Bazen " kömür gazı " olarak adlandırılan ve başka bir anlamı da olan bir ifade olan " yatak gazı " veya kömür gazı, esas olarak metandan oluşan ve katı kömür matrisinin kalbinde ( adsorbe edilen ) bir gazdır ( bitümlü ve antrasit kömürü özellikle) kömür havzalarında, kullanılmayan veya tam olarak kullanılmamış kömürün mikro gözeneklerinde . Bu gaz ilk olarak " ateş gazı " olarak biliniyordu ve bazı galerilerde biriken gaz ceplerinin sık sık ölümcül patlamaları nedeniyle madenciler tarafından bu kadar korkuluyordu .
Ailesine dahil kaya gazların ve yerel olarak, çünkü yararlanılamaz kömür tabakalarından ekstre "çok derin ya da çok düşük kaliteli alışılmış madencilik ortaya çıkarmak üzere ya da" (düşük dereceli kömür durumunda olduğu gibi). Arasında toz Nehir havzası ), (IFP tarafından 2013'te yayınlanan bir rapora göre) "dünyada bir düzineden fazla ülkede" endüstriyel olarak sömürülmektedir . Jeolojik kökeni esas olarak “termojenik” tir , ancak belirli bir oranda “biyojenik gaz” (bakteri kaynaklı, “ metanojenik ” olarak bilinen belirli arkeobakteriler tarafından üretilir ) içerir. Kömürün çıkarılmadığı büyük derinliklerde, bu gaz , maruz kaldığı basınç nedeniyle yarı sıvı halde bulunur , ancak genellikle karbon matrisinde güçlü bir şekilde “adsorbe edilir” .
Kömürün fiziksel ve kimyasal özelliklerinin yanı sıra derinliği (basınç/sıcaklık), bir kömürün metanı az ya da çok hızlı bir "çalışma hızında" (uzayda ve zaman). Kömür, doğasına ve jeolojik tarihine göre aslında az çok tabaka gazına doymuştur. En iyi yatakları (örneğin toz River kömür havzası içinde Wyoming ), bir çok "geleneksel doğal gazların", kömür yatağı metan çok az daha ağır hidrokarbonlar, örneğin (ihtiva farklı propan ya da bütan , küçük bir azot (% 3'ten daha az) ve az CO 2(%3'ten az). Bununla birlikte, (bu Illawarra Kömür Ölçüleri, NSW, Avustralya bölümlerinde gibi) bir kömür damarları, doğal olarak çok az metan ve yüksek CO içeren 2.
Yerinde (derinlikte ve yüksek basınç altında) davranışı hala tam olarak anlaşılamamıştır (bu koşullar altında ideal bir gaza asimile edilemez , ayrıca bileşimi, adsorbe edildiği kömürlerinki gibi değişir), ancak belirli koşullar altında koşullarda, karbon kimyası için bir enerji veya karbon kaynağı olarak desorbe edilebilir ve yükseltilebilir, ancak atmosferde kaybolursa güçlü bir sera gazıdır ve tüm karbon kaynakları gibi . '' fosil yakıtlar , CO üretir. 2 yaktığımızda.
İngilizce konuşanlar, genellikle kömür yatağı metanını belirten " kömür yatağı metan " için CBM kısaltmasını kullanırken, ECBM kısaltması ( geliştirilmiş kömür yatağı metanı için ), kömür yatağından modern tekniklerle çıkarılan metanı belirtir.
Bu (birlikte "sıradışı doğal gaz" bir parçası olan şist gazı , metan hidratların ( denizaltı klatratlar veya donmuş ), ya da CH 4 bazı tuzlu yeraltı sularında çözülmüş).
In Australia , biz “den söz kömür damarı gaz ” (kısaltılmış CSG).
( “Olarak bilinen küçük hatalar veya kömür yataklarının doğal kırıklar paldýr İngilizce konuşanlar için”) aynı zamanda pompalama sonra veya bir yeraltı düşüm konisinin bir bölgede, örneğin su ile birikimine grizu dolu değildir eğer.
Bir kömür tabakasından desorbe edilen gaz çoğunlukla termal kökenlidir ve kömür bodruma batarken basınç ve ısının etkisi altında organik maddenin yavaş piroliz ile bozunmasından kaynaklanır . Bununla birlikte, biyojenik kısım ( milyonlarca yıl önce anaerobik fazdaki mikroplar tarafından üretilir ) %10 ile %90'dan fazla arasında değişir ve bazı yataklar, özellikle bazı alt kömürlerde daha önemli, hatta baskın, biyojenik bir kısma sahiptir. -bitümlü ve yüksek dereceli kömürleşme: Dünyada otuzdan fazla kömür havzasında bilinmektedir, en zengini açık gökyüzüne sahip madenler açısından zengin Wyoming'deki "Toz Nehir Havzası" ( Toz Nehir Havzası )'dır. Bu alt bitümlü kömürlerde, metan gazının yaklaşık %89'u biyojenik kökenlidir ve bu havzadan gelen biyojenik gaz, ABD yatak gazı kaynaklarının yaklaşık %15'ini, kömür üretimi ise üretimin yaklaşık %40'ını oluşturmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri (2011'de).
