Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental study of relationship among acoustic wave, resistivity and fluid saturation in coalbed methane reservoi

Xiao Kun, Duan Zhongyi, Yang Yaxin, Li Hongxing, Qin Zhen, Luo Qibin

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 3

1241--1249

EN

Experimental study of logging petrophysical parameters is very important for the establishment of logging evaluation model of coalbed methane reservoir. The acoustic and resistivity measurements of coal rock samples taken from the southern Qinshui Basin in China were measured under dry and saturated conditions of different salinity solutions. The variation laws of acoustic velocity and waveform with saturated salinity were analyzed. The changes of resistivity with temperature and pressure conditions were also analyzed. With the increase in salinity, acoustic velocity showed parabolic attenuation characteristics. The fluid content of coal samples can be judged by the acoustic wave. The waveform of dry coal sample presented multiple excitation state, and the waveform had larger fluctuation and smaller amplitude. The waveform of saturated salinity coal sample presented stable and smooth fluctuation characteristics. The resistivity of coal rock decreased exponentially with the increase in pressure. The property of fluid in pores can be judged by the sensitivity of resistivity of coal rock to temperature.

2

Predicting gas content in coalbed methane reservoirs using seismic waveform indication inversion: a case study from the Upper Carboniferous Benxi Formation, eastern Ordos Basin, China

Wang Jiabei, Li Zhijun, Chen Cen, Meng Cheng

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 2

623--638

EN

The identification of gas content is very important for exploration and development of coalbed methane (CBM) reservoirs. As a kind of gas-bearing reservoirs in coal seam, CBM reservoirs usually show strong heterogeneity, which makes the gas content varies greatly in the strata. What’s more, the thin interlayer that is common in coal-bearing formation makes it difficult to predict the favorable gas-bearing distribution based on conventional methods. In this study, a seismic waveform indication inversion method was applied to reveal the gas content of No. 8 coal seam reservoirs in the Upper Carboniferous Benxi Formation of the DJ area in the eastern of the Ordos Basin, China. The first step of this method is to calculate the p-wave impedance inversion volume of No. 8 coal seam. The second step is to build the correlation between elastic parameters and gas content in No. 8 coal seam. Through the statistical analysis based on velocity, density, p-wave impedance and measured gas content data of 16 wells, the fitting formula between p-wave impedance and gas content is obtained, with a highest correlation coefficient up to 96%. The third step is to calculate the gas content data volume from the p-wave impedance inversion volume by the above fitting formula, and then the quantitative plane distribution of gas content in No. 8 coal seam can be predicted. The prediction results indicate that the gas content of No. 8 coal seam can be divided into two Classes. To verify the reliability of the inversion results, the production data of well X11 was applied to verify the gas content which located in the Class I area. The application of seismic waveform indication inversion has provided a precise prediction for the spatial distribution of gas content in CBM reservoirs, serving as a basis for locating and designing wells for CBM development.

3

Integrated seismic–geological prediction of tectonic coal via main controlling factors

Liu Jing, Chang Suoliang, Zhang Sheng, Li Yanrong, Chen Qiang

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 1

173--190

EN

Tectonic coal in coal seams not only seriously restricts the development of coalbed methane (CBM), but also easily forms coal and gas outburst risk areas. Therefore, it is of great significance to effectively predict the tectonic coal in coal seams under the development scale. Currently, the prediction methods of tectonic coal include geological prediction and geophysical prediction. Due to the large scale of geological analysis and the low identifiability of geophysical response of thin coal seam, these two methods are difficult to meet the prediction requirements of tectonic coal in the development process. Therefore, this paper proposes a new method for predicting tectonic coal based on seismic–geological integrated analysis of main controlling fac tors. Firstly, the control factors of tectonic coal and their quantitative characterization are determined by geological analysis. Then, the characterization parameters of control factors are obtained by various seismic technologies. Finally, the main control factors are screened by grey correlation analysis, and the prediction model of tectonic coal distribution is established by using the main control factors, and applied in the Qinshui Basin. The results show that the structure, surrounding rock lithology and coal thickness are three kinds of geological factors controlling the development of tectonic coal and the control weight of each factor is different. Structure plays the most important role in controlling the development of tectonic coal, followed by coal thickness and surrounding rock lithology. The prediction error of two verification wells is less than 2%, which indicates that the method can provide effective guidance for coal structure evaluation in the process of CBM development and coal mining.

