Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

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.

3

Nowoczesne technologie wiercenia kierunkowego wykorzystane przy wierceniu intersekcyjnego układu otworów

Ćwik Maciej, Adamiak Jacek, Kępiński Michał

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 9

587--592

PL

Artykuł dotyczy wykorzystania technologii wiercenia otworów kierunkowych – tzw. intersekcyjnych, które Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA wykonało w ramach prac badawczych prowadzonych w latach 2016–2021. Projekt miał na celu wykorzystanie nowoczesnych technologii w próbach rozpoznania złóż niekonwencjonalnych – formacji węglowych o niskiej przepuszczalności i niskim ciśnieniu złożowym, otworami wierconymi z powierzchni na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przedstawiono zasadę gromadzenia się gazu w węglu (zjawisko adsorpcji opisywane modelem Langmuira) oraz sposób eksploatacji przez odwrócenie tego zjawiska i doprowadzenie do desorpcji przy wykorzystaniu odwadniania górotworu przez pompę zamontowaną w otworze pionowym poniżej intersekcji z otworem poziomym (horyzontalnym). Wyjaśniono celowość wiercenia otworu z odcinkiem horyzontalnym jako sposób zwiększenia strefy drenażu formacji produktywnej. W artykule zwrócono uwagę na zagadnienia związane z mechaniką górotworu, a dokładnie z określeniem kierunków naprężeń jako kluczowego parametru przy ustalaniu trajektorii otworów, które mają podlegać szczelinowaniu hydraulicznemu. Orientacja otworu prostopadle do kierunku maksymalnych naprężeń SHmax pozwala osiągać maksymalną wielkość stymulowanej strefy przyodwiertowej podczas zabiegu intensyfikacyjnego. Kluczowym fragmentem artykułu jest opis prac związanych z projektowaniem, a następnie wykonaniem systemu przecinających się (intersekcyjnych) otworów kierunkowych. Pionierskość omawianego projektu polegała zarówno na zastosowaniu technologii namierzania magnetycznego (ang. active magnetic rangening), jak i na wierceniu systemu otworów z jednego „placu” w sąsiedztwie dodatkowego otworu (również intersekcyjnego z otworem pionowym). Wykorzystane technologie wiercenia RSS (ang. rotary steerable system) pozwoliły na zrealizowanie zaprojektowanych trajektorii otworów i trafienie narzędziem o średnicy 6 cali w rurę z włókna szklanego o średnicy 7 cali na głębokości około 850 metrów. We wnioskach autorzy podkreślają innowacyjność wykonanych prac, zarówno w skali firmy, kraju, jak i światowej. Podają również przykłady zastosowania wykorzystanych technologii. Wart podkreślenia jest fakt, że wykonalność zaprojektowanych prac badawczych została potwierdzona w zastosowaniu przemysłowym.

EN

The article examines the use of directional and intersection drilling technology applied by Polish Oil and Gas Company (PGNiG) as part of research work carried out between 2016 and 2021. The project was aimed at using advanced technologies in assessment of prospectivity of unconventional reservoirs – coal formations with low permeability and low pore pressure with wells drilled from the surface in the Upper Silesian Coal Basin. Firstly, the mechanism of gas accumulation in coal was described (the adsorption phenomenon defined by the Langmuir model), followed by the method of exploitation by desorption using a pump installed in a vertical well below the intersection with a horizontal section. Finally, the expediency of drilling a well with a horizontal section as a way to increase the drainage zone of a productive formation was explained. The article draws attention to the issues related to the geomechanics, and more precisely to the determination of the stress azimuth as a key parameter in determining the optimal trajectory of the wells to be subjected to hydraulic fracturing. The findings suggest that the orientation of the well perpendicular to the direction of the maximum stresses SHmax allows to achieve the maximum stimulated rock volume during the intensification treatment. The key fragment of the paper describes the work related to the design and execution of a system of intersecting directional wells. The pioneering character of the discussed project consisted in both using active magnetic ranging technology and drilling a set of wells from one location. The RSS (rotary sterable system) drilling technology allowed for the execution of the designed well trajectories and for hitting a 7-inch diameter fiberglass pipe at a depth of about 850 meters with a 6-inch diameter tool. The conclusions emphasize the innovativeness of the performed work on the local (company), national and global scale. Examples of the application of the used technologies are also provided. It is worth highlighting that the feasibility of the designed research work has been confirmed in industrial application.