İzotop analizleri gazının mümkün kaynağını belirlemek için yapar.
Bir karbonda adsorbe edilen gazların farklı davranışlarından dolayı, aynı karbon tabakasından ekstrakte edilen gazın bileşimi (derecesi ne olursa olsun), derinlik ve "stimülasyon", "desorpsiyon" ve ekstraksiyon tekniklerine göre önemli ölçüde değişebilir. kullanılan: pasif kurtarma tekniği (fireamp için), aktif (pompalamadan basınçsızlaştırma yoluyla desorpsiyona, muhtemelen tortunun kavitasyonu veya kırılmasıyla aktivasyondan sonra ) ve stimülasyon teknikleri ile az çok desteklendi veya yeniden etkinleştirildi tortu, hidrolik kırılma, kimyasal enjeksiyonu, vb.) (örneğe bakınız; Thielemann'a (2002) göre 2002'de mevcut veriler temelinde Almanya için aşağıdaki tablo).
Katman gazının (koyu renkli) ve Thielemann'a göre maden/ateşleme gazının beş bileşeni (çıkarılan hacmin %'si olarak) için Almanya'da ölçülen seviyeler (Haziran 2002) | ||||
---|---|---|---|---|
Gaz ( Kimyasal bileşik ) |
kimyasal sembol | katman gazı | Maden gazı / ateş ateşi (aktif olarak pompalanan) | Kullanılmayan madenlerde kendiliğinden çözülen maden gazı/ateş ateşi |
Metan | CH 4 | 90 - 95 Hacim .-% | 25 - 60 Hacim .-% | %30 - 95 Hacim .-% |
Karbon dioksit | CO 2 | 2 - 4 Hacim .-% | 1 - 6 Hacim .-% | 1 - 15 Hacim .-% |
Karbonmonoksit | CO | 0 Hacim .-% | 0.1 - 0.4 Hacim .-% | 0 Hacim .-% |
Oksijen | O 2 | 0 Hacim .-% | 7 - 17 Hacim .-% | 0 Hacim .-% |
Azot | 2 numara | %1 - %8 | % 4 - 40 | %5 - 32 |
Bu gaz ilk olarak " ateş gazı " olarak biliniyordu ve bazı galerilerde biriken gaz ceplerinin sık sık ölümcül patlamaları nedeniyle madenciler tarafından bu kadar korkuluyordu .
Wyoming'den Amerikalı yerleşimciler ayrıca , sığ kömür alanlarında su çıkarma kuyuları açarak , a priori biyojenik kökenli ve yüzeydeki düşük dereceli kömürlerden veya termal kökenli ve daha sonra yüksek dereceli kömürlerden gelen küçük miktarlarda buldular . özellikle 1950'lerde sığ su sondajı sırasında Powder River Havzasında (kaynak: Olive, 1957, JonesDeBruin tarafından alıntılanmıştır 1990). Bu bölgedeki bazı demirhaneler veya çiftlikler , daha 1916'da enerji ihtiyaçları için onu kullandılar .
Sonunda XX inci yüzyıl, konvansiyonel petrol alanları ve gaz, bir sanayi sektörü "tükenmiş ise kömür gazı (içinde" görünür 1980'lerde ABD'de). 2013 yılında ağırlıklı olarak Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da aktiftir ve aynı zamanda zengin yataklara sahip olan Avustralya'da gelişmektedir, ancak Çin, Rusya ve daha az ölçüde Hindistan ana dünya kaynaklarına sahiptir. Avrupa'da, Birleşik Krallık, Polonya, Fransa ve Belçika maden arama çalışmaları yürütüyor (madenlerin veya maden galerileri tarafından işletilmeyi bekleyen sahaların gazdan arındırılması için ocakların işletilmesi üzerinde çalışıyorlar.
Madencilik ve gaz endüstrisi, çabalarını, yatay veya kömür damarının eğimini takiben yönlü sondaja yol açan özel kuyulardan yararlanarak, galerilerin yokluğunda ve personel maliyetini azaltarak matrisinden ayrılmasını sağlayan yöntemlere odaklanıyor.
Esas olarak yukarı metan yapılmış tabaka, gaz güçlü da sera gazı (metan kısa vadede CO daha fazla yirmi kat daha aktif olduğunu 2atmosferin ısınma faktörü açısından), bu sömürünün neden bir tartışma kaynağı olduğunu kısmen açıklıyor .
Katman gazının çıkarılması iki yaklaşıma göre gerçekleştirilir.
Kömürde ve a fortiori eski kömür madenleri tarafından kazılmış tüm boşluklarda "doğal olarak" ifade edilir .
