PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Wpływ zmian wybranych parametrów pokładu węgla kamiennego na przebieg i efektywność procesu eksploatacji metanu

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Sensitivity analysis of modeling methane production according to changes in coal seam parameters
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Pierwsze próby eksploatacji metanu pokładów węgla miały miejsce w Stanach Zjednoczonych w latach 70. XX wieku. Intensywny rozwój badań nad tego typu niekonwencjonalnymi zasobami gazu w Polsce na początku lat 90., a także podjęte w ostatnim czasie ponowne próby eksploatacji CBM (coalbed methane) w naszym kraju potwierdzają wysokie znaczenie metanu pokładów węgla jako źródła energii. W artykule przedstawiona została analiza przebiegu procesu eksploatacji metanu ze złóż węgla kamiennego niezagospodarowanych górniczo oraz ewaluacja wpływu wybranych parametrów pokładu węgla na wielkość sczerpania zasobów metanu. W realizacji pracy wykorzystano oprogramowanie firmy CMG (Computer Modelling Group Ltd.) wraz z dedykowanym do symulacji przepływu gazu w ośrodkach o złożonym systemie porowatości – określanym mianem porowatości podwójnej – modułem GEM (Compositional and Unconventional Simulator). Na podstawie dostępnych danych geologicznych i złożowych utworów węglonośnych pochodzących z obszaru Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) zbudowano prosty, statyczny model pokładu węgla kamiennego oraz przeprowadzono symulację eksploatacji metanu (model dynamiczny). Poważnym ograniczeniem był brak kompletnego zestawu danych stanowiących minimum wymaganych informacji, co uniemożliwiło stworzenie pełnego modelu dla sprecyzowanego obszaru czy konkretnego pokładu węgla. W tej sytuacji dane wejściowe stanowił zbiór (często uśrednionych) wartości, czy to z wykonanych pomiarów laboratoryjnych czy zaczerpniętych z innych opracowań oraz publikacji. W pracy podjęto próbę charakterystyki wskazanych parametrów: porowatości (matrix, szczeliny), przepuszczalności (matrix, szczeliny), gęstości występowania szczelin, czasu desorpcji, metanonośności oraz stopnia nasycenia pokładu metanem, pod kątem wpływu zmian ich wartości na przebieg i wielkość symulowanego wydobycia. Zbudowany model „bazowy” stanowił punkt wyjściowy dla dalszych symulacji. Zestawienie krzywych produkcyjnych (metan, woda złożowa) dla 5 różnych wartości każdego z wybranych parametrów pozwoliło na zobrazowanie zakresu i trendu zmian przebiegu eksploatacji metanu z pokładu węgla kamiennego.
EN
The history of methane production from coal seams dates back to the 1970s in the United States. Increasing development activities for this kind of unconventional gas resources in Poland took place in early 90s, and other attempts over recent years were made for CBM exploitation. These activities confirm that coalbed methane is a new and important energy source. The paper presents an analysis of coalbed methane (CBM) production and the impact of changes in coal seam parameters that affect gas recovery. CMG software (Computer Modelling Group Ltd.) was used for the implementation of the research. The GEM (Compositional and Unconventional Simulator) module was used for gas flow simulation through coal, as a heterogeneous deposit with dual porosity system. Based on the available geological and deposit data from coal-bearing deposits in the Upper Silesian Coal Basin, a simple, static model of a coalbed was built and a simulation of methane production was performed (dynamic model). One of the biggest limitations was the lack of a full set of data constituting the minimum information required, which made it impossible to create a complete model for a specified area or specific seam model. As a result of the narrow scope of available data, the input data for the model were averaged from laboratory results or other available studies and articles. This article attempts to characterize the main coal parameters: porosity (matrix, fractures), permeability (matrix, fractures), cleats density, coal desorption time, initial gas content, and initial gas saturation for the sensitivity analysis of modeling methane production according to their changes. The comparison of production curves (methane, reservoir water) for 5 different values of each of the selected parameters made it possible to visualize the scope and trend of changes in the course of methane exploitation from the coal seam.
Czasopismo
Rocznik
Strony
254--264
Opis fizyczny
Bibliogr. 17 poz.
Twórcy
  • Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A 31 -503 Kraków
Bibliografia
  • Advanced Compositional and GHG Reservoir Simulator, 2009. Computer Modelling Group Ltd.
  • Busch A., Gensterblum Y., Krooss B.M., Littke R., 2004. Methane and carbon dioxide adsorption – diffusion experiments on coal: upscaling and modeling. International Journal of Coal Geology, 60: 151–168.
  • CBM Simulation Using GEM, 2014. Computer Modelling Group Ltd.
  • Chattaraj S., Mohanty D., Kumar T., Halder G., 2016. Thermodynamics, kinetics and modeling of sorption behavior of coalbed methane – A review. Journal of Unconventional Oil and Gas Resources, 16: 16–33.
  • Dudek L., Kowalska-Włodarczyk M., 2014. Pragmatyczne podejście do adsorpcji w skałach łupkowych złóż typu shale gas. Nafta-Gaz, 7: 416–424.
  • Hadro J., Wójcik I., 2013. Metan pokładów węgla: zasoby i eksploatacja. Przegląd Geologiczny, 61(7): 404–410.
  • Ibrahim A.F., Nasr-El-Din H.A., 2015. A comprehensive model to history match and predict gas/water production from coal seams. International Journal of Coal Geology, 146: 79–90.
  • Jureczka J., 2013. Uwarunkowania geologiczno-złożowe, górnicze i środowiskowe przedeksploatacyjnego odzysku metanu z pokładów węgla kierunkowymi otworami powierzchniowymi w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, 85: 129–141.
  • Karakan C.O., 2013. Production history matching to determine reservoir properties of important coal groups in the Upper Pottsville formation, Brookwood and Oak Grove fields, Black Warrior Basin, Alabama. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 10: 51–67. DOI: 10.1016/j.jngse.2012.10.005.
  • Kędzior S., 2012. Przystropowa strefa gazonośna w utworach karbonu południowej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego – występowanie, parametry zbiornikowe węgla oraz możliwości pozyskania metanu. Katowice: Uniwersytet Śląski. Prace Naukowe UŚ, Nauki o Ziemi, 2938.
  • Morad K., Mireault R., Dean L., 2008. Reservoir Engineering for Geologists – Coal Methane Fundamentals. Fekete Associates Inc., 9: 23–26.
  • Słoczyński T., Drozd A., 2017. Metan z pokładów węgla (CBM) – doświadczenia światowe i perspektywy rozwoju w Polsce. Nafta-Gaz, 11: 851–856. DOI: 10.18668/NG.2017.11.04.
  • Thomas L., 2013. Coal Geology. Second Edition. Wiley-Blackwell.
  • Weniger P., Francu J., Hemza P., Krooss B.M., 2012. Investigations on the methane and carbon dioxide sorption capacity of coal from the SW Upper Silesian Coal Basin, Czech Republic. International Journal of Coal Geology, 93: 23–39.
  • World Energy Council, 2016. World Energy Resources.
  • Xiaofei S., Yanyu Z., Kai L., Zhiyong G., 2016. A new mathematical simulation model for gas injection enhanced colbed methane recovery. Fuel, 183: 478–488.
  • YanJun M., DaZhen T., YingJie Q., Hao Xu, Yong L., 2015. Division of stages of coalbed methane desorption based on the Langmuir adsorption isotherm. Arabian Journal of Geosciences, 8: 57–65.
Uwagi
PL
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-149b4aa9-231c-448b-860b-c320d7752c4a
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.