4

Drilling muds for coal deposits

Błaż Sławomir

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 10

701--709

EN

The instability of coal beds, both in the overburden and in the production zone during drilling, in particular with directional borehole, is well known. One of the main coal attributes is presence of cracks and micro-fractures in it. This linked network of cracks is considered as the main source of many problems related to coal instability. Stresses occurring in such formations exceed the coal compressive strength. During drilling, coal becomes unstable, which can result in borehole wall collapsing, stuck pipe, or even complete loss of the borehole. Using improper drilling muds can cause additional problems. In coal, a poorly selected drilling mud can damage the natural permeability of the near-well zone. Drilling muds penetrating the pores and cracks in the coal can lead to permanent destruction of the near-well zone, partially or completely limiting the supply of methane to the borehole. Muds used for drilling in coal deposits should therefore both stabilize the borehole wall and affect minor damage to the drilled formation. The experience acquired while drilling low-permeability shale rocks generally does not correlate with the practices and guidelines used to drill holes in coal deposits due to the unique physical and mechanical characteristics of coal. One of the ways to improve the stability of coal deposits when using water-based drilling muds is to prevent the penetration of mud filtrate into the rock matrix, which can be achieved by chemical modification of the drilling mud composition or physical sealing of pores and fractures with special materials. The article presents research on the development of a new drilling mud system dedicated to coalbed methane (CBM) drilling.

PL

Niestabilność pokładów węgla zarówno w nadkładzie, jak i w strefie produktywnej podczas ich rozwiercania, w szczególności otworami kierunkowymi, jest powszechnie znana. Jedną z głównych cech węgla jest występowanie w nim systemu spękań i mikroszczelin. To właśnie tę połączoną sieć spękań uważa się za źródło wielu problemów związanych z niestabilnością węgla. Występujące naprężenia w takich formacjach przewyższają wytrzymałość węgla kamiennego na ściskanie. Podczas realizacji prac wiertniczych węgiel kamienny staje się niestabilny, może dochodzić do obsypywania ścian otworu, przychwycenia przewodu, a niekiedy do całkowitej utraty otworu. Zastosowanie do wiercenia niewłaściwych płuczek wiertniczych może powodować dodatkowe problemy. W skale, jaką jest węgiel kamienny, źle dobrana płuczka wiertnicza może uszkodzić naturalną przepuszczalność strefy przyotworowej. Płuczka, wnikając w pory oraz spękania węgla, może doprowadzić do trwałego zniszczenia strefy przyotworowej, ograniczając częściowo lub całkowicie dopływ metanu do otworu. Płuczka wiertnicza stosowana do przewiercania pokładów węgla powinna zatem zarówno stabilizować otwór podczas fazy wiercenia, jak też wpływać na niewielkie uszkodzenie przewiercanej formacji. Doświadczenia nabyte podczas przewiercania skał łupkowych o niskiej przepuszczalności na ogół nie korelują z praktykami i wytycznymi w zakresie wiercenia otworów w pokładach węgla z uwagi na wyjątkową charakterystykę fizyczno-mechaniczną węgli. Jednym ze sposobów poprawy stabilności utworów węgla przy wykorzystywaniu wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych jest przeciwdziałanie wnikaniu filtratu płuczkowego do matrycy skały, co można osiągnąć poprzez chemiczną modyfikację składu płuczki wiertniczej lub fizyczne uszczelnianie porów i szczelin specjalnymi materiałami. W artykule przedstawiono badania nad opracowaniem nowego systemu płuczki wiertniczej przeznaczonej do rozwiercania złóż metanu zlokalizowanego w pokładach węgla kamiennego.

5

Optimization of the distribution of drilling boreholes in methane production from coal seams

Wątor Anna, Chećko Jarosław, Urych Tomasz

Journal of Sustainable Mining

|

2020

|

Vol. 19, iss. 4

272--285

EN

The paper presents an evaluation of methane production from coal seams. The Warszowice-Pawłowice Północ deposit was selected for numerical modelling of methane production. The numerical model was made for a fragment of this deposit of about 2 km2. The numerical model was constructed for 6 seams. Three deposits were selected for simulation of methane production. Three horizontal boreholes were designed within the model area, referring to the existing Suszec19 borehole. A number of simulations related to methane production from the selected deposits were performed. They included different variants of the number of boreholes and also took into account the z-pinnate method. The analyses proved that the most advantageous is the production of 3 directional boreholes simultaneously with the z-pinnate method. For this variant the degree of methane production was 21.9% of the estimated resources.

