图显示的煤层气生产在美国。
(来源:环境影响评价,2016)
全国继续有兴趣开发煤层气(CBM)作为替代天然气的来源,主要是因为增加的天然气价格加上需求的增加。随着国家对天然气的需求的增加,传统的天然气储备继续下降,CBM填补国内天然气生产投资组合中的一个重要领域。联邦能源政策识别潜在的CBM帮助这个国家走向能源自给自足。目前2008年,CBM估计会议干燥天然气需求的9%在美国。年产量接近2万亿立方英尺(Tcf)。
历史上,煤的瓦斯含量位于印第安纳州和伊利诺斯州盆地被认为是过低的经济开采。这同样的结论谴责煤层气气体资源在整个国家。自2000年以来,积极探索项目也在几个西方国家和一些阿巴拉契亚州已经导致了这些资源的重要发展。煤层气从一些盆地目前在大量生产,主要是怀俄明州的粉河盆地,新墨西哥州和科罗拉多州的圣胡安盆地,以及阿拉巴马州的黑勇士盆地,并开始被利用在其他大量未开发的地区,包括伊利诺斯州盆地。估计美国地质调查局估计在美国煤层气资源为400万亿立方英尺(Tcf)和伊利诺斯州盆地包含超过21 Tcf从5。
地图在印第安纳州西南部的伊利诺斯州盆地的位置和深度的林惇Seelyville煤炭的形成(宾夕法尼亚的),利用煤层气生产的原则缝在印第安纳州。
印第安纳州地质调查所获得的数据表明,煤的瓦斯含量在特定领域内的盆地可能远高于此前预估。除了开采的煤炭、煤层气的生产在印第安纳州可能是一个有效手段利用势能的一部分在这个资源。
伊利诺斯州盆地的一部分位于印第安纳州西南部。剩下这个盆地包含超过3250亿吨的煤炭资源,据估计,包含21 Tcf的天然气。(相比之下,怀俄明州和蒙大拿州的多产的粉河盆地包含估计39 Tcf经济可开采天然气。每天近40亿立方英尺的煤层气目前正在生产在美国,约有20%来自粉河盆地)。然而,迄今为止,只有非常有限的气体已经开发和生产的印第安纳州。五个县在印第安纳州西南部目前生产和其他有可能对煤层气气体生产。
从废弃的地下煤矿煤层气生产或从unmin单缝,以及从多个接缝。气体从煤的孔隙由地下开采过去有时被称为“我的空气”或“水兵”天然气,而不是气体,产生从unmin或原始煤层,这始终是称为“煤层气”或“煤层气。“两个多井领域产生了煤层气在印第安纳州位于东南部沙利文县(挖北和沙利文南字段)。
常规和非常规天然气生产
插图显示了可采煤炭资源(十亿短吨)在印第安纳州,使用美国地质调查局(USGS)可用性系统。
煤层气称为一个“非常规”天然气资源。这与大多数常规天然气资源。区别在于水库内的气体发生的方式。常规天然气储层的天然气驻留在岩石内的小孔。当压力下降了一个利用储层,孔隙空间的气体流出,进入井筒。非常规储层,然而,气体或“吸附”吸引到有机分子组成的煤。产生的气体钻井在煤层和泵水,保持煤炭的压力。一旦水压力下降,气体分子分离或从煤炭和“使解除吸附”通过井筒流到表面。因为煤层气的生产是非常规的,需要脱水引起的煤储层气体流向表面,许多井是必需的。
当水从煤炭生产,必须处理,因为它往往是咸的和不适合饮用。通常处理钻井到深saltwater-filled水库和注入水回地下。同时,煤层气领域被位于国家可能需要相当多的基础设施建设,包括公路、管道和电气服务。对质量的影响的地下水资源,煤层气的生产在印第安纳州没有评估。
煤层气利用的好处
在印第安纳州,整体增加天然气消费,加上使用天然气发电,大大增加了对天然气的需求。煤层气的生产将帮助提供额外的本土天然气为家庭和工业用途和发电。
CBM复苏还可以提高地下煤矿的安全通过减少甲烷在煤的数量。在过去,导致地下煤矿甲烷爆炸导致生命损失和巨大的经济损失。甲烷控制在地下采矿现在规定,从而增加安全性和提供生产能源资源的好处。
考虑影响的担忧印第安纳州的空气质量燃烧煤产生的电力,煤层气可能是一个更清洁的能源资源来自国家丰富的煤炭储量。
未来的挑战
政府利用这一自然能源资源和它的好处,在基础研究必须进行重大投资。信息产生的这一研究对谨慎的决策至关重要,影响到印第安纳州能源的未来。这些信息所需的天然气勘探利益以及公众与环境利益集团和监管机构,这样明智的决定关于这个资源可以考虑两个印第安纳州的经济增长,我们的自然环境。
地图我的空虚和煤层气井的分布在印第安纳州。
必要的和基本的基线信息包括:
- 地质控制气体分布
气体集中在哪里?控制这些积累,我们如何发现他们?
