PL176443B1 - Method of distributing carbon dioxide within a coal bed with simultaneous methane recovery therefrom - Google Patents
Method of distributing carbon dioxide within a coal bed with simultaneous methane recovery therefromInfo
- Publication number
- PL176443B1 PL176443B1 PL95316630A PL31663095A PL176443B1 PL 176443 B1 PL176443 B1 PL 176443B1 PL 95316630 A PL95316630 A PL 95316630A PL 31663095 A PL31663095 A PL 31663095A PL 176443 B1 PL176443 B1 PL 176443B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- formation
- fluid
- carbon dioxide
- methane
- gaseous
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 363
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 103
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 318
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims description 159
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims description 159
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 74
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 52
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 409
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 400
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 145
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 138
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 69
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 67
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 26
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 9
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 claims description 5
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 390
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 29
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 16
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 14
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 8
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 7
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 4
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 3
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-AKLPVKDBSA-N carbane Chemical compound [15CH4] VNWKTOKETHGBQD-AKLPVKDBSA-N 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 208000016253 exhaustion Diseases 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N Nitrogen oxide(NO) Natural products O=N ODUCDPQEXGNKDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUWBSOKSBWAQER-UHFFFAOYSA-N [C].O=C=O Chemical compound [C].O=C=O QUWBSOKSBWAQER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- -1 exhaust gas Chemical compound 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003753 nitric oxide Drugs 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/005—Waste disposal systems
- E21B41/0057—Disposal of a fluid by injection into a subterranean formation
- E21B41/0064—Carbon dioxide sequestration
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
- E21B43/40—Separation associated with re-injection of separated materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B1/00—Dumping solid waste
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/006—Production of coal-bed methane
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/164—Injecting CO2 or carbonated water
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/166—Injecting a gaseous medium; Injecting a gaseous medium and a liquid medium
- E21B43/168—Injecting a gaseous medium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/70—Combining sequestration of CO2 and exploitation of hydrocarbons by injecting CO2 or carbonated water in oil wells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/30—Landfill technologies aiming to mitigate methane emissions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób rozmieszczania dwutlenku węgla w złożu węglowym i równoczesnego odzyskiwania metanu z tego złoża, który wykorzystuje zdolność stałych, węglowych formacji podziemnych do selektywnego sorbowania gazów, w celu rozdzielania mieszaniny płynów gazowych w obrębie formacji i do rozmieszczania silnie adsorbowanych gazów wewnątrz formacji. W szeregu procesach przemysłowych powstają strumienie odpadów zawierających różne płyny gazowe. Narastającym zagadnieniem jest to, że niektóre składniki strumieni wylotowych mogą powodować znaczne problemy środowiskowe i że z tego powodu strumienie te nie powinny być kierowane do atmosfery. Dwutlenek węgla jest związkiem, który jest składnikiem wielu strumieni wylotowych uwalnianych w procesach przemysłowych i którego wypuszczenie do atmosfery jest powodem wzrastającego zaniepokojenia.The present invention relates to a method of distributing carbon dioxide in a coal bed and simultaneously recovering methane from the bed, which uses the ability of solid carbonic subterranean formations to selectively sorption gases to separate a mixture of gaseous fluids within the formation and to distribute the strongly adsorbed gases within the formation. A number of industrial processes produce waste streams containing various gaseous fluids. A growing concern is that some components of the exhaust streams can cause significant environmental problems and that therefore these streams should not be directed into the atmosphere. Carbon dioxide is a compound that is a component of many effluent streams released from industrial processes and whose release to the atmosphere is of increasing concern.
Istnieją hipotezy, że dwutlenek węgla uwalniany do atmosfery działa jak gaz cieplarniany i że zbyt duże stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze będzie powodować globalne ocieplenie. W odpowiedzi na te potencjalne zagrożenia szereg organów państwowych albo uchwaliło albo planuje uchwalić przepisy ograniczające ilość dwutlenku węgla, którą będzie można uwalniać do atmosfery. Przepisy te mogą ograniczać wiele przemysłów, ponieważ spalanie jakiegokolwiek paliwa węglowodorowego w powietrzu wytwarza strumień wylotowy zawierający dwutlenek węgla, azot oraz inne gazowe produkty spalania.There are hypotheses that carbon dioxide released into the atmosphere acts as a greenhouse gas and that too much greenhouse gas concentration in the atmosphere will cause global warming. In response to these potential threats, a number of state authorities have either enacted or are planning to pass legislation to limit the amount of carbon dioxide that can be released into the atmosphere. These regulations can restrict many industries because combustion of any hydrocarbon fuel in air produces an exhaust stream containing carbon dioxide, nitrogen, and other gaseous combustion products.