Geri kazanımı örneğin Fransa'da 1970'lerden beri Fransa'daki Nord-Pas-de-Calais maden havzasında Méthamine (şimdi Gazonor ) ile uygulanmaktadır . Bu aktivite, bir tartışma kaynağı değildir, çünkü bu ateşleyici, kalan boşluklara (başlangıçta yalnızca bu havzadan çıkarılan 2 milyar ton kömür ve atık kaya tarafından bırakılan 700 milyon metreküp boşluk) kendiliğinden dışarı yerleştirilen kömür tarafından serbest bırakılır. Su.
Bu gaz yakıt olarak kullanılır . Aksi takdirde büyük ölçüde atmosfere kaçmasına ve olur metan yanması, katkı sera etkisi CO dönüştürür, 2küresel ısınma potansiyeli CO (GWP) tanımı ile (çok daha düşüktür, GWP 21'e eşittir, metan ise 25 ila 100 yıl ve 72 ila 20 yıldır). Fransa'da, geri kazanımı ve grizu yanma 500.000 emisyonunu önler / yıl t CO 2eşdeğer (2017'de).
Fireamp üretimi bir dereceye kadar kendi kendini idame ettirir: sudan çıkarıldıktan sonra, fireamp yavaşça boşlukta desorbe olabilir, daha sonra matristeki basınçtaki değişiklik, geri çekme hareketleri vasıtasıyla karbonun gözenekliliğini ve geçirgenliğini olumlu şekilde değiştirir ve karbon matrisinin şişmesi. Gaz bir kez desorbe edildiğinde, karbonun gözeneklerine ve mikro gözeneklerine uyguladığı basınç azalır ve küçülürler; karbondan gaz çıkış hızı azalırken, aksine, gözeneklerin daralması tüm matrisin basıncının düşmesine neden olur, bu da gözenekliliğine bağlı olarak katmanda az veya çok hızlı dolaşan gazın salınımını artırabilir. Nord-Pas-de-Calais maden havzası gibi eskiden yoğun olarak sömürülen havzalarda , çökme ve yüzey bozukluklarının önemi, katmanların belirgin şekilde kırık olduğunu göstermektedir. Gazonor bu şekilde eski kuyu ağlarından ve kömür galerilerinden kendiliğinden yükselen önemli miktarlarda metanı kullanabildi ve hala da kullanabilir.
Gelişmiş kurtarma , kömürden daha fazla gaz çıkarmak için petrol veya gaz sondaj tekniklerinden yararlanır.
Birkaç yıl boyunca dikey sondajı ilk kez kullandıktan (petrol endüstrisinde olduğu gibi) ve şeyl gazı için geliştirilen tekniklerden ilham aldıktan sonra , çeşitli gaz operatörleri kömürdeki tabaka gazından daha yoğun bir şekilde yararlanmaya çalışıyorlar. gerçekte, önce dikey ve daha sonra, kalınlığı içinde, 100 ila 1.500 metre veya daha fazla bir "menzil" dahilinde, kömür damarının yönünü takip edecek şekilde yönlendirilmiştir).
Çeşitli çatlatma veya "ana kaya uyarımı" teknikleri de kullanılabilir.
En yaygın hale gelen teknik, içindeki suyu güçlü bir pompa ile çekerek kömür damarını bastırmaktır . Bu sayede su ve gaz serbest bırakılır ve daha sonra asansör kuyusunda ve/veya yüzeyde ayrıştırılır. Gaz daha sonra kurutulur ve daha sonra onu bir gaz boru hattına enjekte eden bir kompresör istasyonuna gönderilir.
Son zamanlarda ve Amerika Birleşik Devletleri'nde, birkaç operatörün arızaları ve bakımı tespit etmek için "bir seferde birkaç yüz ila birkaç bin kuyunun" basınç / depresyon ölçümlerini uzaktan izlemesini sağlayan yazılımlar oluşturulmuştur. mümkün olduğunca erken ihtiyaç duyar.
"Üretim suyu", kömürde mevcut olan ve yakındaki herhangi bir su tablasına istem dışı emilen sudur (pompalamanın neden olduğu su tablasının düşmesi). Bu su farklı şekillerde tahliye edilebilir: izole jeolojik oluşumlara yeniden enjeksiyon yoluyla; "buharlaşma havuzlarından" buharlaşma yoluyla; su yollarına veya bazen bir sulama şebekesine boşaltın . Her durumda, genellikle çok yüksek mineral yükü (esas olarak sodyum bikarbonat , klorürler ve daha önce kömürde yakalanmış ağır metaller veya radyonüklidler) nedeniyle önlemler gereklidir .
Yatay ekstraksiyon teknikleri genelleştirilme eğilimindedir (dünyadaki mevcut katman gazı üretim alanlarının %95'i (INERIS BRGM 2013).
Bu teknikler, az faylanma ve küçük kıvrımlarla en kalın kömür yatakları için daha uygundur veya sondajda mükemmel bir ustalık ve kullanılacak kömür yataklarının kalınlığı, genişliği, eğimi ve kıvrımları hakkında çok iyi bilgi gerektirir (bilgi sismik analiz , numunelerin incelenmesi ve alt zeminin modellenmesi ...).