4

The study of gas fracturing on hard coal samples using propellants

Hebda Kamil, Habera Łukasz, Frodyma Antoni, Koślik Piotr

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 6

350--355

EN

The stimulation of deposits using high-energetic materials (propellants) may prove to be an effective method of acquiring methane in the coal basins of Poland. The propellants are a type of explosives which during combustion generate huge volumes of combustion gases at high pressure and temperature, and are able to impact rock structure, thus creating migration paths for methane. Until now, in the Department of Shooting Engineering of the Oil and Gas Institute – National Research Institute, a number of gas fracturing tests have been completed in laboratory scale. The experiments confirmed the ability of high-energy materials to influence the structure of hard coal. However, the setup of the laboratory rocket engine used in experiments forced the combustion products of high-energy materials to influence hard coal samples only from the front, which resulted in creating rather channels, and no model fractures in effect of the gas fracturing process. Therefore, we decided to develop an experimental setup, in which combustion products of high-energy materials would impact the rock in various directions, and create model fractures – not channels. The gas fracturing task was completed within the work on five selected coal samples that have been cored from bigger coal blocks, acquired from the KWK Zofiówka coal mine, operating on methane saturated coal beds, located in the Upper-Silesian Coal Basin in Poland. The series of experiments were performed on experimental fireground, managed by the Institute of Industrial Organic Chemistry, Krupski Młyn Branch. 100-gram charges of inhibited MPH propellant (MPH = low-diameter, heterogeneous) were used in the experiments. During the attempts of initiating propellants, pressure in the testing stand was recorded by means of a 100 MPa pressure sensor. In order to determine the secondary fracturing grid, the hard coal samples were scanned using the CT (computer tomography) method prior to and following the tests on the experimental fireground. Next, the original and secondary fracture grid in the samples were reconstructed using specialized computer software. The analysis of the obtained results confirmed that high-energy materials are able to impact hard coal structure, causing the creation of fractures. Furthermore, the research showed that the orientation and original amount of fractures present in rocks have a very high impact on the creation of fractures in hard coal samples.

PL

Skuteczną metodą pozyskiwania metanu w polskich zagłębiach węglowych może okazać się stymulacja złóż z wykorzystaniem materiałów wysokoenergetycznych (propelantów). Propelanty to materiały wybuchowe, które podczas spalania generują duże objętości gazów prochowych pod wysokim ciśnieniem oraz temperaturą i są w stanie wpływać na strukturę skały – tworząc drogi migracji dla metanu. Dotąd w Zakładzie Techniki Strzelniczej INiG – PIB wykonano szereg prób szczelinowania gazowego na próbkach węgla kamiennego w skali laboratoryjnej. Badania doświadczalne potwierdziły zdolność materiałów wysokoenergetycznych do wpływania na strukturę węgla kamiennego. Jednak układ laboratoryjnego silnika rakietowego wykorzystany do badań wymuszał oddziaływanie produktów spalania materiałów wysokoenergetycznych na próbki węgla kamiennego jedynie frontalne, przez co w wyniku zabiegu szczelinowania gazowego nie powstawały modelowe szczeliny, tylko kanały. Dlatego zdecydowano się opracować układ badawczy, w którym produkty spalania materiałów wysokoenergetycznych oddziaływałyby na skałę w różnych kierunkach. W pracy wykonano zabieg szczelinowania gazowego na wybranych pięciu próbkach węgla, które zostały pobrane w formie rdzenia z większych fragmentów pozyskanych z metanowej kopalni KWK Zofiówka, znajdującej się w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Szereg doświadczeń przeprowadzono na poligonie doświadczalnym należącym do Instytutu Przemysłu Organicznego, Oddział w Krupskim Młynie. Do badań wykorzystano 100-gramowe ładunki inhibitowanego paliwa MPH (małogabarytowego paliwa wysokoenergetycznego). Dodatkowo podczas prób inicjacji propelantów prowadzono rejestrację ciśnienia w układzie badawczym za pomocą czujnika ciśnienia 100 MPa. W celu określenia wtórnej sieci spękań – próbki węgla kamiennego przeskanowano tomografem komputerowym przed i po próbach na poligonie doświadczalnym. Następnie zrekonstruowano pierwotną oraz wtórną sieć spękań w próbkach z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania komputerowego. Analiza wyników potwierdziła, że materiały wysokoenergetyczne są w stanie wpływać na strukturę węgla, powodując tworzenie się szczelin. Ponadto badanie wykazało, że bardzo duży wpływ na powstawanie szczelin w próbkach węgla ma ich orientacja oraz ich ilość pierwotnie występująca w skale.

