煤炭地下气化技术研究

能源与节能2014年第2期(总第101 期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2014年2月技术研究煤炭地下气化技术研究孙连凤'，巩红林2(1.东北煤田地质局一O一勘探队，辽宁调兵山112700; 2. 铁煤集团大兴矿，辽宁调兵山112700)摘要:煤炭地下气化技术就是煤在原始埋藏条件下，通过控制煤的燃烧边界条件，达到谋在地下厌氧条件下燃烧转化为co、CH。等可直接利用的清洁能源加以利用的技术，这项技术的边界条件包括构造条件、煤层含水率、地下水条件、地层压力、温度、顶底板的裂隙发育程度、顶底板的连续性、顶底板的孔隙率、渗透性等。关键词:煤地下气化; 边界条件;清洁能源中图分类号: TQ54文献标识码: A文章编号: 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燃烧条件和反应后物质的收集条件。这些条件主要包0引言括燃烧条件和反应后物质的收集条件。为了解决发展和环境问题的矛盾，急需大量的清2.1燃烧条件in洁能源。下边介绍-种全新的煤转化技术一-煤 的地煤储存在地下本身受一定的压力、温度、地下水下气化技术。煤的地下气化技术就是煤炭资源在地下等条件制约，因此，要想控制煤的地下燃烧条件就要原始埋藏条件下通过- -定的外加条件转化成可燃、易对煤的地下埋藏条件有深人的了解。煤层地下埋藏的于储存和运输的清洁能源的技术，这项技术不需要将压力、温度直接控制煤炭在地下的着火点温度和燃烧煤炭开采到地面，而是煤炭在地下原始埋藏条件下的强度等边界条件。埋藏压力直接影响到煤炭地下气化一种转化技术。时的化学需氧量,埋藏温度直接影响煤炭气化时的燃烧强度，地下水的赋存条件直接影响煤在地下燃烧的1煤炭地下气化的化学 原理可能性等条件。-般来说地下水水量越大对气化越不煤炭地下气化的原理就是通过一定的方 法和技术利，压力越高对气化越不利，地下水的流动方向与煤手段，让煤炭在地下条件下发生厌氧燃烧,生成co、层倾向越接近对煤的气化越不利。CH。等物质，并通过一定的方法将这些物质抽采到地2.2反应后物质的收集控制因素面，在地面对这些物质进行利用。煤炭在地下气化后，反应后的生成物质是否能得到有效收集和利用，主要受煤层顶底板岩层的孔隙2煤炭地下气化技术实 现的边界条件率、渗透性、裂隙的发育程度、地层中构造的发育程煤的地下气化能否成功，关键是控制煤在地下的度、构造性质等方面的限制。地层中构造发育，特别是张性断裂的发育对反应后生成物质的收集非常不利。煤层顶底板岩层的孔咱率越大，渗透性越好、裂收稿日期: 2013-12-25第一作者简介:孙连风，1970年生， 女，辽宁调兵山人，1993隙越发育对反中国煤化工利。反之对反年毕业于长春地质学院煤田地质专业，地质高级工程师。应后生成物质YHCNMH G●141..2014年第2期能源与节能2014年2月井中根据实验室获得的参数点火，同时送人含- -定023煤炭地下气化技术的应用方法④的空气，让煤在地下按照实验室所确定的条件进行厌由于煤炭资源在不同地区甚至在同- -煤 田的不同氧燃烧，在气体收集井用气体收集设备对反应后得到区块中，埋藏条件均不相同，因此在进行煤炭的地下的气体进行收集，同时在地下观测井中下人相应的观气化应用中，首先要选取煤的地下埋藏条件中无断裂测设备对燃烧情况进行观测，同时对收集井所收集的构造发育、顶底板岩层孔隙率小、渗透性小、地层、气体进行化学分析，通过观测得到的燃烧数据和气体煤层含水小的地块进行实验性研究，在搞清了各种边分析的数据调整送人地下空气中的02含量、各种井界条件后再进行生产应用。