Testler ve projeler, aynı yüzey platformundan gerçekleştirilen yatay sondaj ile operasyonları öngörmektedir.
Su pompalanarak basıncının tekniği teorik olmadan daha kolay bir şist göre kömür kapana kısılan ekstrakt gazlar (doğal mikro-kırık) mümkün kılar hidrolik çatlatma ( " fracking İngilizce hoparlörler için"), aynı zamanda (bir INERIS ve BRGM rapora göre 2013), “çatlatma” teknikleri giderek daha fazla kullanılmaktadır ve [ şeyl gazı ve petrolün (büyük miktarlarda şeyl yağı) kullanımı için uygulananlara “çok benzer” (su, kimyasal katkı maddeleri, propant veya propant enjeksiyonu ) yatak veya alternatif “stimülasyon” teknikleri ] (kimyasal enjeksiyon olmadan). Bu teknikler, işlemin başlangıcında veya zayıflayan bir üretimi yeniden başlatmak için kullanılır. Ana kayanın gaz ve suya karşı gözenekliliğini ve geçirgenliğini artırmayı amaçlarlar, bunlar daha sonra kömür "kaymasından" kuyulara doğru daha kolay boşaltılır ve daha yüksek akış hızları ile; "Bu tür bir ön çalışma gerektirmeyen mevduat konfigürasyonları gerçekten de uluslararası ölçekte nadirdir" .
Alternatifler : Birkaç gazlama işlemleri in situ yeraltı kömür dikişleri sonunda yapılmıştır XX inci , ama karışık ya da kötü sonuçlar ile yüzyılın; aynı işlem yüzeye yakın bir yerde yapılırsa mayın yangını riski vardır .
Kömürden sıvı yakıt elde etme girişimleri de olmuştur.
Geçirgenliği bir tabaka gaz ancak erişilebilirliğine ve desorpsiyon oranına, her şeyden önce fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerinde büyük bir etkisi vardır, çünkü hazne (kömür dikişlerinin grubu) bir gaz kullanılması için önemli bir faktördür; hafif geçirgen bir substratta çok yavaştan çok gözenekli bir karbonda veya dekompresyon durumunda veya güçlü aşırı basıncın tersine çok yükseğe kadar. İki nanometreden daha küçük gözenekleri olan mikro gözenekli karbonlar , en fazla katman gazını içerir ve desorbe eder. Gözeneklilik “maseral tip” ile bağlantılıdır.
Kömür, bu metan için nispeten zayıf geçirgen bir rezervuar oluşturur. Kömürün tipine bağlı olarak, rezervuar substratı, iki tür mikro kırılmaya göre bir mikro tabaka ve / veya mikro çatlaklı bir yapıya sahiptir: mikro çatlak ağlarında "uçtan uca" (daha geçirgen matris) veya bu geçirgenlikler arasında 1 ila 17 oranında "dik açılarda" (daha az geçirgenlik); bu geçirgenliğin anizotropik olduğu söylenir .
Büyük ölçekte, mikro fay ve fay ağları veya damarın farklı basıncının etkileri, aynı damar içindeki geçirgenliği ve damar sınırlarının yakınlığını ("litolojik sınırlar") modüle eder.
Küçük bir ölçekte, kömür yatağı metan rezervuarlarındaki akışkanların akışı genellikle dikey yolları takip eder. Bu zayıf geçirgenlik, kömür yatağı metan ocaklarının etrafındaki drenaj alanlarının genellikle elips şeklinde olduğu anlamına gelir. Bu ölçekte, geçirgenlik şunlara bağlıdır:
Bu özellikler , sömürülen alandaki baskın “ litotip ” e göre değişir .
Gözenek boyutu ve bağlanabilirlik, taze numuneler üzerindeki petrograf ile "cıva porozimetrisi" ile en az yaklaşık 0.003 μm gözeneklere kadar ölçülebilir . Numuneler olabilir susuz kaya içinde suyun varlığı porozite ölçümü deforme etmeyecek şekilde.
Derinlik ve "birikme" türü, aynı zamanda, boşluk doldurma basıncının ve orada bulunan gazların doğasının iki önemli parametresidir. Bu parametreler, farklı tipteki kömür gazı rezervuarlarını modellemeye çalışırken dikkate alınır . Yüksek basınç, sorpsiyon bir gaz testi (metan) ya da çoklu gaz (ör metan, daha ağır hidrokarbonlar, azot ve / ya da CO ya da CO 2) da yapılabilir, ancak özellikleri değişmiş olabilecek alttan çıkarılan "kuru" kömürler üzerinde yapılır.
Kömür gazı, az miktarda etan , nitrojen , karbon dioksit ve birkaç diğer gazla birlikte esas olarak metandan oluşur . Her bir kömürün kendine özgü özellikleri, gazın tam bileşimini ve ondan çıkarılabilecek gaz miktarını belirler.
Gözeneklilik kömür haznelerinin (en iyi% 0.1-10), genellikle çok düşüktür.