5

A smart review on the gas transportation model of coalbed methane gas based on the optimized pipeline network

Talapatra Akash, Inan Chowdhury Abed, Ujjaman Md. Shourov

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2019

|

Vol. 3, No 2

169--175

EN

Coalbed methane is extracted from the adsorbed state in coal seams with lower pressure and production rate. In previous studies, researchers only focused on the methods that were developed for making a relationship between the underground production rate and surface flow rate without any type of optimization procedure. In this study, the main purpose is to do a review on finding out of surface layout plan to optimize the maximum gas flow rate by developing an improved pipeline network. The more the optimization of the layout plan for designing pipeline network, the lower the amount of investment need to provide. Here, a mathematical model is proposed for the gas transportation based on the hydraulic and thermodynamic calculations of the pipeline network. Not only that, but also the filtration mechanism of depressurization and desorption for the gas flow through pipe section are evaluated here. After that, the pressure drop and pipeline efficiency are explored to find out the best design of pipeline network from the observed results. Finally, based on this study, many uncertainties can be reduced associated with the installation of pipeline network for gas transportation.

6

Emission of pollutants into the air during exploration of coalbed methane

Łukańko Ł., Macuda J.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2018

|

Vol. 35, no. 1

69--82

EN

Coalbed methane is usually utilized by gas well drilled from the surface. In order to increase the coefficient of methane exploration from coal seams, in a horizontal section of the well, hydraulic fracturing operations are applied. Drilling process and hydraulic fracturing operations involve emission of pollutants to the air from the fuel combustion process. In the case of drilling operations fuel is used to generate electric power, which drives the drilling device and its components, while during hydraulic fracturing to drive high-pressure pump engines.

7

Metanonośność złoża węgla kamiennego Dębieńsko w kontekście uwarunkowań geologicznych

Kędzior S.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 100

95--107

PL

Celem artykułu jest analiza zmienności metanonośności pokładów węglowych w złożu Dębieńsko i powiązanie jej z budową geologiczną tego złoża oraz przedyskutowanie możliwości wystąpienia potencjalnego zagrożenia metanowego w rejonach przyszłej eksploatacji węgla, a także gospodarczego wykorzystania metanu. Złoże węgla kamiennego Dębieńsko znajduje się w zachodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego na granicy fałdowej i dysjunktywnej strefy tektonicznej. Eksploatacja węgla w tym obszarze zakończyła się w 2000 r., jednak zainteresowanie tym złożem jest obecnie duże z uwagi na plany wszczęcia wydobycia węgla koksującego. Obszar złoża Dębieńsko jest stosunkowo dobrze rozpoznany geologicznie, m.in. z uwagi na głębokie wiercenia (do 2000 m) wykonane w jego obrębie. Warunki metanowe złoża są zróżnicowane, metanonośność wzrasta wraz z głębokością zgodnie z tzw. modelem północnym zmienności ilości metanu w GZW, zgodnie z którym pod kilkusetmetrową strefą naturalnie odgazowaną występuje strefa wysokometanowa, która w badanym obszarze rozdziela się dodatkowo na dwie podstrefy metanonośne – płytszą występującą na głębokości około 1000 m i głębszą na 1700–1900 m. Obie strefy rozdziela interwał obniżonej metanonośności. Do najistotniejszych przyczyn takiego rozkładu należą: temperatura i ciśnienie warunkujące adsorpcję metanu w pokładach węgla, a także obecność nieprzepuszczalnego pakietu iłowców i mułowców serii mułowcowej oraz budowa petrograficzna i stopień uwęglenia pokładów. Metanonośność złoża zmienia się też lateralnie głównie w zależności od tektoniki obszaru. Szczególną rolę odgrywa tu tzw. antyklina knurowsko-leszczyńska, w której stwierdzono podwyższoną ilość metanu w pokładach węgla w stosunku do obszarów sąsiednich oraz nasunięcie orłowskie wraz z systemem równoleżnikowych uskoków o reżimie tensyjnym, mogących stanowić drogi migracji metanu. Struktury te powinny być brane pod uwagę jako potencjalne źródła zagrożenia metanowego w przyszłej kopalni oraz jako perspektywiczne z punktu widzenia poszukiwania metanu jako kopaliny.