Mieszaninę gazów, która powstaje w wyniku spalania węglowodorów z tlenem lub powietrzem określa się w niniejszym jako spaliny. Skład chemiczny spalin zależy od wielu czynników, wliczając w to rodzaj spalanego węglowodoru, stosunek tlenu do paliwa w procesie spalania oraz temperaturę spalania, ale nie ograniczając się do nich. Oprócz dwutlenku węgla i azotu, spaliny mogą zawierać takie związki jak tlenek węgla, tlenki siarki, tlenki azotu oraz inne składniki. Uwalnianie tych związków do atmosfery podlega także wzrastającej, publicznej kontroli i jest przedmiotem zwiększającej się ilości przepisów państwowych.The gas mixture that results from the combustion of hydrocarbons with oxygen or air is referred to herein as the exhaust gas. The chemical composition of the exhaust gas depends on many factors, including, but not limited to, the type of hydrocarbon burned, the ratio of oxygen to fuel in the combustion process, and the combustion temperature. In addition to carbon dioxide and nitrogen, the exhaust gas may contain compounds such as carbon monoxide, sulfur oxides, nitrogen oxides, and other components. The release of these compounds into the atmosphere is also subject to increasing public scrutiny and is the subject of an increasing number of state regulations.
Ponadto, dwutlenek węgla oprócz tego że jest produktem spalania węglowodoru, może wytwarzać się w procesach naturalnych oraz uwalniać do otoczenia w wyniku procesów innych niż spalanie. Na przykład, dwutlenek węgla tworzy się w termicznych i biogennych procesach, w wyniku których jak się sądzi, powstają takie węglowodory jak ropaFurthermore, in addition to being a product of hydrocarbon combustion, carbon dioxide can be produced by natural processes and released to the environment through processes other than combustion. For example, carbon dioxide is formed in thermal and biogenic processes that are believed to produce hydrocarbons such as oil
176 443 naftowa, gaz ziemny lub węgiel. Dwutlenek węgla odzyskiwany jest wraz z tymi węglowodorami i uwalniany do atmosfery na różnych etapach poprodukcyjnych.176 443 petroleum, natural gas or coal. Carbon dioxide is recovered with these hydrocarbons and released into the atmosphere at various post-production stages.
Istnieje szereg typów handlowo dostępnych instalacji, które można zastosować do usuwania dwutlenku węgla ze strumieni gazowych. W jednej z powszechniej używanych instalacji stosuje się selektywny roztwór absorpcyjny na bazie aminy, w celu usunięcia dwutlenku węgla ze strumienia gazowego. Niestety, ten rodzaj instalacji nie toleruje wysokich poziomów zanieczyszczeń nierozpuszczalnych lub tlenków siarki. Zanieczyszczenia nierozpuszczalne powodują zatykanie się, zanieczyszczenie i występowanie erozji lub korozji w prowadzonym procesie, podczas gdy tlenki siarki, takie jak dwutlenek siarki (SO2), reagują nieodwracalnie ze stosowanym w instalacji roztworem aminy, tworząc produkty uboczne nie nadaje się do regeneracji. Dlatego też, w przypadku występowania zanieczyszczeń nierozpuszczalnych lub tlenków siarki, niezbędne jest stosowanie w procesie dodatkowych etapów, w celu usunięcia tlenków siarki i zanieczyszczeń nierozpuszczalnych przed etapem usuwania dwutlenku węgla ze strumienia gazowego. Te dodatkowe etapy procesu powodują skomplikowanie instalacji i wzrost jej kosztów.There are several types of commercial installations that can be used to remove carbon dioxide from gaseous streams. One of the most commonly used plants uses an amine-based selective absorption solution to remove carbon dioxide from the gaseous stream. Unfortunately, this type of plant cannot tolerate high levels of insoluble pollutants or sulfur oxides. Insoluble pollutants cause clogging, fouling, and erosion or corrosion in the process, while sulfur oxides such as sulfur dioxide (SO2) react irreversibly with the amine solution used in the plant to form non-regenerable by-products. Therefore, when insoluble impurities or sulfur oxides are present, additional steps are required in the process to remove sulfur oxides and insoluble impurities prior to the carbon dioxide removal step from the gaseous stream. These additional process steps complicate the installation and increase its cost.