Kömürün adsorpsiyon kapasitesi , birim odun kömürü kütlesi başına adsorbe edilen gazın hacmi ile ölçülür. Genellikle bir ton kömür başına gazın SCF ( standart fit küp, normal sıcaklık ve basınç koşullarında ölçülen hacim (Anglo-Sakson ülkelerinde fit küp olarak) cinsinden ifade edilir . Fransa'da bir kömürün gerçek veya potansiyel gaz içeriği (CH 4tek başına ya da diğer gazlar ile) CH metreküp ifade edilir 4(ve / ya da CO 2) ton kömür başına.
Kömür damarlarında bulunan gazın çoğu adsorbe edilir. Bir “rezervuar” üretime alındığında ilk pompalanan çatlak boşluklarında bulunan sudur; bu basınç düşürme, gazın karbonlu matristen desorpsiyonunu iyileştirir veya buna neden olur.
Yerinde bir karbonun gerçek içeriği, karbonun tipine ve "kalitesine" bağlı olarak değişen teorik toplam adsorpsiyon kapasitesi ile karşılaştırıldığında bazen düşük (hatta sıfır) olabilir. Jeolojik bağlam çok önemlidir; aynı zamanda, hatta aynı havzada oluşan kömür için, kömürleşme sırasında yayılan gazın sızmasına veya tam tersine kömürde iyi bir şekilde tutulmasına katkıda bulunmuş olabilir. Bu nedenle, Amerika Birleşik Devletleri'nde incelenen kömür damarları için 100 ila 800 SCF / ton arasında değişen adsorbe metan oranları bulduk. INERIS, CH 4 için kendi payına düşeni yapıyorDeğerleri jeolojik 0 ile 15 arasında bir kömür oluşumu koşullarına göre değişen m 3 / ton “son derece” daha fazlası.
Daha önce belirtildiği gibi ve sızma teorisine uygun olarak , karbonlu katmanda gaz dağıtım yollarını belirleyen mikro-kırık ağının izin verdiği geçirgenliktir. Geçirgenlik arttıkça, potansiyel gaz üretimi de artar.
Amerika Birleşik Devletleri'nde test edilen kömür yataklarının çoğunda bu geçirgenlik 0,1 ila 50 milidarsiydi. Kırık rezervuarların geçirgenliği, rezervuara belirli bir stres uygulanarak arttırılabilir; bu, gazın damardan veya tahliyeyi amaçlayan sistemin 'tamamlanana kadar dışarı itilmemesi için dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gereken hidrolik kırma teknikleriyle yapılır . iyileşme iyi. Kömür, mekanik strese oldukça duyarlı bir geçirgenliğe sahiptir ve üreticilerin üretim "stimülasyon" işlemleri dediği şeye izin verir.
Metan içeriği, kömür oluşum koşullarına ve “rezervuarın” jeolojik doğasına (bütünlük, faylanma, vb.) göre büyük ölçüde değişir.
Bu nedenle karbon tabakasının kalınlığı, potansiyel olarak ekstrakte edilebilir gazın hacmi ile orantılı değildir. Bir rezervuarın çok fazla gaz salması için çok miktarda gaz içermesi ve herhangi bir rezervuarda olduğu gibi kuyu ile kömür yatağı arasındaki basınç farkının olabildiğince büyük olması gerekir.
Bazı kömür (ve şeyl) oluşumları, oluşumun kalınlığından bağımsız olarak karlı gaz konsantrasyonlarına sahip olabilir ve diğerleri değildir. Örneğin, Cherokee Kömür Havzası'nda (Güney Kansas), bir kuyu sığ (1-2 ft) bir kömür yatağından önemli miktarda gaz kaldırırken, iki katı kalınlıktaki bir kuyu neredeyse hiçbir şey üretmedi.
Bir kömür damarının gaz potansiyeli aynı zamanda kömürün doğasına da bağlıdır; ve daha kesin olarak dağılımı, yapısı (homojenlik / heterojenlik) ve dolaylı olarak maserallerdeki bileşimi (maseraller petrografik varlıklardır ; minerallerin mikroskobik eşdeğeri, ancak organik kökenli fosil kayaçlarda). Maseral içeriği ve karbon tipi doğrudan önemli görünmemektedir, ancak gazın desorpsiyonu için büyük önem taşıyan karbonun mikro çatlamasını dolaylı olarak (birkaç ölçekte) etkilerler.
Genel olarak, yüksek vitrinit içeriği ("parlak" kömürlerin özelliği, örneğin kömür gazının karlı (ancak yavaş) çıkarılması olasılığının daha yüksek olduğunu gösterirken, yüksek bir inertinit içeriği (spesifik karakteristik) mat kömürler) düşük performansa işaret eder. ), ancak bu kuralın hala tam olarak anlaşılmadığı istisnalar vardır (örneğin, mineralize olmayan mikro kırıkların geniş sistemlerinin varlığı ile ilgili). Kömürde bulunan minerallerin "kömür gazının" adsorpsiyonunda hiçbir rolü yoktur (veya pratikte hiç yoktur), ancak mineraller açısından zengin bazı kömürlerin içerdikleri metanı daha hızlı desorbe ettiği bulunmuştur.