EN

The aim of this paper is an analysis of the variability of the methane content in coal seams in the area of the Dębieńsko Mine and it’s relation to the geological structure of this coal deposit, and also the possibilities of a methane hazard in the areas of future coal mining and methane utilization as a fuel. The Dębieńsko coal deposit is located in the western part of the Upper Silesian Coal Basin (USCB), on the boundary between folded and disjunctive tectonic zones. Coal exploitation in this area ended in 2000, but interest in this deposit is currently high due to plans to initiate coking coal mining. The area of the Dębieńsko mine is relatively well prospected because of the deep drillings (up to 2000 m in depth) carried out within it. The methane conditions of the deposit are varied, the methane content increases with depth according to northern pattern of methane distribution in the USCB, in which the high-methane zone occurs under the several hundred meters zone of natural outgassing of the coal seams. This zone is divided into two smaller methane sub-zones, the first (shallower) at a depth of 1000 m and the second (deeper) at 1700–1900 m. A sub-zone of lower methane content occurs between these two high-methane sub-zones. The most important reasons for this methane distribution are temperature and pressure facilitating the gas adsorption in coal seams, and also the presence of impermeable siltstones and shalestones as well as the maceral composition and coal rank of coal seams. The methane content also changes laterally in accordance with the tectonics of the area. The so called Knurów and Leszczyna Anticline with found increased methane content in coal seams in relation to neighboring areas as well as Orlova Overthrust together with the system of latitudinal faults of brittle tectonic regime which are possible pathways for methane migration play a special role here. These structures can be taken into account as a potential source of methane hazard in a future coal mine, they can also be promising structures for methane prospection as a fuel.

8

Perspektywy przemysłowego wydobycia metanu z pokładów węgla w Zagłębiu Górnośląskim

Jureczka J.

Inżynieria Górnicza

|

2017

|

nr 1-2

72--75

PL

Metan z pokładów węgla może odegrać znaczącą rolę w procesie transformacji przemysłu węglowego, co zaczyna być coraz wyraźniej dostrzegane. Odnosi się to do kontekstu zarówno gospodarczego, jak i środowiskowego. W związku z intensyfikacją odmetanowania złóż, jakie miało miejsce w ostatnich latach, ilość ujmowanego i zagospodarowanego metanu jest coraz większa, co generuje potrzebę wzmożenia działań wspomagających eksploatację węgla z pokładów metanowych, jak również ujęcie i wykorzystanie metanu. Ważnym elementem działań wspierających może okazać się przedeksploatacyjne ujęcie metanu z pokładów węgla na kilka, kilkanaście lat przed ich eksploatacją, co aktualnie jest przedmiotem projektów badawczych.

EN

Coalbed methane may play a significant role in the process of the coal industry transformation, which is being noticed more and more clearly. It can be perceived both in the economic and environmental contexts. In view of the intensification of the deposit demethanization, which has taken place in recent years, the amount of extracted and processed methane is increasing, which generates the need to intensify measures supporting coalbed methane extraction and its recycling. Preoperational coalbed methane extraction several years before the deposit mining may prove an important element of these supportive actions, which is currently the subject of research.

9

Szczelinowanie gazowe gazonośnych pokładów węgla kamiennego – badania poligonowe

Habera Ł.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 12

1063--1068

PL

Celem prezentowanych badań jest próba odpowiedzi na pytanie, czy metoda stymulacji przypływu medium do odwiertu, znana z zastosowań w przemyśle naftowym, może zostać wykorzystana w stymulacji gazonośnych pokładów węgla kamiennego. Rozważana metoda, oparta na szczelinowaniu gazowym z użyciem materiałów wysokoenergetycznych (propelantów), polega na niedetonacyjnym wykonaniu sieci spękań calizny skalnej w postaci kilku radialnych szczelin w strefie otworu udostępniającego. W artykule przedstawiono rezultaty pierwszych prób strzałowych na wybranych próbkach węgla kamiennego. W tym celu przygotowano stalowo-betonowe modele zbliżające warunki testów do otworopodobnych, opracowano metodykę badawczą służącą oszacowaniu efektów eksperymentów oraz przeprowadzono serię testów strzałowych na poligonie doświadczalnym. Efekty prób szczelinowania próbek węglowych z wykorzystaniem propelantów przedstawiono graficznie w formie rentgenogramów.