Wzrastający niepokój związany z uwalnianiem do atmosfery dwutlenku węgla i innych związków, generuje zapotrzebowanie na sposoby usuwania tych związków. Ponieważ związki odpadowe często stanowią objętościowo większą część strumienia wylotowego, korzystne jest aby metody usuwania wykorzystywały w dowolny sposób większe strumienie wylotowe, w celu poprawienia wydajności całego procesu i/lub ułatwienia odzyskania wartościowego produktu dzięki temu procesowi i dodatkowo przewidziały usuwanie występującego w procesie dwutlenku węgla.The growing anxiety related to the release of carbon dioxide and other compounds into the atmosphere generates a need for methods of removing these compounds. Since the waste compounds often represent a major part of the effluent by volume, it is preferred that the removal methods use any larger effluent in order to improve overall process efficiency and / or facilitate the recovery of valuable product through the process and additionally provide for the removal of carbon dioxide present in the process.
Korzystnie, sposoby winny umożliwiać łączne usuwanie zarówno dwutlenku węgla jak i innych zanieczyszczeń, bez konieczności stosowania etapu procesu do usuwania dwutlenku węgla oraz odmiennego, oddzielnego etapu procesu do usuwania innych zanieczyszczeń, takich jak tlenki siarki i tlenki azotu.Preferably, the methods should be capable of removing both carbon dioxide and other contaminants jointly, without requiring a process step to remove carbon dioxide and a different, separate process step to remove other contaminants such as sulfur oxides and nitrogen oxides.
Poniższe terminy, użyte w opisie mają następujące znaczenia:When used in the description, the following terms have the following meanings:
(a) adsorbant, jest to ta część mieszaniny płynów gazowych, która jest selektywnie adsorbowana przez materię węglową stałej, węglowej formacji podziemnej i która jest odzyskiwana z formacji gdy obniża się całkowite ciśnienie wewnątrz formacji;(a) the adsorbant is that portion of the gaseous fluid mixture which is selectively adsorbed by the carbonaceous matter of the solid carbonaceous subterranean formation and which is recovered from the formation when the total pressure within the formation is lowered;
(b) płaszczyzny łupliwości lub układ łupliwości, oznaczają naturalny układ szczelin wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej;(b) cleavage planes, or cleavage pattern, means the natural fracture pattern within a solid carbonaceous subterranean formation;
(c) złoże węglowe, zawiera jeden lub więcej pokładów węglowych w połączeniu płynowym między sobą;(c) a coal bed, comprising one or more coal seams in fluid communication with each other;
(d) płyn desorbujący, obejmuje dowolny płyn lub mieszaninę płynów zdolnych do spowodowania desorpcji metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej;(d) desorbing fluid, includes any fluid or mixture of fluids capable of causing methane to be desorbed from the solid carbonaceous subterranean formation;
(e) ciśnienie pękania formacji lub ciśnienie pękania, oznacza ciśnienie niezbędne do otworzenia formacji oraz wywołania i rozprzestrzeniania się pęknięć wzdłuż formacji;(e) formation fracture pressure, or fracture pressure, means the pressure necessary to open a formation and to induce and propagate fractures along the formation;
(f) 'połowa długości szczeliny, jest to odległość mierzona wzdłuż szczeliny od odwiertu do końca szczeliny;(f) 'half the fracture length is the distance along the fracture from the wellbore to the end of the fracture;
(g) selektywne sorbowanie, selektywnie sorbuje i selektywna sorpcja, odnoszą się do procesów które zachodzą wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej i które zmieniają względne proporcje składników płynu gazowego. Procesy te mogą zmieniać względne proporcje składników płynu gazowego na drodze rozdzielania równowagowego, rozdzielania kinetycznego, rozdzielania sterycznego i/lub innych dowolnych procesów fizycznych lub chemicznych albo łączonych procesów, które wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej będą selektywnie zmieniać wzajemne proporcje składników mieszaniny płynów gazowych. Wewnątrz formacji gazy sorbowane w materii węglowej formacji, będą wzbogacane we względnie silniej adsorbowane płynne składniki;(g) selective sorption, selective sorption, and selective sorption refer to processes that occur within a solid carbonaceous subterranean formation and that alter the relative proportions of gaseous fluid components. These processes can alter the relative proportions of gaseous fluid components through equilibrium separation, kinetic separation, steric separation, and / or any other physical or chemical process or combined process that within a solid carbonaceous subterranean formation will selectively alter the relative proportions of the components of the gaseous fluid mixture. Inside the formation, gases sorbed in the carbon matter of the formation will be enriched in relatively more strongly adsorbed liquid components;