6

Badania temperatury spalania propelantów w układach z przybitką cieczy

Habera Łukasz, Frodyma Antoni, Hebda Kamil, Koślik Piotr

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 9

556--560

PL

Celem pracy był bezpośredni pomiar temperatury spalania próbek paliw prochowych (propelantów) mogących znaleźć zastosowanie w pracach szczelinowania gazowego gazonośnych pokładów węgla kamiennego. Eksperymenty prowadzono na specjalnie zaprojektowanym strzałowym stanowisku badawczym. Zaproponowany układ pozwalał na wykonanie rejestracji ciśnień podczas spalania próbek paliw inicjowanych za pomocą zapłonników pirotechnicznych. Na podstawie uzyskanych charakterystyk zmian ciśnienia w czasie p(t) wyznaczone zostały podstawowe parametry użytkowe, tj. temperatura gazów prochowych i maksymalne ciśnienie. Testy polegały na zapłonie wyselekcjonowanych paliw wysokoenergetycznych w warunkach zawodnionych oraz na bezpośrednim pomiarze temperatury i ciśnienia spalania. Wykonano dziewięć pozytywnych prób spalania paliwa wysokoenergetycznego o różnej masie. Głównym wyzwaniem w pracy była próba odpowiedzenia na pytanie czy metoda stymulacji przypływu płynu do odwiertu dobrze sprawdzona w otworach ropnych i gazowych może znaleźć zastosowanie w pracach ułatwiających przepływ metanu w formacjach węglowych. Metoda oparta na szczelinowaniu gazowym z wykorzystaniem materiałów wysokoenergetycznych polega na niedetonacyjnym indukowaniu radialnej siatki szczelin w strefie przyotworowej. Zakres badań obejmuje dziewięć testów strzałowych na poligonie doświadczalnym realizowanych z użyciem różnych paliw prochowych spalanych w warunkach zawodnionych – z tzw. przybitką w postaci cieczy. Stalowe modele strzałowe zostały przygotowane tak, aby imitować warunki typowe dla tych, które dominują w stymulowanej warstwie węgla. Wstępne badania przeprowadzone w INiG – PIB wykazują, iż bezpośrednie przełożenie technologii szczelinowania z użyciem propelantów (znanej z przemysłu naftowego) na zabiegi szczelinowania pokładów węgla kamiennego wydaje się być niemożliwe. Adaptacji do warunków fizycznych zalegania węgla kamiennego wymaga przede wszystkim paliwo propelantowe. Głównym problemem postawionym w artykule jest wybór propelantu, którego temperatura spalania nie przekroczy 580°C, przy której następuje samozapłon metanu. Weryfikacja paliw prochowych (propelantów) mogą- cych znaleźć zastosowanie w procesie szczelinowania gazowego złóż niekonwencjonalnych, a zwłaszcza gazonośnych pokładów węgla będzie realizowana na drodze badań poligonowych z wykorzystaniem komory strzałowej.

EN

The work was aimed at direct measurement of the combustion temperature of powder fuel samples (propellants) that may find application in gas-fracturing works in coal-bed methane strata. The experiments were performed on a purposefully designed blasting test stand. The proposed arrangement enabled recording pressures created during the combustion of propellant samples, ignited by means of pyrotechnic igniters. On the grounds of the obtained pressure change characteristics in time p(t), the basic operating parameters were determined, i.e. the temperature of propellant-generated gases and the maximum pressure. The tests consisted in igniting selected high-energy fuels in water-flooded conditions and in direct temperature and combustion pressure measurements. Nine successful tests of high-energy fuel combustion, featuring various masses, were performed. The goal of the study was to answer the question whether the method which stimulates medium influx to the borehole, well-known for applications in the oil sector, can be applied in coal bed stimulation. The method, based on gas fracturing with the use of high-energy materials, consists in making non-detonation cracking of the rock bed in the shape of several radial fractures in the zone near the borehole. The scope of the study comprises test shots in the testing ground using selected propellant charges. The steel-pipe models were prepared so as to imitate the conditions typical of those dominating in the borehole, and methodology was developed for appropriate evaluation of the test results. Initial studies carried out in Oil and Gas Institute – National Research Institute have proved that direct transformation of fracturing technology with propellants known from the oil industry into coal seams appears to be impossible. First and foremost, the propellant fuel itself requires adaptation to physical conditions of coal deposition. The main issue in the work is selection of the propellant, the combustion temperature of which would not exceed 580°C, at which self-ignition of methane occurs. Verification of powder fuels (propellants) that may find use in gas-fracturing process of unconventional resources, particularly coal-bed methane strata, will be executed by means of fire-ground tests with use of a blasting chamber.