Özellikle kömürün gaz yoğunluğunu etkileyen diğer parametreler şunları içerir:
Metan ve kükürt seviyeleri açısından, kömür yatağı gazının kalitesi genellikle iyidir, ancak işletme kuyularından elde edilen verimler genellikle geleneksel doğal gaz rezervuarlarından elde edilen verimlerden çok daha düşüktür , tipik olarak sondaj deliği başına yaklaşık 0, 1 m3 / s (8,500) civarında zirve yapar. m 3 / d) ve çok ince olan veya boşluklar ve / veya farklılıklar tarafından rahatsız edilen kömür damarlarında, sırasıyla tortul ve jeolojik veya sismik kökenli olması durumunda önemli başlangıç maliyetleri veya hatta arızalar veya çevre sorunları oluşturabilirler.
Kuyuların üretim profilleri genellikle bir çan eğrisi ile karakterize edilir; gaz üretimi, hızla azalan bir akış hızından önce katmana su pompalanırken (maksimum desorpsiyon fazı) başlangıçta artar.
CO enjekte bazı operatörler 2 veya tortuyu uyarmak ve kalan gazı ekstraksiyon kuyusuna doğru "itmek" için başka bir kuyudan çok yüksek basınç altında nitrojen.
Kimyasal ve enerjik yönler
Bedensel yönler
Diferansiyel yoğunlaştırma karışımının operatör tarafından tahmin edilir. Bu, bir katman gazının yoğuşma içeriğinin ve gaz rejiminde yoğuşma üretkenlik katsayısının tahmin edilmesini (hesaplama yoluyla) mümkün kılan bir diferansiyel denklem tarafından matematiksel olarak açıklanan fiziksel bir işlemle yapılır . Özellikle bu hesaplama yöntemi, 1980'lerin sonunda kömürün "test tüpleri" üzerinde yüzey üzerinde yapılan deneyler temelinde kurulmuştur.
Bu gazın kullanımı ve/veya ekstraksiyon teknikleri, esas olarak işletme teknikleri ile ilgili olarak şeyl gazı ile birleşme nedeniyle tartışma konusudur; ilk olarak Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da ve doğanın veya suyun korunmasıyla ilgili STK'lardan ve 2010'un sonundan itibaren Avrupa'da, daha sonraağustos 2011Avustralya'da, Yeni Güney Galler Başbakanı'nın (B. O'Farell) iki kömür gazı işletmesini yasaklama niyetini duyurduğu Avustralya'da, Avustralya kömür işletmecileri ve üreticileri Birliği sözcüsü Ross Sunn'ın şunu kabul etmesinin ardından, " sondaj, değişen derecelerde, bitişik akiferler üzerinde bir etkiye sahiptir" , B. O'Farell'e göre birkaç yıl aksini iddia ettikten sonra ve bir dizi idari bölge mevcut operasyonlar üzerinde bir moratoryum talep ederken .
Buna yöneltilen eleştiriler , temel olarak doğrudan ve dolaylı çevre ve sağlık etkileri ile ilgilidir . Teorik olarak, çoğu ülkede, bu çevresel etkilerin ilk etki çalışmaları ile tanımlanması ve daha sonra, hükümetlerin ve onların bazı kurumlarının ve bakanlıklarının kontrolü altında, keşif ve araştırma vesilesiyle uygun koruyucu veya telafi edici önlemlerle sınırlandırılması veya telafi edilmesi gerekir. genel olarak halkın katılımı ve kamuoyu araştırması için bir fırsat sağlayan kullanım yetkilendirme prosedürleri .
İşletmecilerin ayrıca yolların, boru hatlarının ve herhangi bir teknik altyapının inşası ile atık suyun yeniden enjeksiyonu veya deşarjı için izin veya izin almaları gerekmektedir. Ayrıca, teorik olarak, yasa gerektirdiğinde belirli çevresel etkileri onarmalıdırlar.
Bununla birlikte, bu teknikler yeniydi, kamu ve çevre kurumları tarafından çok az biliniyordu ve uzmanları arama veya çıkarma şirketlerindeydi. Ek olarak, kullanılan kimyasal katkı maddeleri EPA tarafından (2010'un sonuna kadar) bile bilinmiyordu, üreticiler bunların ticaret veya üretim gizliliği kapsamına girdiğini savunuyorlardı .
Kömür gazı özellikle eleştiriliyor:
Fransa, In INERIS ve BRGM ortaklaşa üzerine 2013 yılında bir rapor yaptırılan "sektörün dağıtım uygulanan çevresel risklerin ve etkilerin basitleştirilmiş analiz" odaklanmış bir bibliyografik özet temelinde üretilen, geribildirim. "Kömür gazı" sektörü içinde uygulandığı ülkelerdir.