(h) rafinat, odnosi się do tej części mieszaniny płynów gazowych tłoczonej do stałej, węglowej formacji podziemnej, która nie jest selektywnie sorbowana w formacji;(h) raffinate refers to that portion of the gaseous liquid mixture pumped into the solid carbonaceous subterranean formation which is not selectively sorbed in the formation;
(i) odzyskiwanie, oznacza kontrolowane gromadzie i/lub dysponowanie płynem, takie jak magazynowanie płynu w zbiornikach lub dystrybucja płynu rurociągiem. Odzyskiwanie jednoznacznie wyklucza odpowietrzanie płynu do atmosfery;(i) recovery means the controlled group and / or fluid disposition, such as storing fluid in tanks or distributing fluid through a pipeline. Recovery explicitly precludes venting the fluid to the atmosphere;
176 443 (j) ciśnienie złożowe, oznacza ciśnienie produktywnej formacji w pobliżu otworu, w czasie gdy otwór jest zamknięty. Ciśnienie złożowe może zmieniać się wzdłuż formacji. Ciśnienie złożowe może zmieniać się wzdłuż formacji. Ciśnienie złożowe formacji może także zmieniać się w czasie, podczas gdy płyn jest tłoczony do formacji i, gdy płyny wydobywa się z formacji;176 443 (j) formation pressure is the pressure of productive formation near the well opening while the well is closed. The formation pressure can vary along the formation. The formation pressure can vary along the formation. The formation pressure can also vary with time as fluid is pumped into the formation and as fluid exits the formation;
(k) węglowa formacja podziemna oznacza zasadniczo stałą, węglową materię zawierającą metan, znajdującą się pod powierzchnią ziemi. Przyjmuje się że te materiały zawierające metan zostały wytworzone w wyniku termicznej i biogennej degradacji materii organicznej. Stałe węglowe formacje podziemne obejmują złoża węglowe i inne formacje węglowe, takie jak łupki antrium, węglowe i dewońskie. Formacje do których stosuje się wynalazek, są to formacje zubożone w odzyskiwany metan;(k) carbonaceous subterranean formation means the substantially solid, carbonaceous matter containing methane and found below the earth's surface. It is assumed that these methane-containing materials were produced by thermal and biogenic degradation of organic matter. Solid carbonaceous subterranean formations include coal deposits and other carbon formations such as antrium, coal and Devonian shales. The formations to which the invention is applied are those that are depleted in recovered methane;
(l) sorpcja odnosi się do procesu w którym gaz zatrzymywany jest przez materiał węglowy, taki jak węgiel, który zawiera mikropory. Gaz zatrzymywany jest wewnątrz mikroporów materiału węglowego w fazie skondensowanej lub podobnej do ciekłej albo gaz może być chemicznie związany z materiałem węglowym; oraz (m) rozstawienie otworu lub rozstawienie jest to odległość w linii prostej pomiędzy poszczególnymi odwiertami - otworem produkcyjnym i otworem tłocznym, odległość mierzy się od miejsc gdzie odwierty przecinają przedmiotową formację.(l) Sorption refers to the process in which gas is trapped by a carbonaceous material such as carbon that contains micropores. The gas is trapped within the micropores of the carbonaceous material in a condensed or liquid-like phase, or the gas may be chemically bound to the carbonaceous material; and (m) the hole spacing or spacing is the straight-line distance between the individual wells, the production well, and the discharge well, the distance being measured from where the wells intersect the formation in question.
Istota wynalazkuThe essence of the invention
Jednym z przedmiotów wynalazku jest sposób rozmieszczania dwutlenku węgla wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej.One object of the invention is a method of distributing carbon dioxide within a solid carbonaceous subterranean formation.
Innym przedmiotem wynalazku jest sposób rozmieszczania dwutlenku węgla wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej z równoczesnym odzyskiwaniem metanu z formacji.Another object of the invention is a method of distributing carbon dioxide within a solid carbonaceous subterranean formation while recovering methane from the formation.
Przedmiotem wynalazku jest również sposób rozmieszczania silnie adsorbowanego płynu wewnątrz stałej, węglowej formacji .podziemnej.The invention also relates to a method of distributing a strongly adsorbed fluid within a solid carbonaceous subterranean formation.
Jeszcze innym przedmiotem wynalazku jest sposób frakcjonowania mieszaniny płynów gazowych wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej.Yet another object of the invention is a method for fractionating a mixture of gaseous fluids within a solid carbonaceous subterranean formation.