7

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.

8

Metan z pokładów węgla w GZW – prace rekonstrukcyjne i intensyfikacyjne w otworach Gilowice-1 i Gilowice-2H

Ćwik Maciej, Stopyra Edyta

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2019

|

nr 9

12--16

PL

rtykuł zawiera podstawowe informacje dotyczące robót geologicznych przeprowadzonych w ramach projektu badawczego „Gilowice”, zrealizowanego przez konsorcjum PGNiG S.A. oraz PIG – PIB w latach 2016–2018, będącego jednocześnie etapem I projektu Geo-Metan.

EN

Between 2016 and 2018, the consortium of PGNiG S.A. and PIG–PIB (Polish Geological Institute –National Research Institute) performed reconstruction and intensification works at the intersectional well system of Gilowice-1/Gilowice-2H, drilled between 2011 and 2012 by Dart Energy (Poland) Sp. z o.o. Several modern technologies were used to obtain increased methane flow from coal seams. After lowering 4 1/2" casing strings into the Gilowice-2H well, hydraulic fracturing with a proppant was performed in the horizontal section (using plug and perf technology). Next, the production test commenced, consisting in its first stage in the collection of spent fracturing fluid (the so-called flowback ), and lowering the liquid surface in the well during the next stage so as to exceed the critical desorption pressure and obtain a constant flow of gas. Analysis of data obtained from the test confirmed the effectiveness of the technologies used: a 60-fold increase in gas extraction was obtained while using the same pressure depression. The results of the work carried out in the Gilowice-1 and Gilowice-2H well system were so promising that it was decided to drill further wells and designate them for hydraulic fracturing. In addition, the Gilowice-1 well was designated for management.

9

The study on combustion of propellants in airborne conditions

Habera Ł., Hebda K., Koślik P.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 8

592--597

EN

The resources of coal-bed methane in Poland, and especially in Upper-Silesian Coal Basin are estimated on tens of billions cubic meters. These are significant raw material quantities, that should take an interest in terms of acquiring them and producing in safe manner. Considering, however, very low permeability of coal-bed formations, such accumulation of hydrocarbons can be counted among unconventional deposits, requiring specific first working method. Well-known and properly mastered method of influencing the gas-rich coal-bed, consisting in reducing formation pressure by rock-mass stress relieving, effected by means of dewatering of coal beds, gives only moderate production and economical results. Despite the rock-mass pressure decreasing down to sorption isotherm value will result in process of releasing adsorbed methane, the negligible permeability of coal rock forces searching of additional, more effective methods of coal beds stimulation, facilitating flow of released methane through the formation. In opinion of the work authors, application of gas-fracturing technology using low combustion temperature propellants may contribute to effective releasing of methane and flow of the gas to producing boreholes.

PL

Zasoby metanu zalegającego w pokładach węgla kamiennego w Polsce, zwłaszcza w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, szacowane są na dziesiątki miliardów metrów sześciennych. Są to znaczne ilości surowca, którymi należy się zainteresować w kontekście pozyskania i ich bezpiecznej eksploatacji. Jednak z uwagi na bardzo niską przepuszczalność formacji węglowej taką akumulację węglowodorów możemy nazwać złożem niekonwencjonalnym, wymagającym szczególnego sposobu udostępnienia. Rozpowszechniona i dobrze opanowana metoda oddziaływania na gazonośny pokład węgla, polegająca na obniżeniu ciśnienia w złożu przez odprężenie górotworu, powodowane odwodnieniem pokładów węgla, przynosi umiarkowane rezultaty eksploatacyjne i ekonomiczne. Jakkolwiek obniżenie ciśnienia w górotworze do wartości izotermy sorpcji powoduje proces uwolnienia zaabsorbowanego metanu, to jednak znikoma przepuszczalność skały węglowej wymusza poszukiwanie dodatkowych, bardziej efektywnych metod stymulacji pokładów węgla umożliwiających przepływ uwolnionego metanu w złożu. Zdaniem autorów zastosowanie technologii szczelinowania gazowego z zastosowaniem propelantów o niskiej temperaturze spalania może przyczynić się do skutecznego uwolnienia metanu i przepływu gazu do otworów eksploatacyjnych.

