El metano de la capa de carbón del es una forma del gas natural extraído de capas de carbón. En últimas décadas se ha convertido en una fuente de energía importante en Estados Unidos, Canadá, y otros países.
El gas también llamado de la capa de carbón del, el término refiere al metano fijado por adsorción en la matriz sólida del carbón. Se llama “gas dulce” debido a su carencia del sulfuro de hidrógeno . La presencia de este gas es bien sabido de su ocurrencia en subterráneamente la explotación del cabón, donde presenta un riesgo serio de la seguridad. El metano de la capa de carbón, designado a menudo CBM, es distinto de la piedra arenisca típica o del otro depósito convencional del gas, pues el metano es almacenado dentro del carbón por una adsorción llamada de proceso . El metano está en un estado del cercano-líquido, alineando el interior de poros dentro del carbón (llamado la matriz). Las fracturas abiertas en el carbón (llamado las grapas) pueden también contener el gas libre o se pueden saturar con agua.
Desemejante de mucho gas natural de depósitos convencionales, el metano de la capa de carbón contiene los hidrocarburos más pesados muy pequeños tales como propano o butano, y ninguÌn gas natural condensado. Contiene a menudo hasta el dióxido de carbono del alguno por ciento . Algunas costuras de carbón, tales como ésas en ciertas áreas de las medidas de carbón de Illawarra en NSW, Australia, contienen poco metano, con el gas predominante de la costura de carbón siendo dióxido de carbono.
Permeabilidad de los depósitos del metano de la capa de carbón
Casi toda la permeabilidad de una capa de carbón se considera generalmente ser debido a las fracturas, que en carbón están bajo la forma de grapas del . La permeabilidad de la matriz del carbón es insignificante por la comparación. Las grapas del carbón son de dos tipos: el extremo del enlistona y las grapas de la cara del, que ocurren en casi los ángulos rectos. Las grapas de la cara son continuas y proporcionan las trayectorias de una permeabilidad más alta mientras que las grapas del extremo son no continuas y extremo en las grapas de la cara. Por lo tanto, en una pequeña escala, el líquido atraviesa depósitos del metano de la capa de carbón sigue generalmente las trayectorias rectangulares. El cociente de permeabilidades en la dirección de la grapa de la cara sobre la dirección de la grapa del extremo puede extenderse de 1:1 a 17: 1. Debido a esta permeabilidad anisotrópica, las áreas de drenaje alrededor de pozos del metano de la capa de carbón son a menudo elípticas en forma.
Características intrínsecas que afectan a la producción del gas
El gas contenido en metano de la capa de carbón es cantidades principalmente del metano y de rastro del etano, del nitrógeno, del dióxido de carbono y de pocos otros gases. Las características intrínsecas del carbón según lo encontrado en naturaleza determinan la cantidad de gas que puede ser recuperada.
Porosidad
La porosidad de los depósitos de la capa de carbón es generalmente alcance muy pequeño a partir de la 0.
Capacidad de la adsorción
La capacidad de la adsorción del carbón se define mientras que el volumen de gas fijado por adsorción por la masa de unidad del carbón expresada generalmente en gas de SCF (pies cúbicos estándar del, el volumen en la presión estándar y condiciones de temperatura)/la tonelada de carbón. La capacidad de fijar por adsorción depende de la fila y de la calidad del carbón. La gama está generalmente entre 100 a 800 SCF/ton para la mayoría de las costuras de carbón encontradas en los E. La mayor parte de el gas en capas de carbón está en la forma fijada por adsorción. Cuando el depósito se pone en la producción, el agua en los espacios de la fractura se drena primero. Esto lleva a una reducción de la presión/>desorption de aumento del gas de la matriz.
Permeabilidad de la fractura
Según lo discutido antes, la permeabilidad de la fractura actúa como el canal principal para que el gas fluya. Cuanto más alta es la permeabilidad, más arriba es la producción del gas. Para la mayoría de las costuras de carbón encontradas en los E., la permeabilidad miente en la gama de 0.
Grueso de la formación y de la presión de depósito inicial
El grueso de la formación puede no ser directo proporcional al volumen de gas producido en algunas áreas.Por ejemplo: Se ha observado en el lavabo cherokee en Kansas suroriental que con una sola zona de 1-2 pies de paga puede producir bien tarifas excelentes del gas, mientras que una formación alterna con el grueso puede producir dos veces al lado nada. Un poco de carbón y o las formaciones de la pizarra puede tener concentraciones de gas más altas sin importar grueso de la formación. Esto es probablemente específico dependiendo de la geología.
La diferencia de la presión entre el bloque bien y la cara de la arena debe ser tan alta como posible al igual que el caso con cualquier depósito que produce en general.
Otras características
Otros parámetros que afectan incluyen densidad del carbón, la concentración inicial de la fase de gas, la saturación de gas crítica, la saturación irreducible del agua, la permeabilidad relativa para regar y el gas en las condiciones de interruptor = 1.0 y Sg = 1-Swirreducible respectivamente.