EN

The research presented in the work is an attempt to respond to the question, of whether the medium inflow stimulation method, already known from oil and gas industry applications, can be useful for stimulation of coalbed methane strata. The method in question, is based on gas fracturing with the use of high-energetic materials (propellants), it consists in non-explosive performance of rock matrix fracture network, in the form of several radial fractures within near-bore zone of borehole. The work presents results of initial shot attempts done on selected samples of hard coal. To this end several steel and concrete research models have been prepared, making the test conditions closer to simulated borehole conditions. A research methodology, serving estimation of experimental results was developed, and several shot test on an experimental fireground were executed. The effects of hard coal samples fracturing tests using propellants, are shown in graphical form, as X-ray images.

10

Uwarunkowania geologiczno-złożowe, górnicze i środowiskowe przedeksploatacyjnego odzysku metanu z pokładów węgla kierunkowymi otworami powierzchniowymi w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym

Jureczka J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2013

|

nr 85

129--141

PL

W polskich zagłębiach węglowych metan z pokładów węgla do tej pory nie był przedmiotem eksploatacji przemysłowej. Rozwój technologii wierceń horyzontalnych otwiera nowe perspektywy dla jego eksploatacji, zwłaszcza w GZW. W złożach eksploatowanych lub przewidzianych do eksploatacji istotne znaczenie ma wyprzedzające odmetanowanie pokładów węgla, które pozwoli na wcześniejsze ujęcie cennego surowca energetycznego, a następnie na eksploatację węgla w korzystniejszej sytuacji górniczej i ekonomicznej. Kluczowym zagadnieniem dla rozwoju eksploatacji/odzysku metanu jest rozpoznanie parametrów węgla, które określają jego własności zbiornikowe oraz wprowadzenie pomiarów zawartości metanu resztkowego i desorbowalnego. Zastosowanie amerykańskiej metody USBM pozwoli na dokładniejsze oszacowanie ilości metanu desorbowalnego, możliwego do pozyskania w procesie odmetanowania górotworu, w tym szczególnie do odzysku przedeksploatacyjnego.

EN

Coalbed methane in the Polish coal basins has never been the subject of commercial exploitation. Development of horizontal drilling technology opens new horizons for its production, especially in the Upper Silesian Coal Basin. Pre-mine methane drainage of coal deposits, both currently exploited and scheduled for future use, is vital since it allows for early recovery of this important energy resource as well as future exploitation of coal in more favorable mining and economic conditions. The key concern for the development of exploitation/recovery of methane is the understanding of coal characteristics, which determine its reservoir properties, along with the implementation of residual and desorbed gas measurements. Implementing the American USBM method will enable more accurate estimation of desorbed methane that could be recovered in the process of degasification of coal beds including pre-mine recovery of methane.

11

Study on coal microstructure for porosity levels assessment

Miedzińska D., Niezgoda T., Małek E., Zasada D.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

499--505

EN

The problem of methane existence in coal beds has been known for many years. It was and still it is a danger to coalminers. The aim of the research, presented in the paper, is to show and assess the porosity structure (especially micro and nanoporosity) in accordance to the dimensions of carbon dioxide particle. The characteristic surface morphology of the sample and the disclosure of the carbon porous structure have been obtained using the scanning electron microscope (SEM). The presented study of the coal microstructure is a part of the coal demethanation method with the use of liquid CO2, that has been proposed by the Military University of Technology.

12

The effect of temperature on the sorption properties of coal from Upper Silesian Coal Basin, Poland