10

Metan z pokładów węgla (CBM) – doświadczenia światowe i perspektywy rozwoju w Polsce

Słoczyński T., Drozd A.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 11

851--856

PL

W artykule przedstawiono rozmieszczenie i wartości udokumentowanych zasobów geologicznych metanu w pokładach węgla (CBM) na świecie oraz dane dotyczące ich wydobycia. Scharakteryzowano warunki występowania akumulacji metanu w pokładach węgla kamiennego. Omówiono korzyści płynące z wykorzystania metanu w procesach technologiczno-produkcyjnych oraz zagrożenia związane z jego wydobyciem.

EN

The paper presents the distribution and value of documented coalbed methane (CBM) geological resources in the world and presents the history of the production of coaldbed gas. Conditions of the CBM accumulations occurrence were characterized. The benefits of using methane in the process of technological production – and the risks associated with its extraction were discussed.

11

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.

12

Perspektywy zagospodarowania metanu z pokładów węgla w świetle aktualnej polityki energetycznej Polski

Sienkiewicz M.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2016

|

R. 19, Nr 10-11-12 (218)

9-11

13

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.

14

Zagospodarowanie metanu z pokładów węgla - stan obecny i perspektywy

Kaliski M., Wojciechowski R., Szurlej A.

Polityka Energetyczna

|

2013

|

T. 16, z. 4

189--200

PL

W artykule dokonano przeglądu doświadczeń krajowych w zagospodarowaniu metanu z pokładów węgla w latach 2002-2012 oraz przeanalizowano rozwój wykorzystania tego gazu w USA i Australii. Za wyborem tych państw przemawia odpowiednio skala oraz rozwój dynamiki wydobycia, a także plany Australii w zakresie eksportu metanu poprzez jego upłynnianie (LNG). Pozostałymi państwami wydobywającymi metan z pokładów węgla na skalę przemysłową są Chiny, Kanada oraz Indie. Ze względu na sposób pozyskania metanu z węgla wyróżnia się kilka rodzajów tego gazu i dla usystematyzowania zestawiono ich nazwy oraz wskazano różnice pomiędzy nimi. Dokonano przeglądu zasobów metanu z pokładów węgla w Polsce na tle zasobów światowych oraz przybliżono sposoby zagospodarowania tego gazu oraz rozwój technologii zagospodarowania. Przenalizowano zależność pomiędzy metanowością bezwzględną a poziomem wydobycia węgla kamiennego w Polsce oraz poziom zużycia metanu do produkcji energii elektrycznej i ciepła. JSW ma największe doświadczenia w zakresie energetycznego wykorzystania metanu. Przybliżono także doświadczenia pozostałych spółek węglowych w zagospodarowaniu metanu (KW i KHW). Oceniono rozwój zagospodarowania metanu z pokładów węgla z punktu widzenia systemu wsparcia wprowadzonego ustawą z dnia 8 stycznia 2010 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne oraz o zmianie niektórych innych ustaw. W podsumowaniu przywołano doświadczenia amerykańskich koncernów naftowych sprzed około dwudziestu lat w zakresie zagospodarowania metanu, które wówczas nie zakończyły się sukcesem. Dlatego też niezbędne są kolejne badania i współpraca przedsiębiorstw, świata nauki i wsparcie ze strony państwa.

EN

This paper provides an overview of national experiences in developing coal bed methane over the years 2002-2012, and analyses the development of its utilisation in the US and Australia. The choice of these countries was supported by their scale of methane production and the development of production dynamics, as well as Australia's plans to export methane through its liquefaction (LNG). The remaining countries producing methane from coal beds on an industrial scale are China, Canada, and India. This paper arranges by name and characterizes the features of several types of methane recovered from coal. It reviews coal bed methane resources in Poland and compares these to global resources. The paper also presents techniques of gas development as well as their technological advancements. Also analysed is the relationship between the total volume of methane and the level of hard coal production in Poland, in addition to the amount of methane consumption used to produce electricity and heat. The mining firm JSW has the most experience in utilising methane for energy production. Other mining companies are also presented with details on their experience in the commercial development of methane (KW and KHW). Advances in coal bed methane utilisation have been estimated according to the support system introduced by the Act of January 8, 2010 on amending the Energy Law and on amending certain other acts. The summary considers the experiences of US oil companies over the past twenty years in terms of methane extraction which proved unsuccessful. It is therefore necessary to carry out further research and develop cooperation between companies and the scientific world, as well as to receive government support.