Jeszcze innym przedmiotem wynalazku jest sposób frakcjonowania mieszaniny płynów gazowych, zawierających płyny względnie silniej adsorbowane oraz płyny względnie słabiej adsorbowane wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej, oraz odzyskiwania z formacji gazowego strumienia wylotowego, wzbogaconego w płyny względnie słabiej adsorbowane.Yet another object of the invention is a process for fractionating a mixture of gaseous fluids containing relatively more strongly adsorbed fluids and relatively less adsorbed fluids within a solid carbonaceous subterranean formation, and recovering a gaseous effluent enriched in relatively less adsorbed fluids from the formation.
Dalszym przedmiotem wynalazku jest sposób wykorzystania odzyskanego wylotowego strumienia gazowego wzbogaconego w płyny względnie słabiej adsorbowane, w celu zwiększenia odzyskiwania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej.The invention further relates to a method of using the recovered gaseous effluent enriched in relatively less adsorbed fluids to enhance methane recovery from a solid carbonaceous subterranean formation.
Przedmiotem wynalazku jest również sposób rozmieszczania niepotrzebnych płynów gazowych wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej, które zostały co najmniej częściowo zubożone w odzyskany metan.The invention also relates to a method of distributing unnecessary gaseous fluids inside a solid carbonaceous subterranean formation that has been at least partially depleted in recovered methane.
Jeszcze innym przedmiotem wynalazku jest sposób rozmieszczania spalin wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej.Yet another object of the invention is a method of distributing exhaust gas within a solid carbonaceous subterranean formation.
Następujące postacie wynalazku spełniają wymagania powyższych postaci wynalazku.The following aspects of the invention meet the requirements of the above aspects of the invention.
Przedmiotem wynalazku w jego pierwszej postaci jest sposób, który polega na tym, żeThe invention in its first form relates to a method which consists in that
a) wprowadza się do pokładu węglowego mieszaninę płynów gazowych, zawierającą słabiej adsorbowany płynny składnik i silniej adsorbowany płynny składnik, oraz(a) a gaseous fluid mixture containing a less adsorbed liquid component and a more strongly adsorbed liquid component is introduced into the coal seam, and
b) odzyskuje się z pokładu węglowego rafinat wzbogacony w słabiej adsorbowany płynny składnik.b) recovering raffinate enriched in a less adsorbed liquid component from the coal seam.
Przedmiotem wynalazku w jego drugiej postaci jest sposób, który polega na tym, że:The subject of the invention in its second form is a method which consists in:
a) do formacji poprzez otwór tłoczny tłoczy się płyn · desorbujący zawierający dwutlenek węgla w ilości A, wyażonej w procentach objętościowych,a) the formation is pumped through the discharge opening with a desorbing fluid containing carbon dioxide in the amount A, expressed as percentage by volume,
b) odzyskuje się z otworu produkcyjnego strumienia wylotowego zawierającego metan,(b) recovered from the production well of the outlet stream containing methane;
c) monitoruje się skład strumienia wylotowego wytwarzanego w etapie b), orazc) monitoring the composition of the effluent produced in step b), and
176 443176 443
d) wstrzymuje się odzys kiwanie strumienia wylot owego wytwarzanego w eta pie b), gdy procent objętościowy dwutlenku węgla w odzyskanym strumieniu wylotowym w etapie b) jest większy niż 0,5A.d) the recovery of the effluent produced in step b) is stopped when the percent by volume of carbon dioxide in the recovered effluent in step b) is greater than 0.5A.
Zgodnie z trzecią postacią sposób według wynalazku polega na tym, żeAccording to a third embodiment, the method according to the invention is that
a) do formacji poprzez otwór tłoczny tłoczy się płyn desorbujący, w którym stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu dezorbującegk wynosi B,a) a desorbing fluid is pumped into the formation through the discharge opening, in which the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid is B,
b) odzyskuje się z pokładu węglowego rafinat wzbogacony w słabiej adskrbowany płynny składnik.(b) recover from the coal seam raffinate enriched in a less scrapped liquid component.
c) monitoruje się stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu dezkrbującegk, zawartych w odzyskiwanym strumieniu wylotowym z otworu produkcyjnego, oraz(c) the volume ratio of carbon dioxide to other components of the discharged decomposition fluid contained in the recovered production well outlet is monitored; and
d) wstrzymuje się odzyskiwanie strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego, gdy stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w odzyskanym z otworu produkcyjnego strumieniu wylotowym jest większy niż 0,5 B oraz, gdy odzyskano z otworu produkcyjnego co najmniej 70% metanu dostępnego poprzez otwór produkcyjny.d) recovery of the production well outlet stream is suspended when the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid in the outlet stream recovered from the production well is greater than 0.5B, and when at least 70% of the methane available through the production well has been recovered from the production well. production hole.
