遼寧調兵山人，1993隙越發(fā)育對反中國煤化工利。反之對反年畢業(yè)于長(cháng)春地質(zhì)學(xué)院煤田地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，地質(zhì)高級工程師。應后生成物質(zhì)YHCNMH G●141..2014年第2期能源與節能2014年2月井中根據實(shí)驗室獲得的參數點(diǎn)火，同時(shí)送人含- -定023煤炭地下氣化技術(shù)的應用方法④的空氣，讓煤在地下按照實(shí)驗室所確定的條件進(jìn)行厭由于煤炭資源在不同地區甚至在同- -煤 田的不同氧燃燒，在氣體收集井用氣體收集設備對反應后得到區塊中，埋藏條件均不相同，因此在進(jìn)行煤炭的地下的氣體進(jìn)行收集，同時(shí)在地下觀(guān)測井中下人相應的觀(guān)氣化應用中，首先要選取煤的地下埋藏條件中無(wú)斷裂測設備對燃燒情況進(jìn)行觀(guān)測，同時(shí)對收集井所收集的構造發(fā)育、頂底板巖層孔隙率小、滲透性小、地層、氣體進(jìn)行化學(xué)分析，通過(guò)觀(guān)測得到的燃燒數據和氣體煤層含水小的地塊進(jìn)行實(shí)驗性研究，在搞清了各種邊分析的數據調整送人地下空氣中的02含量、各種井界條件后再進(jìn)行生產(chǎn)應用。的間距、送風(fēng)壓力等參數，最終達到理想燃燒結果。3.1實(shí)驗室工作3.3正式生產(chǎn)根據所選取的區塊，通過(guò)鉆探工作采取地下氣化在實(shí)驗性生產(chǎn)得到理想數據后，再進(jìn)行大面積生目的層及頂底板巖層的煤芯、巖芯樣品，進(jìn)行實(shí)驗室產(chǎn)，根據生產(chǎn)能力建設相應的地面氣體壓縮、儲存、分析，了解煤層結構、成分、含水率、孔隙率、滲透運輸設施。性、著(zhù)火點(diǎn)，巖層強度、裂隙發(fā)育程度等數據，通過(guò)4結語(yǔ)水文工作了解目的層及頂底板巖層的水文及壓力參數,包括含水量、滲透系數、涌水量、頂底板巖層的煤的地下氣化技術(shù)應用得成功與否，主要取決于破裂壓力等參數，通過(guò)在鉆孔中下壓力計、熱電偶等對地下燃燒邊界條件的研究程度，邊界條件主要包括儀器對目的層的壓力、溫度等進(jìn)行長(cháng)期觀(guān)測獲得真實(shí)構造條件，煤層的結構、煤質(zhì)，煤層的含水率，地下的煤炭埋藏條件的數據。然后根據實(shí)驗和觀(guān)測數據在水條件，地層壓力、溫度，頂底板的裂隙發(fā)育程度、實(shí)驗室中模擬煤層地下條件進(jìn)行實(shí)驗,以獲得煤層地頂底板的連續性、頂底板的孔隙率、滲透性等。因此下氣化時(shí)所需的生產(chǎn)條件參數,包括地下氣化時(shí)的著(zhù)在實(shí)踐中一定本著(zhù)實(shí)驗室研究一-實(shí)驗性生產(chǎn)-- 正火點(diǎn)溫度、化學(xué)反應時(shí)的需氧量、反應后生成物質(zhì)的式生產(chǎn)的步驟進(jìn)行，絕不能在未搞清邊界條件的前提收集條件等。下應用，弄不好不但不能達到煤地下氣化，而且會(huì )燒3.2實(shí)驗性生產(chǎn)掉整個(gè)煤田。在實(shí)驗室工作取得成功后，在所選區塊中進(jìn)行觀(guān)參考文獻:測井、點(diǎn)火井、水平聯(lián)系井、氣體收集井的施工。-1] 王作棠.華亭煤地下氣化與固定床氣化指標對比研究[J].煤般來(lái)說(shuō)點(diǎn)火井和氣體收集井的間距首先控制在100m.炭工程,2013,01:99-101, 104.的距離，點(diǎn)火井和氣體收集井布置在煤層的傾向上下2]孫志鵬.寧 夏深部謀層地下氣化地質(zhì)條件適應性分析[].山游，收集井的標高高于點(diǎn)火井。然后通過(guò)水平聯(lián)系井西煤炭,2012,06:43- -44,51.延煤層底板把點(diǎn)火井和氣體收集井連接起來(lái)，在點(diǎn)火(責任編輯:趙舂梅)(上接136頁(yè))2012年8月實(shí)施了側AF18A井，基本確定了斷.b)以老井側鉆與短水平井相組合的挖潛方式可進(jìn)層位置，從側鉆井生產(chǎn)情況看，基本達到預期效果，-.步提高高含水油藏的采收率，AF油田I砂層組預.該井投產(chǎn)初期日產(chǎn)油6.2 t，含水20%，目前經(jīng)提液生計實(shí)施油井9口,提高采收率3.2%;產(chǎn)，日產(chǎn)油1.7 t,含水91%，累計產(chǎn)油1 640 t。通c)在含油帶較窄的底水油藏中運用短水平井技術(shù)過(guò)側AF18A驗證，2013年8 月實(shí)施了AF平2井鉆遇可有效抑制邊底水錐進(jìn)，是提高油藏最終采收率的重油層12.6 m,油水同層7.4 m,水淹層80.4 m，基本要手段之一-。達到預期效果，該井投產(chǎn)水淹層初期日產(chǎn)油6.5 t,含水72.1%。預計方案累計實(shí)施油井9口，可提高采收[1] 涂興萬(wàn),陳林媛,莫文麗，等高含水期復雜斷塊油藏剩余油率3.2%。分布及挖潛[J].西南石油學(xué)院學(xué)報,2004, 26():39 -42.[2] 滕英翠地質(zhì)儲量豐度在剩余油研究中的應用[J].內蒙古石5結語(yǔ)油化工,2012,04: 144-145.a)利用剩余油飽和度與剩余油儲量豐度監測手段3]黃偉水平井技術(shù)在小構造油藏挖潛中的應用[J].斷塊油氣田,2005中國煤化工相結合的研究方法可以了解到AF油田的剩余油分布CNMH G特點(diǎn)，為后續挖潛提供了充分的準備;MYH\頁(yè)任編輯:趙春梅)●142..