什么是煤岩气
煤岩气?好像没听说过啊
如果说起它的另一个名字叫“瓦斯”,是不是就耳熟了?
啊,原来是“矿工杀手”瓦斯啊!经常在煤矿事故的报道中听到瓦斯的名字。它竟然还是能源?
很多人都不了解,煤岩气既是煤矿安全的重大隐患,也是潜力巨大的清洁能源。
煤岩气是如何形成的
煤岩气是指以游离态和吸附态富存于煤岩地层中,吸附气自生自储、游离气微距运移,在具有良好顶板的圈闭中富集成藏,经改造后可实现商业开发的一种新类型、非常规天然气,其主要成分甲烷CH4(95%-98%)。
1)生物成因
当温度低于50℃时,有机质在微生物一系列复杂的作用下发生降解,在煤层中生成以甲烷为主并含少量其他成分的气体。
2)热成因
随着煤变质程度不断加深,煤化作用增强,高温下,机酸的脱羟基作用生成甲烷和二氧化碳。
气体形成后大量聚集,就形成了煤岩气藏。煤岩气藏形成需具备五个条件,即煤层厚度、煤变质量度、封盖条件、水文地质条件和煤层埋藏深度。
煤岩气“三态”
通常情况下,煤岩气以“吸附”、“游离”和“溶解”三种状态存在于煤层孔隙和裂缝中。
煤岩气的“前世”
致命
污染
浪费
瓦斯本身无毒性,但不能供人呼吸,当矿内空气中瓦斯浓度超过50%时,能使人因缺氧而窒息死亡。
当空气中的瓦斯浓度在5%-16%之间,任何一点星火都有可能引发爆炸,这也是大部分矿难事故的原因。
二氧化碳虽然是公认的造成温室效应的主要气体,但甲烷对温室效应的影响远远超出想象,甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍。
每年采矿时白白排放掉的煤岩气约200亿立方米,相当于三峡水电站一年的发电量,产生的二氧化碳相当于20多万辆汽车一年的尾气排放。
煤岩气的“今生”
安全
清洁
高能
随着人类对煤岩气的认识逐步深入,发现它是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料,且全球煤岩气储量达268万亿立方米,是常规天然气储量的一半。因此世界各国都开始大力发展煤岩气产业。
1
如果在采煤之前先采出煤岩气,煤矿生产中的瓦斯将降低70-80%,进而有效遏制了煤矿瓦斯灾害发生,能够大幅提升高瓦斯矿井安全生产,保护矿工生命安全。
2
煤岩气的主要成分是甲烷,其次是氮气和二氧化碳,几乎不含有一氧化碳、硫化氢等有害气体,煤岩气燃烧后几乎不产生污染物和废气,且开发利用煤岩气没有环境破坏、水资源浪费等诸多问题,可以有效取代高污染的煤炭,同时做到甲烷减排,减少了大气污染。
3
煤岩气热值是通用煤的2倍~5倍,每标方煤岩气大约相当于9.5度电、3立方米水煤气、1升柴油、接近0.8千克液化石油气、1.1升~1.2升汽油。煤岩气的开发利用能够有效改善能源结构,补充绿色气体能源,可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料,缓解能源需求紧张的局面。
随着煤岩气开发被列入了国家“十二五”和“十三五’能源发展规划,一系列鼓励政策相继出台,推动煤岩气开发利用进入新阶段。中国煤岩气产业从无到有,从小到大迅速发展,不仅大幅改善了煤矿安全生产环境,也成为了驱动中国能源改革及快速发展的强大动力。
“十三五”以来国内煤岩气开发成果[1]
大宁-吉县地区煤岩气先导试验年产量超10亿立方米。部署实施的纳林1H等风险探井均获高产,纳林河-米脂北地区新增探明地质储量1254亿立方米,大吉-石楼地区新增探明地质储量1108亿立方米,落实了国内首个煤岩气万亿立方米大气区。
神府地区探明千亿立方米煤岩气田。通过创新煤层成藏机理认识、储层改造和差异化排采工艺,鄂尔多斯盆地东缘发现神府煤岩气田,探明地质储量超1100亿立方米,展示盆地东缘煤岩气藏勘探开发广阔前景。
大牛地煤岩气田落实千亿方资源潜力。部署实施的煤岩气阳煤1HF井压裂试获日产10.4万立方米,实现2800米煤岩气重大突破,新增预测储量1226亿立方米,进一步证实大牛地气田富集高产规律和煤岩气资源潜力。
冀东油田煤岩气开发
突破
深入
推进
获得突破
2021年起研究院组织精兵强将,探索煤岩气风险勘探领域。科研人员通过深入调研、广泛探索、精细论证,成功落实区内资源规模及有利区带,论证通过风险井位并实施,获得煤岩气勘探突破。
全面开展
获得突破后,预探评价工作全面开展。研究人员以“加强资料录取与产能评价,支撑探明储量提交与开发方案编制”为核心,以煤岩气特征深化研究为基础,综合考虑煤岩气产能评价、探明储量资料录取需求,系列探评井获得较好的钻探和试采效果。
快速推进
2023年,先导试验快速推进。在先导试验实施过程中,研究院、西部项目部、监督中心骨干技术人员强化现场驻井地质导向,通过地震地质工程一体化协同,强化钻探风险管控,精细地层倾角研判,合理精准控制钻井轨迹。钻遇效果达到行业先进水平,为先导试验方案的实施奠定良好基础。
初见成效
2024年上半年煤岩气评价井全部高效完钻,煤岩气评价部署研究成果初见成效,试采方案和扩大先导试验方案正加紧编制,煤岩气勘探开发步入快车道。
研究院在今后的工作中将继续以实现“不靠天吃饭”核心任务为己任,肩负使命,不负初心,确保2024年评价任务的顺利完成,奋力为煤岩气勘探开发再上新台阶贡献力量。
图文:马立民 刘志军
文中数据来自国家能源局
部分图片来源于网络
平台编辑:张士婧
责任编辑:喻璇
统筹:王祥
监制:左鸿