- 在煤层气体的分布
这些是出了名的难以预测,比其他的某些领域产生更多的气体。这样的“通道”或“甜蜜点”必须与煤炭和地质细节提供预测模型。
- 煤的化学性质和物理性质
哪些属性有关煤层气潜力,其提取?例如,我们必须检查骨折和渗透率的特点及其与产量的关系。
- 提高钻井技术
提高天然气聚集的经济,我们必须测试技术,如严格控制水平钻孔和更好的完成技术。
- 水化学
为了保护我们的自然资源,我们必须收集数据在煤层气生产用水。
- 地下水质量
天然气产量的关系我们的地下水必须彻底调查。
此外,问题是一个新的资源如何在国家将产生的气体送到市场,例如,管道和地下存储容量位于国家必须评估。
我们理解动态的煤层气产量将增加继续研究这些话题,所以决定可以良好的科学和工程实践的基础上,健全决策,将这一能源的好处最大化和最小化任何相关的消极方面。虽然有重大挑战与这可能非常有价值的发展和环境清洁的自然资源,这些挑战可能是可以克服的。为国家从中受益未开发的能源资源,必须做出必要的研究投资,这样我们才能解决这些挑战。
印第安纳州地质调查局研究煤层气潜力
印第安纳州的地质和水调查(IGWS)一直积极参与煤层气的研究。多年以来IGWS研究人员参与了量化体积,煤的质量和分布,可用在印第安纳州。大量的新数据的数量和煤气的特点近年来已经收集了。IGWS维护设施和人员评估煤炭质量的各个方面,煤炭的物理和化学特性,气体的性质。
所选文章讨论煤层气在印第安纳州的各个方面:
- 高,L。,Brassell, S., Mastalerz, M., Schimmelmann, A., 2012. Microbial degradation of sedimentary organic matter associated with shale gas and coalbed methane in eastern Illinois Basin (Indiana), USA. International Journal of Coal Geology - in press.
- 他,L。,Melnichenko, Y.B.Mastalerz, M。Sakurovs, R。,Radlinski, A.P., Blach, T., 2012. Pore accessibility by methane and carbon dioxide in coal as determined by neutron scattering. Energy & Fuels 26 (3), 1975-1983.
- Melnichenko, Y.B.他,L。,Sakurovs, R., Kholodenko, A.L., Blach, T., Mastalerz, M., Radlinski, A.P., Cheng, G., Mildner, D.F.R., 2011. Accessibility of pores in coal to greenhouse gases. Fuel 91, 200-208.
- Mastalerz, M。,Solano-Acosta, W。,Schimmelmann, A., Drobniak, A., 2009. Effects of coal storage in air on physical and chemical properties of coal and on gas adsorption. International Journal of Coal Geology 79, 167-174.
- Mastalerz, M。,Drobniak, A., Strapoc, D., Solano Acosta, W., Rupp, J., 2008. Variations in pore characteristics in high volatile bituminous coals; Implications for coalbed gas content. International Journal of Coal Geology 76, 205-216.
- Strapoc D。,Picardal, F., Turich, C., Schaperdott, I., Macalady, J., Lipp, J.S., Yu-Shih Lin, Ertefai, T. F., Schubotz, F., Hinrichs, K.-U., Mastalerz, M., Schimmelmann, A., 2008, Methane-producing microbial community in a coal bed of the Illinois Basin: Journal of Applied and Environmental Microbiology,诉74,p . 424 - 2432。
- Solano-Acosta, W。,Schimmelmann, A., Mastalerz, M., Arango, I., 2008, Diagenetic mineralization in Pennsylvanian coals from Indiana, USA–13C /12C和18O /16O对夹板起源和煤层气生成:国际期刊的煤炭地质、v . 73年,p . 219 - 236。
- Strapoc D。,Mastalerz, M。,Eble, C. and Schimmelmann, A., 2007. Characterization of the origin of coalbed gases from the southwestern Illinois Basin by compound-specific carbon and hydrogen stable isotope ratios. Organic Geochemistry 38, 267-287.