Zgodnie z czwartą postacią sposób według wynalazku polega na tym, żeAccording to a fourth embodiment, the method according to the invention is that
a) do formacji podziemnej poprzez otwór tłoczny tłoczy się płyn desorbujący, w którym stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego wynosi B,a) a desorbing fluid is pumped into the subterranean formation through the discharge opening, in which the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid is B,
b) wydobywa się z formacji gazowy strumień wylotowy, w którym stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu deskującego jest mniejszy niż B, orazb) a gaseous effluent is recovering from the formation in which the volume ratio of carbon dioxide to other components of the formwork fluid to be pumped is less than B; and
c) wstrzymuje się wydobywanie z formacji gazowego strumienia wylotowego, gdy stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego wewnątrz gazowego strumienia wylotowego wydobywanego w etapie b) jest większy niż 0,5 B.c) the production of gaseous effluent from the formation is stopped when the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid within the gaseous effluent produced in step b) is greater than 0.5B.
Zgodnie z piątą postacią sposobu według wynalazku polega na tym, żeAccording to a fifth embodiment of the method according to the invention, it consists in that
a) wprowadza się do formacji płyn gazowy, zawierający niepożądany składnik płynu gazowego, w celu zkrpcji przez formację niepożądanego składnika płynu gazowego, oraza) a gaseous fluid containing an undesirable component of the gaseous fluid is introduced into the formation to contain an undesirable component of the gaseous fluid through the formation; and
b) utrzymuje się wewnątrz formacji warunki rozmieszczania tak aby co najmniej 10 procent dostępnego poziomu nasycenia niepożądanego składnika płynu gazowego, pozostało zaadsorbowane w formacji.b) Maintaining the laying conditions within the formation such that at least 10 percent of the available saturation level of the undesirable component of the gaseous fluid remains adsorbed into the formation.
Zgodnie z szóstą postacią sposób według wynalazku polega na tym, żeAccording to a sixth embodiment, the method according to the invention is that
a) wprowadza się do pokładu węglowego płyn gazowy, zawierający niepożądany składnik płynu gazowego,a) a gaseous fluid is introduced into the coal seam, containing an undesirable component of the gaseous fluid,
b) wstrzymuje się wprowadzanie płynu gazowego do pokładu węglowego, gdy pokład węglowy zostanie nasycony w żądanym stopniu w niepożądany składnik płynu gazowego.b) the introduction of the gaseous fluid into the coal seam is stopped when the coal seam has been saturated to the desired degree with an undesirable component of the gaseous fluid.
Zgodnie z siódmą postacią sposobu według wynalazku polega na tym, że do pokładu węglowego tłoczy się płyn gazowy zawierający niepożądany składnik płynu gazowego, który co najmniej częściowo zubożony jest w metan, w takich warunkach rozmieszczania, które spowodują sorpcję w pokładzie węglowym niepożądanego składnika płynu gazowego i zmniejszanie do minimum uwalnianie do atmosfery niepożądanego składnika płynu.According to a seventh aspect of the method according to the invention, a gaseous fluid is pumped into the coal seam containing an undesirable component of the gaseous fluid that is at least partially depleted in methane under such stowage conditions that will cause the undesirable component of the gaseous fluid to be sorbed in the coal seam and minimizing the release into the atmosphere of an undesirable fluid component.
Wynalazek dostarcza sposobów wykorzystania wielkich ilości niepożądanego płynu gazowego wewnątrz stałej węglowej formacji podziemnej.The invention provides methods for utilizing large amounts of undesirable gaseous fluid within a solid carbonaceous subterranean formation.
W pewnych postaciach brane są pod uwagę takie płyny jak spaliny, które mogą zawierać tlenku azotu, tlenki siarki, tlenek węgla i/lub dwutlenek węgla, w celu wprowadzenia do stałej, podziemnej formacji węglowej, dla zwiększenia odzyskiwania metanu z formacji.In certain embodiments, fluids such as exhaust gas are contemplated, which may contain nitrogen oxide, sulfur oxides, carbon monoxide, and / or carbon dioxide for introduction into a solid subterranean carbon formation to enhance methane recovery from the formation.