Wierzbicki M.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 4

1163--1176

EN

This paper presents the results of studies on gas sorption performed by means of the gravimetric method. The tests were performed on two coal samples of different metamorphism degrees, came from two regions of Upper Silesian Coal Basin, Poland. The changes in sorption capacity of coals were measured in the pressure range from 0.1 MPa to 17 MPa and in temperatures ranging from 291K to 333K. Coal of a lower coalification degree was a better methane sorbent. Changes in sorption capacity of tested coals were linearly dependent on the temperature. The increase in temperature of 10K reduces the Langmuir sorption of about 0.7-0.8 [cm3/g]. Such increase of temperature causes a nonlinear increase of the Langmuir pressure (b–1). These results showed that the rise of rock temperature, caused by geothermal gradient, can induce a significant increase of equilibrium pressure of methane in coal seam. An increase of coal seam temperature may cause an increase of gas and coal outburst risk in a coal mine.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcyjnych wykonanych na dwóch rodzajach węgla o różnym stopniu uwęglenia. Próbki do badań pochodziły z kopalń „Sobieski” w Jaworznie oraz „Pniówek” w Pawłowicach. Badania polegały na przeprowadzeniu serii pomiarów izoterm sorpcji w różnych temperaturach układu węgiel-metan. Badania przeprowadzono metodą grawimetryczną, polegającą na pomiarze zmian masy węgla wywołanych sorpcją metanu. Maksymalne ciśnienie sorpcji wynosiło 1.7 MPa. Zakres zmian temperatury wynosił 40K. Dla węgla z kopalni „Pniówek” wykonano dodatkowo pomiary desorpcji metanu we wszystkich badanych temperaturach. Wyniki pozwoliły na wyznaczenie izoterm sorpcji przedstawionych w pracy oraz dopasowanie współczynników izoterm Langmuir’a. Węgiel o niższym stopniu uwęglenia okazał się lepszym sorbentem dla metanu. Zmiany wartości maksymalnych sorpcji Langmuira w funkcji temperatury mają charakter liniowy a współczynniki kierunkowe prostych dopasowanych do wyników pomiaru mają bardzo zbliżone wartości. Analizując względne zmiany pojemności sorpcyjnej w procesach sorpcji i desorpcji można, że największe różnice pomiędzy wartościami sorpcji i desorpcji występują przy niskich wartościach ciśnień. Przy ciśnieniu 0.1 MPawynoszą one od ok. 16% do ok. 20%. Przy ciśnieniu powyżej 0.5 MPa wielkość histerezy nie przekracza 5%. W pracy przedstawiono również rozważania dotyczące wpływu zmian temperatury złożowej, wywołanego gradientem geotermicznym na zmiany ciśnienia równowagowego metanu w pokładzie. Do obliczenia wykonano dla przykładowych głębokości od od 600 m do 1400 m. Wyniki pokazują, że waz ze wzrostem metanonośności i głębokości gwałtownie może wzrastać ciśnienie równowagowe metanu w pokładach węgla. Ciśnienie metanu jest jednym z najważniejszych parametrów wpływających na możliwość występowania wyrzutów metanu i skał w kopalniach. Należy przypuszczać, że zagrożenie wyrzutami metanu i skał będzie wzrastało wraz z głębokością prowadzenia robót górniczych.

13

Polskie doświadczenia w zakresie odgazowania złóż węgla

Grzybek I., Respondek A.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2012

|

R. 15, Nr 5 (169)

4--10

PL

Polityka energetyczna Polski do 2030 r. zakłada, że do wzrostu bezpieczeństwa dostaw paliw i energii może przyczynić się m.in. metan z pokładów węgla (MPW). Przegląd dotychczasowych doświadczeń z GZW, w zakresie odmetanowania kopalń oraz pozyskania metanu otworami z powierzchni, potwierdza to założenie. Dowodzi jednak, że używanie aktualnie stosowanych technologii, z uwagi na niekorzystne warunki geologiczno-gazowe, umożliwia jedynie niewielką produkcję gazu - głównie odmetanowaniem eksploatacyjnym oraz pozyskaniem MPW ze zrobów czynnych i zlikwidowanych kopalń węgla. Szanse wzrostu produkcji MPW oraz związanej z tym poprawy bezpieczeństwa planowanej, przyszłej eksploatacji węgla wiążą się z nowymi technologiami. Najbardziej obiecującymi spośród nich wydają się technologie zapewniające stymulację przepuszczalności pokładów węgla oraz szersze ich otwarcie otworami wiertniczymi (otwory horyzontalne, szczelinowanie hydrauliczne). Dla poprawy wykorzystania MPW celowym jest też rozwój technologii wykorzystania metanu emitowanego wraz z powietrzem wentylacyjnym kopalń.

EN

Polish Energy Policy up to 2030 assumes that coalbed methane can contribute to the improvement of safety of fuels and energy supply. The review of up to date experience gathered from the Upper Silesian Coal Basin in the area of coal mines degasation and CBM production by surface boreholes confirms the assumption. At the same time, however it evidences that, because of difficult geological-gassy conditions, the use of current technologies makes only possible small gas production, mainly by longwall panels degasation and gas collecting from the gobs of operating and abandoned coal mines. A chance for increase of CBM production as well as improvement of the safety of mining operations planned in the future is set on new technologies. Among them, technologies assuring stimulation of coal seams permeability and wider opening of them by boreholes (horizontal wells, hydrofracturing) seem the most promising. At the other side, for the increase of CMM utilization there is useful to develop technology for VAM use.