Extracción
Para extraer el gas, un agujero acero-encajonado se perfora en los metros de la costura de carbón (100 - 1500 subterráneos). Pues la presión dentro de la costura de carbón disminuye, debido al agujero a la superficie o al bombeo de pequeñas cantidades de agua de la capa de carbón, el gas y “produjo escape del agua” a la superficie a través de los tubos. Entonces el gas se envía a una estación del compresor y en los gaseoductos naturales. La “agua producida” se reinyecta en formaciones aisladas, se lanza en corrientes, o se utiliza para la irrigación. El agua contiene típicamente los sólidos en suspensión tales como bicarbonato de sodio y cloruro .Los pozos del metano de la capa de carbón producen a menudo a tarifas más bajas del gas que los depósitos convencionales, enarbolando típicamente en los 300 mil pies cúbicos cercanos por el día (cerca de 0.100 m ³ /s), y pueden tener costes iniciales grandes. Los perfiles de la producción de los pozos de CBM son caracterizados típicamente por un " " negativo de la declinación ; en cuál aumenta la tarifa de producción del gas inicialmente mientras que el agua se bombea apagado y el gas comienza a deabsorber y a fluir. Un pozo seco de CBM no parece muy diferente de un estándar bien, salvo que las tarifas del gas son más bajas y declinación a una tarifa mucho más lenta.
El proceso de la desorción del metano sigue una curva (del contenido de gas contra la presión de depósito) llamada un isoterma de Langmuir. El isoterma se puede describir analítico por un contenido de gas máximo (en la presión infinita), y la presión en el cual mitad de ese gas existe dentro del carbón. Estos parámetros (llamados el volumen de Langmuir y la presión de Langmuir, respectivamente) son características del carbón, y varían extensamente. Un carbón en el Alabama y un carbón en el Colorado pueden tener parámetros radical diversos de Langmuir, a pesar de características de otra manera similares del carbón.
Mientras que la producción ocurre de un depósito del carbón, los cambios en la presión se creen para causar cambios en la porosidad y la permeabilidad del carbón. Esto se conoce comúnmente como la contracción/hinchazón de la matriz. Mientras que se deabsorbe el gas, la presión ejercida por el gas dentro de los poros disminuye, haciéndolos encogerse de tamaño y el gas de restricción atraviesa el carbón. Mientras que los poros se encogen, la matriz total se encoge también, que puede aumentar eventual el espacio que el gas puede viajar a través (las grapas), aumentando flujo del gas.
El potencial de una capa de carbón particular como fuente de CBM depende de los criterios siguientes. Densidad/intensidad de la grapa: las grapas son empalmes confinados dentro de las hojas del carbón. Imparten permeabilidad a la costura de carbón. Una alta densidad de la grapa se requiere para la explotación provechosa de CBM. También importante es la composición maceral: maceral es una entidad microscópica, homogénea, petrográfica de una roca sedimentaria correspondiente. Una alta composición del vitrinite es ideal para la extracción de CBM, mientras que el inertinite obstaculiza iguales.
La fila de carbón también se ha ligado al contenido de CBM: una reflexión del vitrinite de 0.5% se ha encontrado para implicar una productividad más alta de la capa de carbón.
La composición del gas debe ser considerada, porque las aplicaciones de gas natural se diseñan para el gas con un valor calorífico de cerca de 1000 BTU (unidades termales británicas por pie cúbico, o del metano casi puro. Si el gas contiene más que algunos gases inflamables del por ciento tales como nitrógeno o dióxido de carbono, tendrá que ser mezclado con el gas alto-BTU para alcanzar la calidad de la tubería del . Si la composición del metano del gas de la capa de carbón es menos el de 92%, puede no ser comercialmente comercial.
Consecuencias para el medio ambiente
Los pozos de CBM son conectados por una red de caminos, de tuberías, y de estaciones del compresor. Estas estructuras pueden comprometer la calidad escénica del paisaje, hacer fragmentos del habitat de la fauna, y desplazar las poblaciones locales de la fauna. En un cierto plazo, los pozos se espacian más de cerca junto para extraer el metano restante. Además, el agua producida puede contener los niveles peligrosos de sustancias nocivas y de calidades. Debajo de pautas actuales, no detienen a los productores de CBM obligados para los daños a la salud pública y a la seguridad, o al ambiente.Varias organizaciones ambientales y de la conservación trabajan específicamente en el sostén para el desarrollo responsable del metano de la capa de carbón. El consejo norteño del recurso de los llanos ha estado llevando esta lucha en Montana desde 1999.
Reservas
Las reservas estimadas del metano varían, no obstante una estimación 1997 del estudio geológico de los E. predice más de 700 pies cúbicos trillón (20 TM ³) del metano dentro de los E. En un precio de la gasolina natural de US$6.05 por millón de BTU (US$5.73/GJ), ese volumen vale US$4. Por lo menos 100 pies cúbicos trillón (2.8 TM ³) de él es económicamente viable producir.En Canadá, la Columbia Británica se estima para tener aproximadamente 90 pies cúbicos trillón de gas de la capa de carbón. Alberta, hasta la fecha la única provincia con el metano comercial de la capa de carbón mana, se estima para tener aproximadamente 170 TCF del metano económicamente recuperable de la capa de carbón.
Los altos precios de la gasolina natural están haciendo CBM económicamente viable donde previamente pudo no haber estado.
Áreas con el metano de la capa de carbón
Lavabo negro, Alabama del guerreroCuenca de río del polvo, Wyoming y Montana
Lavabo de Raton, Colorado y New México
Lavabo de San Juan, Colorado y New México
Cuenca carbonífera, Columbia Británica de Telkwa
Lavabo, Fairview, Scotia, reguera, Queensland, Australia de Bowen del resorte
Lavabo cherokee, Kansas
Lavabo sedimentario canadiense occidental, Alberta
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