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    行業(yè)新聞/ Industry News
    

        
    
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    煤炭地下氣化：天然氣規(guī)模上產(chǎn)新途徑
    
    
    
        發(fā)布日期：
2020/7/17 14:57:37    
    
    
    
        
    隨著科技革命的到來，世界能源正在形成煤炭清潔化革命
    、非常規(guī)油氣革命
    、新能源革命與智能化革命等多種能源革命跨界發(fā)展的新浪潮。人類利用能源也正在從高碳向低碳
    、非碳化發(fā)展
    。而“煤炭地下氣化”有可能成為這次浪潮的新生力量。
    


    煤炭地下氣化可有效避免因采煤引起的安全和生態(tài)環(huán)境問題
    ，提高資源利用效率
    ，變物理采煤為化學(xué)采氣，有效緩解“富煤”和“氣不足”之間的矛盾
    。如果該技術(shù)取得成功
    ，將引領(lǐng)中國“天然氣革命”
    ，實現(xiàn)天然氣產(chǎn)量跨越增長
    。
    


    主要目的層為中深層
    


    目前，煤炭地下氣化技術(shù)已基本成熟
    ，但受工藝技術(shù)本身及市場
    、安全環(huán)保等外部環(huán)境的影響，產(chǎn)業(yè)化步伐進(jìn)展緩慢
    。中深層和產(chǎn)業(yè)融合將是未來煤炭地下氣化的發(fā)展方向
    。
    


    不考慮煤階
    、地表條件等因素
    ，初步匡算，中國埋深1000-3000米的可氣化煤炭折合天然氣資源量為（272-332）×1012 立方米
    ，是常規(guī)天然氣資源量的3倍，與非常規(guī)天然氣資源量的總和相當(dāng)
    ，開發(fā)潛力巨大
    。
    


    國內(nèi)外的現(xiàn)場試驗表明，淺層煤炭地下氣化技術(shù)基本成熟
    ，但受地質(zhì)選區(qū)過程中論證不充分、地下氣化技術(shù)和工藝對地質(zhì)
    、工程
    、地面要求非常高且技術(shù)本身仍需完善和絕大部分淺層試驗項目受外部環(huán)境影響大等因素影響，并沒有取得規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
    


    而相對于淺層煤層
    ，中深層煤炭地下氣化有很多優(yōu)點：一是氣化爐遠(yuǎn)離地表及飲用水源
    ，避免了直接環(huán)境污染；二是埋深增大有利于增加氣化爐的密閉性
    ，避免了大量裂隙導(dǎo)致的產(chǎn)出氣泄漏
    ；三是隨著埋深增大溫度提高
    ，氣化反應(yīng)速度和熱值也隨之提高
    。
    


    但隨著埋深的增大，地層壓力也隨之加強
    ，地層情況更為復(fù)雜
    ，施工和監(jiān)測控制技術(shù)難度增加，項目成本也隨之上漲
    。為盡量避免可能的地下水污染以及避開與煤炭開采企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍重疊
    ，煤炭地下氣化未來一定是向中深層
    、深層甚至超深層發(fā)展
    。
    


    發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)
    


    中深層煤炭地下氣化反應(yīng)機理更為復(fù)雜，對工程工藝技術(shù)要求也更高
    ，因此
    ，中深層煤炭地下氣化工業(yè)化試驗仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
    


    受高溫高壓影響
    ，中深層煤炭氣化化學(xué)反應(yīng)機理從簡單的燃燒干餾反應(yīng)為主變成甲烷化反應(yīng)為主
    ，地下反應(yīng)過程更為復(fù)雜，這也使其對地質(zhì)選區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的要求更高
    ，對反應(yīng)精準(zhǔn)控制的工藝技術(shù)要求也隨之增加。
    


    環(huán)境影響也是挑戰(zhàn)之一
    。煤炭地下氣化對環(huán)境影響主要包括地下水污染及大量二氧化碳的排放
    。地下水污染物包括苯及其衍生物、酚類化合物
    、多環(huán)芳烴
    、雜環(huán)化合物等有機污染物及氨氮、氰化物和金屬元素等無機污染物
    。這些污染物可以有效防控
    ，但無法低成本根除
    。
    


    產(chǎn)出氣中二氧化碳處理是煤炭地下氣化規(guī)?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">；a(chǎn)后必須面對的另一個環(huán)境問題。結(jié)合油氣工業(yè)的開發(fā)實踐，二氧化碳有三種處理途徑：一是用于鄰近低滲油田的驅(qū)油并埋存
    ，打造“煤炭地下氣化—石化煉廠用氫—二氧化碳提高原油采收率與埋存”石油石化凈零排放示范工程
    ；二是就近在合適地層中直接埋存；三是提純后直接利用
    ，一般用于食品行業(yè)
    ，制成干冰用于制冷，以及開展二氧化碳超臨界萃取等
    。
    


    石油石化企業(yè)將是開發(fā)主力
    


    由于煤炭地下氣化的能量密度、產(chǎn)氣速度和效率均遠(yuǎn)高于目前開發(fā)的非常規(guī)氣
    ，有望開辟中國特色的快速有效供氣的戰(zhàn)略新途徑
    。
    


    不過
    ，煤炭地下燃燒和氣化過程極其復(fù)雜（包括一些可逆的化學(xué)反應(yīng)）
    ，是多學(xué)科集成技術(shù)體系，對技術(shù)和工藝要求較高
    ，涉及地下地質(zhì)
    、鉆完井
    、裝備制造
    、地面處理等與天然氣產(chǎn)業(yè)相關(guān)的諸多技術(shù)。
    


    對此
    ，石油石化企業(yè)由于資源目標(biāo)主體不同和長期積累
    ，具有煤炭企業(yè)難以比擬的中深層地下（井下）技術(shù)、天然氣管網(wǎng)
    、化工
    、市場以及融合發(fā)展的整體優(yōu)勢。
    


    首先
    ，石油石化企業(yè)的油氣田勘探開發(fā)技術(shù)，對地下氣化項目有重要的促進(jìn)作用
    。特別是定向鉆井和連續(xù)油管等技術(shù)的進(jìn)步
    ，推動了近年來煤炭地下氣化技術(shù)由巷道式向無井式的跨越式發(fā)展。
    


    其次
    ，石油石化企業(yè)可通過油氣開發(fā)配套技術(shù)引領(lǐng)中深層煤炭地下氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有針對性地完善煤炭地下氣化的選址
    、建爐
    、注氣、點火、生產(chǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)
    。
    


    最后
      ，煤炭地下氣化與石油石化企業(yè)現(xiàn)有油氣產(chǎn)業(yè)鏈融合度高
      ，不僅可因地制宜與天然氣產(chǎn)業(yè)鏈
      、煉化業(yè)務(wù)、礦區(qū)用能替代
      、儲氣庫業(yè)務(wù)
      、二氧化碳驅(qū)油與埋藏業(yè)務(wù)、氫能產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展
      ，實現(xiàn)資源的立體綜合開發(fā)及利用
      ，更能拉動石油石化企業(yè)相關(guān)技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)向新興業(yè)務(wù)的橫向擴張和高精尖技術(shù)的縱深發(fā)展，實現(xiàn)煤炭地下氣化產(chǎn)業(yè)與油氣產(chǎn)業(yè)的高度融合發(fā)展
      ，發(fā)揮“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)。
    

        
    

        
    
    
    


    



    
    
    
        
		
		
    
			
    
				
				
      
                    
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