Bu gaz, Lacq gazı (çok asidik) gibi diğer doğal gazlardan daha az nitrojen ve çok daha az hidrojen sülfür (asidik, aşındırıcı ve toksik) içerme avantajına sahiptir . 2000'li yılların başında Avustralya, Çin ve Endonezya'da gelişen iki sektör olan sıkıştırılmış doğal gaz ve sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) şeklinde küresel dağıtım ağına entegre edilebilir .
Yatak gazı ekstraksiyonunun bazı destekçileri, "bağlı kuyular" ilkesiyle birleştiğinde, CO2'yi ayırmanın da mümkün olacağına inanmaktadır .CH yerine 4ikincinin birincinin yerini almasıyla; CO 2metanı ekstraksiyon kuyusuna doğru itmek için kullanılan bir enjeksiyon kuyusu ile enjekte edilir. Bilinen tüm kömür madenleri kullanılabilir olsaydı ve CO2'yi bu şekilde depolamak için kullanılsaydıBir ECBM tipi işlemi bağlamında ilişkili depolama potansiyeli yaklaşık 150 olacaktır GT CO 2Ancak mevcut ekonomik analizlere göre, sadece 5-15 GT karbondioksit böylece muhtemelen net fayda ile tecrit edilebilir, 60 GT ilave yakalama kapasitesi (orta bir maliyetle mevcut olabilir az 50 $ / ton CO 2 (1990'ların ekonomik koşulları altında), yani neredeyse hiçbir etki çalışmaları veya çevresel tazminat olmadan).
Deneyler devam etmektedir, fakat kömür damarları çoğunlukla heterojen ve / veya bunların kırılma sırasında su ile temas ettirilir, ya da doğal kırık veya bir önceki işletme tarafından kırılmış olan maden çıkarma alanlarının, istismar XIX th ve XX inci yüzyıl. CO 2Böylece bu yüzden güvenilir ve dayanıklı (John Gale ve Paul Freund, bu teknik söz hakkından destekleyicileri olamaz tuzağa bu CO 2tecrit süresi taahhüt edilmeden “uzun yıllar tecrit edilecektir ” ve kullanılan petrol kökenli tekniklerde “hala iyileştirmelerin gerekli olduğunu” göz önünde bulundurarak , CO 2 nin korunacağını garanti etmemektedir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .yavaş yavaş yüzeye çıkamaz veya " derin katmanların hidrokimyasını ve hidrojeohimistliğini" (CO 2 ) değiştirerek bir sorun oluşturamaz. su ve çözünmüş toksik metallerin dolaşımını da destekleyen bir asitleştirme faktörü olan suda karbonik asit üretir). İyon içerikleri, mineral jeokimyası, aynı zamanda organik , redoks reaksiyonları ve denge adsorpsiyon / desorpsiyon vb. sıcaklık ve basınca, yerinde kullanılan malzemelere, olası arızaların varlığına, suyun ve enjekte edilen katkı maddelerinin doğasına ve kullanılan katkı maddelerine göre değişiklik gösteren ve henüz değerlendirilemeyen sonuçlarla gerçekten etkilenebilir. ortam su ile doymuş, hidrolik kırılma anında aşırı doymuş ve daha sonra basınçsızlaştırma ile çalışma sırasında muhtemelen doymamış halde kalır. Ek olarak, derin suların pompalanması, tuzlu su yükselterek , Avustralyalı jeokimyacı Chebotarev (1955) tarafından tanımlanan ana kimyasal dengeleri ( klorürler , sülfatlar , karbonatlar .. ) ve yüzeydeki iyonik ve ekolojik dengeleri değiştirebilir .
Kömür madenlerinden ateş gazının çıkarılması (önce bir güvenlik önlemiydi) onu geri kazanmaya (1950'ler) ve daha sonra 1990'larda kendini kanıtlamış endüstriyel yöntemlerle değer biçmeye (1970'ler) yol açtı. fracking ve yönlü sondaj, 2000'li yıllarda Amerika Birleşik Devletleri'nde, ayrıca Avustralya ve Kanada'da tabaka gazından yararlanma tekniklerini geliştirmeyi mümkün kıldı.
Ancak ileriye dönük olarak, bu gazın ekonomik ve endüstriyel geleceği tartışılmaktadır. Çıkarılması ve ticaretinin karlılığını birkaç faktör etkileyecektir:
Bu gazın, ondan fazla yeterli jeolojik havzaya sahip olan Amerika Birleşik Devletleri'nde endüstriyel olarak kullanılmaya başlandığı yer burasıdır. Amerikan gaz üretiminin yaklaşık %10'u, doğal gaz kondensatlarından petrol ve hidrokarbonların ortak kullanımıyla kârlı hale getirilen katman gazından gelecekti. Ancak Kanada'da olduğu gibi , küresel durgunluk ( 2008 krizi ) nedeniyle kömür gazının gelişimi ve üretimi yavaşlamıştır .
Kanada (Kretase bitüm yataklarından) dikiş gazı üretmeye başladı. Ayrıca ülkenin batısındaki tortul havzalardaki Jura ve Tersiyer'in belirli bitümlü ve alt bitümlü kömür katmanlarında potansiyel kaynaklara sahip olacaktır.