Sposobem według wynalazku można wytwarzać strumień wzbogacony w azot, który można zastosować do zwiększenia odzyskiwania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej, bez konieczności używania osobnych instalacji do oddzielania dwutlenku węgla i tlenków siarki.The process of the invention can produce a nitrogen-enriched stream that can be used to enhance the recovery of methane from a solid carbonaceous subterranean formation without the need for separate plants for the separation of carbon dioxide and sulfur oxides.
176 443176 443
Szereg innych właściwości i korzyści wynikających z obecnego wynalazku stanie się łatwo zrozumiałe z poniższego szczegółowego opisu wynalazku, jego szczególnych postaci przedstawionych w niniejszym opisie, zastrzeżeń i załączonych rysunków.A number of other features and advantages of the present invention will become readily apparent from the following detailed description of the invention, its specific embodiments set forth herein, the claims, and the accompanying drawings.
Objaśnienia figur na rysunkachExplanation of figures in the drawings
Figura 1 przedstawia wykres całkowitego natężenia przepływu w czasie wyprodukowania gazu, z całkowicie nasyconego metanem złoża węglowego, do którego wprowadzono szereg różnych mieszanin gazowych.Figure 1 is a graph of the total flow rate during gas production from a fully methane-saturated coal bed into which several different gas mixtures have been introduced.
Figura 2 przedstawia wykres sumarycznego, prognozowanego odzyskania metanu ze złoża węglowego według fig. 1.Figure 2 is a graph of the cumulative predicted methane recovery from the coal bed of Figure 1.
Figura 3 przedstawia wykres przywidywanej zawartości, w procentach objętościowych, metanu obecnego w strumieniu wylotowym odzyskanym ze złoża węglowego według fig. 1.Figure 3 is a graph of the predicted percentage by volume of methane present in the effluent stream recovered from the coal bed of Figure 1.
Figura 4 przedstawia wykres przywidywanej zawartości, w procentach objętościowych, azotu obecnego w strumieniu wylotowym odzyskanym ze złoża węglowego według fig. 1.Figure 4 is a graph of the predicted percentage by volume of nitrogen present in the effluent stream recovered from the coal bed of Figure 1.
Figura 5 przedstawia wykres przywidywanej zawartości, w procentach objętościowych, dwutlenku węgla obecnego w strumieniu wylotowym odzyskanym ze złoża węglowego według fig. 1.Figure 5 is a graph of the predicted percentage by volume of carbon dioxide present in the effluent stream recovered from the coal bed of Figure 1.
Figura 6 przedstawia wykres przywidywanych natężeń przepływu odzyskiwania metanu ze złoża węglowego według fig. 1.Figure 6 is a graph of the predicted coal bed methane recovery flow rates of Figure 1.
Figura 7 przedstawia wykres stosunku sumarycznej ilości odzyskanego metanu do sumarycznej ilości wtłoczonego płynu desorbującego do złoża węglowego według fig. 1.Figure 7 is a graph of the ratio of the total amount of recovered methane to the total amount of desorbing fluid injected into the coal bed of Figure 1.
Figura 8 przedstawia wykres skumulowanej objętości azotu odzyskanego ze złoża węglowego zubożonego w metan, który stosuje się do frakcjonowania mieszaniny płynów gazowych zawierających 15 procent objętościowych dwutlenku węgla i 85 procent objętościowych azotu.Figure 8 is a plot of the cumulative volume of nitrogen recovered from a methane-depleted coal bed that is used to fractionate a gaseous fluid mixture containing 15 volume percent carbon dioxide and 85 volume percent nitrogen.
Figura 9 przedstawia wykres skumulowanej mieszaniny płynów gazowych, które wtłacza się w czasie do zubożonego złoża węglowego według fig. 8.Figure 9 is a graph of the cumulative mixture of gaseous fluids being forced into the depleted carbon bed of Figure 8 over time.
Figura 10 przedstawia wykres natężenia przepływu odzyskiwania azotu ze zubożonego złoża węglowego według fig. 8.Figure 10 is a graph of the nitrogen recovery flow rate from a depleted carbon bed of Figure 8.
Figura 11 przedstawia wykres całkowitego natężenia przepływu odzyskiwanego gazu w czasie, z w pełni nasyconego metanem złoża węglowego. Wykres porównuje całkowite natężenie przepływu odzyskiwanego gazu, gdy do złoża tłoczony jest czysty dwutlenek węgla, z natężeniem przepływu odzyskiwania, gdy do złoża węglowego tłoczona jest mieszanina zawierająca 70 procent objętościowych dwutlenku węgla i 30 procent objętościowych metanu.Figure 11 is a graph of the total recovered gas flow rate over time from a fully methane saturated coal bed. The graph compares the total recovered gas flow when pure carbon dioxide is pumped into the bed with the recovery flow when a mixture of 70 volume percent carbon dioxide and 30 volume percent methane is pumped into the carbon bed.