14

Energetyczne wykorzystanie metanu z pokładów węgla - doświadczenia JSW S.A. i perspektywy w aspekcie zmian w Prawie Energetycznym

Gatnar K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2010

|

nr 78

59-73

PL

W referacie przedstawiono ogólną informację o JSW S.A. i SEJ S.A. jako inwestorach układów kogeneracji i trójgeneracji, w których źródło zasilania stanowią silniki gazowe pracujące na bazie metanu z odmetanowania kopalń. Podano informację dotyczącą zasobów, ujęcia i kierunków wykorzystania mieszanek metanowych ujmowanych odmetanowaniem, a także realizację programu zagospodarowania tego paliwa. Przedstawiono układy energetyczne z silnikami gazowymi w kopalniach "Pniówek", "Krupiński", "Borynia" i "Budryk" podając dane techniczne i relacje ekonomiczne w zakresie kosztów produkcji i pokrycia zapotrzebowania kopalni na energię elektryczną i ciepło. W podsumowaniu omówiono rolę układów energetycznych opartych na silnikach gazowych, w zaopatrzeniu kopalń w energię elektryczną, ciepło i "chłód", a także możliwości dalszego rozwoju energetyki na bazie silników gazowych, wykorzystujących tanie lokalne paliwo, jakim jest metan z odmetanowania pokładów węgla. Podkreślono aspekt ekologiczny takiego rozwiązania.

EN

The paper presents general information about the JSW S.A. and SEJ S.A. as the investors of cogeneration and trigeneration systems, where the gas engines working in the basis of the methane from coal mines are used as the power source. It discusses the sources, drainage and ways of utilization of methane mixtures received from demethanisation, and results of methane utilization program as well. The paper presents technical data combined energy systems witch gas engines in coal mines "Pniówek", "Krupiński", "Borynia", "Budryk" and presents economic relations between the production costs and the coverage of electricity and heat demand of the coal mine. Final conclusions try to describe the role of energy systems basing on gas engines in the covering of coal mine energy demand (electrity, heat, cooling) and the possibility of further development of power engineering on basis of gas engines exploiting a cheap, local fuel, as the methane from demethanisation of coal beds. Ecological aspects of such a solutions have been pointed out as well.

15

Metan pokładów węgla na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Kwarciński J., Hadro J.

Przegląd Geologiczny

|

2008

|

Vol. 56, nr 6

485-485

EN

Coalbed methane (CBM) should be considered complementary to conventional gas. CBM resource is estimated at 28.5 billion m3 for active coal mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) and 124.5 billion m3 for the prospective areas outside of coal mines. The large CBM resource of the USCB, which is comparable with all conventional gas reserves in Poland, could significantly improve the energy balance of our country. Currently, CBM is produced only in association with coal production, and methane is considered as a by-product of coal extraction. Methane production from active coal mines is 289 million m3 whereas only 50% of methane gas is utilized. If the sizeable CBM resource of the USCB could be successfully combined with the state-of-the-art technologies of CBM production (horizontal wells), coalbed gas would soon become a significant portion of natural gas supply in Poland. Undoubtedly, an active role of the Polish government in stimulating CBM investments would significantly help to achieve this objective.

16

Występowanie płytkiej strefy wysokometanowych pokładów węgla w rejonie Pawłowic (Górnośląskie Zagłębie Węglowe)

Kędzior S.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2008

|

nr 429

69-73

PL

W artykule przedstawiono rozmieszczenie i zasięg występowania płytkiej strefy metanowych pokładów węgla, wyznaczonej na podstawie danych metanonośności pokładów węgla pochodzących z powierzchniowych otworów wiertniczych, zlokalizowanych w rejonie Pawłowic. Na występowanie tej strefy znaczny wpływ ma ukształtowanie stropu utworów karbonu.

EN

The article presents the distribution and extent of the shallow coalbed methane zone based on the methane bearing capacity data, obtained from surface bore-holes drilled in the Pawłowice area. The results of the analysis show that the relief of the top-Carboniferous surface strongly influenced the presence and layout of the shallow methane bearing zone in the study area.

17

Acoustic emission and volumetric strain induced in coal by the displacement sorption of methane and carbone dioxide

Majewska Z., Ziętek J.