Gelişmekte olan büyük ülkeler ( BRICS , yani Brezilya , Rusya , Hindistan , Çin ve Güney Afrika'nın yanı sıra Sumatra'da iki havzada ve Kalimantan adasında üç havzada üçüncül yarı antrasitten alt bitümlü kömüre potansiyel katmanlara sahip Endonezya ) yeni enerji kaynakları gerektiren, hızla büyüyen bir ekonomiye ve/veya demografiye sahiptir. Bazıları önemli kömür ve doğal gaz kaynaklarına sahiptir ve küresel ısınmaya karşı mücadeleye ilişkin uluslararası sözleşmeler ( özellikle Kyoto protokolü ve sonuçları) tarafından zengin ülkelere göre biraz daha az kısıtlanmıştır . Çin ve Hindistan, kömür gazı kaynaklarını daha 1900'lerde keşfetmeye başlamışlardı, ancak kırma teknikleri 2000'lere kadar geniş çaplı testlere izin vermedi; Endonezya ve Rusya, enerji bağımlılıklarını azaltmak için 2010'dan sonra ilk üretimle 2000'li yıllarda kömür gaz kaynaklarını keşfetmeye başladılar . 2008'de başlayan durgunluk sırasında BRIC'ler keşfetmeye devam etmiş görünüyor.
2010-2013 yıllarında Çin, Qinshui havzasında Karbonifer ve Permiyen kömürleri ve antrasitten dikiş ve maden gazı üretti ve Ordos havzasında potansiyel kaynaklara (aynı yaşta) sahiptir.
2010-2013 yıllarında Hindistan, Permiyen dönemine tarihlenen 4 havzada (kömür / antrasit tabakalarından) kömür gazı üretti, ancak diğer 12-14 havzada potansiyel kaynaklara ve potansiyel olarak üçüncülde oluşan alt bitümlü 6 kömür havzasında da potansiyel kaynaklara sahip. .
İngiliz ve Filipinler de bu kaynakta ilgi olacaktır.
Japon jeologlar Japon adalar ve deniz yatağının altında kömür damarları potansiyel CH 2.5 trilyon metreküp liman olabileceğini ortaya koymuştur 4(Özellikle tabaka gaz formunda) ve potansiyel olarak CO, 10 GT çevresinde absorbe 2. Bununla birlikte, dünyanın bu bölgesindeki sismik risk , ekipmanın, kuyuların, zaman içinde depolamanın vb. güvenilirliğini sorgulayan büyük bir risktir (tsunami ile ilişkili).
Avustralya , Sidney Havzasındaki antik ( Permiyen ) kömür ve antrasit yataklarından ve Bowen, Gunnedah ve Gloucester havzalarındaki bitümlü kömürden dikiş ve maden gazı üretir . Diğer bir üretim ise Surat ve Clarence-Moreton havzalarındaki bitümlü kömür katmanlarından ( Jurassic'ten ) geliyor . Avustralya'daki hemen hemen tüm LNG (Sıvılaştırılmış Doğal Gaz) terminalleri, en azından kısmen deniz gazı ile sağlanmaktadır . Great Barrier Reef'in bulunduğu Queensland bölgesinde , gaz ihtiyacının %90'ından fazlası bölgede çıkarılan katman gazı tarafından sağlanmaktadır .
Avustralya, kömür gazını LNG'ye dönüştürmenin Asya gaz piyasalarının genişlemesine izin vereceğini varsayıyor.
Bir Avrupa “ RECOPOL ” projesi (üç yıl boyunca başlatılan American Coal-seq projesine eşdeğerdir).Ekim 2000 Amerika Birleşik Devletleri'nde, enerji departmanı, DOE tarafından, AMOCO ve BP (1980'lerden beri bu tekniği test ediyor) ile başlatıldı. Kasım 2001Polonya'da saha tecrübesi 18 ay, 3.5 olmak üzere 3 yıl için milyon € tarafından finanse% 50 5 inci metan kurtarma tabakası "ECBM" (Gelişmiş Kömür Yatağı Metan) ve yeraltı CO diyor PCRD (araştırma için çerçeve programı) 2 depolamayıCO 2 enjeksiyonu ile kömür damarlarında.
2017 başında, Fransız enerji şirketi içinde bodrumu delinmiş Lachambre yakınında Saint-Avold içinde Moselle kömür n dikişleri, 1.000 ila 1.500 metre derinliğinde sıkışıp kömür gazı arayışı içinde, 'istismar asla sahip. Fransa'da yasaklanan hidrolik kırma veya kaya gazının işletilmesi için su veya enjekte edilen kimyasallar kullanmaz. Gaz, kömürün doğal çatlakları kullanılarak basınç farkıyla çıkarılır. Moselle kömür havzasının tabanı, Fransa'da altı yıllık gaz tüketimine eşdeğerdir. Şirket, önümüzdeki yıllarda birkaç kuyuyu devreye almayı ve on iki yılda 700 milyon metreküpün üzerinde üretim sağlamayı umuyor.