的间距、送风压力等参数，最终达到理想燃烧结果。3.1实验室工作3.3正式生产根据所选取的区块，通过钻探工作采取地下气化在实验性生产得到理想数据后，再进行大面积生目的层及顶底板岩层的煤芯、岩芯样品，进行实验室产，根据生产能力建设相应的地面气体压缩、储存、分析，了解煤层结构、成分、含水率、孔隙率、渗透运输设施。性、着火点，岩层强度、裂隙发育程度等数据，通过4结语水文工作了解目的层及顶底板岩层的水文及压力参数,包括含水量、渗透系数、涌水量、顶底板岩层的煤的地下气化技术应用得成功与否，主要取决于破裂压力等参数，通过在钻孔中下压力计、热电偶等对地下燃烧边界条件的研究程度，边界条件主要包括仪器对目的层的压力、温度等进行长期观测获得真实构造条件，煤层的结构、煤质，煤层的含水率，地下的煤炭埋藏条件的数据。然后根据实验和观测数据在水条件，地层压力、温度，顶底板的裂隙发育程度、实验室中模拟煤层地下条件进行实验,以获得煤层地顶底板的连续性、顶底板的孔隙率、渗透性等。因此下气化时所需的生产条件参数,包括地下气化时的着在实践中一定本着实验室研究一-实验性生产-- 正火点温度、化学反应时的需氧量、反应后生成物质的式生产的步骤进行，绝不能在未搞清边界条件的前提收集条件等。下应用，弄不好不但不能达到煤地下气化，而且会烧3.2实验性生产掉整个煤田。在实验室工作取得成功后，在所选区块中进行观参考文献:测井、点火井、水平联系井、气体收集井的施工。-1] 王作棠.华亭煤地下气化与固定床气化指标对比研究[J].煤般来说点火井和气体收集井的间距首先控制在100m.炭工程,2013,01:99-101, 104.的距离，点火井和气体收集井布置在煤层的倾向上下2]孙志鹏.宁 夏深部谋层地下气化地质条件适应性分析[].山游，收集井的标高高于点火井。然后通过水平联系井西煤炭,2012,06:43- -44,51.延煤层底板把点火井和气体收集井连接起来，在点火(责任编辑:赵舂梅)(上接136页)2012年8月实施了侧AF18A井，基本确定了断.b)以老井侧钻与短水平井相组合的挖潜方式可进层位置，从侧钻井生产情况看，基本达到预期效果，-.步提高高含水油藏的采收率，AF油田I砂层组预.该井投产初期日产油6.2 t，含水20%，目前经提液生计实施油井9口,提高采收率3.2%;产，日产油1.7 t,含水91%，累计产油1 640 t。通c)在含油带较窄的底水油藏中运用短水平井技术过侧AF18A验证，2013年8 月实施了AF平2井钻遇可有效抑制边底水锥进，是提高油藏最终采收率的重油层12.6 m,油水同层7.4 m,水淹层80.4 m，基本要手段之一-。达到预期效果，该井投产水淹层初期日产油6.5 t,含水72.1%。预计方案累计实施油井9口，可提高采收[1] 涂兴万,陈林媛,莫文丽，等高含水期复杂断块油藏剩余油率3.2%。分布及挖潜[J].西南石油学院学报,2004, 26():39 -42.[2] 滕英翠地质储量丰度在剩余油研究中的应用[J].内蒙古石5结语油化工,2012,04: 144-145.a)利用剩余油饱和度与剩余油储量丰度监测手段3]黄伟水平井技术在小构造油藏挖潜中的应用[J].断块油气田,2005中国煤化工相结合的研究方法可以了解到AF油田的剩余油分布CNMH G特点，为后续挖潜提供了充分的准备;MYH\页任编辑:赵春梅)●142..