Acta Geophysica

|

2008

|

Vol. 56, no. 2

372-390

EN

The aim of this study was to assess whether acoustic emission (AE) could carry information on preferential sorption/desorption of CH4 or CO2 in coal. AE and expansion/contraction of two nearly identical cylindrical coal samples were continuously monitored during displacement sorption experiments. One sample was subjected to presorption of CH4, followed by sorption of CH4/CO2 mixture. With the other one, presorption of CO2 preceded sorption of the mixture. The results obtained are the following: first, AE and stain kinetics show that the affinity of the coal tested is higher for CO2 than for CH4; second, methane is preferentially desorbed after presorption of CH4 - sorption of mixture of CH4 and CO2; third, during displacement sorption, kinetics of AE and sample swell-ing/shrinkage bring out the importance of presorption and the sorbate used. It matters whether the coal is first exposed to CH4 or to CO2. The present study has demonstrated that injection of CO2 into the coal previously exposed to CH4 causes considerable swelling of the coal. On desorption after CH4/CO2 exchange sorption, initial shrinkage is followed by swelling of the coal. These results could have implications for the sequestration of CO2 in coal seams and CH4 recovery from coalbeds (ECBM). Swelling/shrinkage of the coal matrix should be included in models used to predict coal permeability and gas flow rates. They also show that the AE technique can give more insights into coal matrix-gas interactions.

18

Układy energetyczne wykorzystujące metan z odmetanowania kopalń JSW SA jako element lokalnego rynku energii

Gatnar K.

Polityka Energetyczna

|

2007

|

T. 10, spec. 2

515-524

PL

Referat rozpoczynają informacje o JSW S.A. i SEJ S.A. Następnie na przykładzie zrealizowanych układów: trójgeneracyjnego w EC "Pniówek" (produkcja energii elektrycznej, ciepła i "chłodu") oraz kogeneracyjnego w EC "Suszec" (produkcja energii elektrycznej i ciepła) omówiono efekty uzyskane dzięki wykorzystaniu w silnikach gazowych metanu z odmetanowania kopalń JSW S.A. Przedstawiono dane techniczne układów i stopień pokrycia potrzeb kopalni produkcją z układów skojarzonych.

EN

The paper starts with information on JSW SA and SEJ SA. On the basis of completed trigeneration system (electricity, heat and cooling) in EC "Pniówek" and generation system (electricity and heat production) in EC "Suszec" the paper describes results obtained from using of methane from demethanization as a fuel for gas engines. The technical data of those systems and rate of coverage of coal mine energy demand by the cogeneration systems are also presented.

19

Acoustic emission and sorptive deformation induced in coals of various rank by the sorption-desorption of gas

Majewska Z., Ziętek J.

Acta Geophysica

|

2007

|

Vol. 55, no. 3

324-343

EN

Simultaneous measurements of acoustic emission (AE) and expansion/ contraction of coal samples subjected to gas sorption-desorption processes were conducted on high- and medium-rank coal. The aim of this study was to examine the influence of the coal rank and type of sorbate on measured AE and strain characteristics. The experimental equipment employed in this study consisted of a pressure vessel and associated pressurisation and monitoring units. The arrangement of pressure-vacuum valves permitted the coal sample to be pressurised and depressurised. Carbon-dioxide and methane were used as sorbats. Acoustic emission and strains were recorded continuously for a period of 50 hours during sorption and for at least 12 hours during the desorption process. Tests were conducted on cylindrical coal samples at 298 K. The experimental data were presented as plots of AE basic parameters versus time and in strain diagrams. These studies lead to the following conclusions: 1. There are significant differences in AE and strain characteristics for the two sys-tems (coal-CO2 and coal-CH4); 2. There is a direct influence of rank and type of coal on its behaviour during the sorption-desorption of gas. An attempt has been made to interpret the results obtained on the grounds of the copolymer model of coal structure. More research is needed into this topic in order to get a quantitative description of the observed facts.

20

The influence of tectonic factor on methane bearing capacity in chosen areas of the Upper Silesian Coal Basin

Kędzior S.

Polish Geological Institute Special Papers

|

2002

|

Vol. 7

143-148

EN

The paper presents general information on variability of coalbed methane bearing capacity in tectonic zones, faults, rock fissures etc. Methane occurrences were compared in two tectonic zones of the Upper Silesian Coal Basin - the zone of fault-block tectonics and the folded one. The influence of big size faults (i.e. Bzie-Czechowice fault) and neighbouring fissures on methane bearing capacity is strongly marked in the zone of fault-block tectonics. The most important tectonic factors influencing the methane occurrence in the folded zone are Chwałowice and Jejkowice depressions and also Orlová and Michalkovice overthrusts. The methane bearing zones are parallel to Chwałowice and Jejkowice depressions bottom axis. Presence of Carpathian nappes intensifies rock fissuring process, which could involve the methane migration and cause degasification of coal seams lying under these nappes.