15

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.

16

Analiza skuteczności wprowadzonego systemu wsparcia wytwarzania energii elektrycznej z metanu

Kaliski M., Wojciechowski R., Szurlej A.

Polityka Energetyczna

|

2012

|

T. 15, z. 4

57-69

PL

W artykule dokonano przeglądu zasobów metanu z kopalń w Polsce oraz sposobów zagospodarowania tego gazu. Scharakteryzowano system wsparcia oraz przedstawiono podstawowe informacje o jego funkcjonowaniu w latach 2010-2011 r. Dokonana została uproszczona analiza ekonomiczna działającego systemu oraz przedstawiono rekomendacje. Ustawą z dnia 8 stycznia 2010 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne oraz o zmianie niektórych innych ustaw wprowadzono system wsparcia w postaci świadectw pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji w jednostce opalanej metanem uwalnianym i ujmowanym przy dołowych robotach górniczych w czynnych, likwidowanych lub zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego. Istniejące obecnie w Polsce mechanizmy wsparcia dla produkcji energii elektrycznej z metanu, pochodzącego z kopalń węgla kamiennego są niewystarczające. Stworzony w 2010 r. system wsparcia w postaci świadectw oraz udzielanie pomocy publicznej przeznaczonej na inwestycje budowy nowych lub przystosowania istniej?cych instalacji energetycznych do wykorzystywania metanu pochodz?cego z odmetanowania kopalń węgla kamiennego nie zachęcają do zwiększenia gospodarczego wykorzystania metanu. W wyniku przeprowadzonej analizy wynika, iż należałoby: oprzeć system wsparcia na zasadach takich, jak dla systemu wsparcia odnawialnych źródeł energii (OZE), bez konieczności produkcji energii w kogeneracji, zwiększyć wartość opłaty zastępczej stosowanej w obecnym systemie wsparcia, stworzyć system wsparcia dla utylizacji i zagospodarowania metanu wentylacyjnego. Stosowane aktualnie technologie odmetanowania powodują, że metan uwalniany w trakcie robót górniczych jest w około 30% ujmowany odmetanowaniem, a w 70% usuwany na drodze wentylacyjnej. Możliwe jest zwiększenie poziomu odmetanowania z zastosowaniem obecnych technologii wydobycia węgla, czyli uj?cie 60% metanu i wyemitowanie do atmosfery 40%. Po wprowadzeniu zmian w systemie wsparcia obserwowany będzie znacz?cy efekt ekologiczny związany z zagospodarowaniem metanu.

EN

This paper presents a review of coal mine methane resources in Poland and methods of their utilization. It characterizes the support system and presents principle information concerning the system’s functioning in the years 2010–2011. Basic economic analysis of existing systems was performed, and recommendations are presented. Based on the law dated January 8th 2010 – Energy law and changes of selected other acts certain support system based on the certificates of electrical energy origin generated in the highly efficient cogeneration in the unit fired with methane released and captured during underground mining works in operating, under liquidation or already closed hard coal mines was introduced. The mechanisms to support the production of electrical energy from coal mine methane already existing in Poland are not sufficient. The support system created in 2010 using certificates and public support meant for the construction of new, or adjustments to existing, energy installations to utilize methane coming from the drainage systems of hard coal mines fail to encourage increasing economical utilization of coal mine methane. The conclusions from the above analysis suggest that it is recommendable to: have existing support systems rely on the same rules as for the system of renewable sources of energy, without the necessity to produce energy in cogeneration, increase the supplementary fee used in the present support system, create a support system for the capturing and utilization of ventilation air methane. The technologies presently used to drain coal mine methane released during mining exploitation enable the capture of only 30% of the gas. The remaining 70% is released into the atmosphere. It is possible to increase the efficiency of methane drainage up to as much as 60% when implementing the latest drainage technologies mitigating methane emissions down to 40%. The introduction of the suggested changes in the support system should result in a significant ecological effect from coal mine methane’s economical utilization.

17

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.