Figura 12 przedstawia wykres przewidywanej, sumarycznej objętości metanu do odzyskania ze złoża węglowego według fig. 11.Figure 12 is a graph of the predicted total methane volume to be recovered from the coal bed of Figure 11.
Figura 13 przedstawia wykres przewidywanej ilości metanu w procentach objętościowych, jaka będzie obecna w strumieniach wylotowych odzyskanych ze złoża węglowego według fig. 11.Figure 13 is a graph of the predicted amount of methane in volume percent that will be present in the effluent streams recovered from the coal bed of Figure 11.
Figura 14 przedstawia wykres przewidywanej ilości dwutlenku węgla w procentach objętościowych, jaka będzie obecna w strumieniach wylotowych, odzyskanych ze złoża węglowego według fig. 11.Figure 14 is a graph of the predicted amount of carbon dioxide in percent by volume that will be present in the exhaust streams recovered from the coal bed of Figure 11.
Figura 15 przedstawia wykres przewidywanych natężeń odzyskiwania metanu, dla złoża węglowego według fig. 11.Figure 15 is a graph of the predicted methane recovery rates for the coal bed of Figure 11.
Figura 16 przedstawia wykres przewidywanych natężeń odzyskiwania dwutlenku węgla, dla złoża węglowego według fig. 11.Figure 16 is a graph of projected carbon dioxide recovery rates for the coal bed of Figure 11.
Figura 17 przedstawia wykres przewidywanego całkowitego natężenia wydobycia, dla złoża węglowego według fig. 11.Figure 17 is a graph of the projected total production rate for the coal bed of Figure 11.
Figura 18 przedstawia wykres stosunku przewidywanego skumulowanej ilości odzyskanego metanu, do sumarycznej ilości wtłoczonego płynu desorbującego, dla złoża węglowego według fig. 11.Figure 18 is a graph of the ratio of the predicted cumulative amount of recovered methane to the total amount of injected desorbing fluid for the coal bed of Figure 11.
Opis postaci wynalazkuDescription of embodiments of the invention
Ponieważ wynalazek ten dopuszcza odmiany w wielu różnorodnych postaciach, są one przedstawione na wykresach a w niniejszym zostaną opisane dokładnie szczególne odmianySince this invention permits variation in a wide variety of forms, these are illustrated in the graphs, and specific variations will be described in detail herein.
176 443 wynalazku. Jednakże obecne ujawnienie należy rozumieć jako ilustrację zasad wynalazku i nie może być zrozumiane jako ograniczenie wynalazku do jego specyficznych, zilustrowanych odmian.176,443 of the invention. However, the present disclosure is to be understood as illustrative of the principles of the invention, and should not be construed as limiting the invention to the specific, illustrated variations thereof.
Stałe, węglowe formacje podziemne, takie jak pokłady węglowe, zawierają materię węglową. Materia węglowa obejmuje skałę macierzystą, posiadającą rozległą sieć mikroporów oraz układ pęknięć, które obejmują skałę macierzystą i powszechnie określane są jako płaszczyzny łupliwości. Sieć mikroporów tworzy wielką wewnętrzną powierzchnię, do której mogą adsorbować płyny gazowe. Sposób według obecnego wynalazku wykorzystuje różnice w siłach adsorpcyjnych różnych cząsteczek płynów gazowych na materii węglowej formacji oraz zdolność wielkich ilości niepożądanych składników płynu gazowego do sorpcji w mikroporach węglowej skały macierzystej.Solid, carbonaceous subterranean formations such as coal seams contain carbonaceous material. Carbonaceous matter includes parent rock having an extensive network of micropores and a fracture pattern that encompasses the parent rock and is commonly referred to as cleavage planes. The network of micropores creates a large internal surface to which gaseous fluids can adsorb. The method of the present invention takes advantage of the differences in the adsorption forces of various gaseous fluid molecules on the carbonaceous matter of the formation and the ability of large amounts of undesirable components of the gaseous fluid to sorption in the micropores of the carbon host rock.
Ogólnie, cząstka płynu gazowego, która posiada względnie mocniejszą siłę adsorpcyjną, będzie selektywniej sorbowana do materii węglowej formacji, niż cząstka płynu gazowego, która posiada słabszą siłę adsorpcyjną. Ilość dowolnego płynu gazowego, który będzie sorbował w materii węglowej formacji, zależy częściowo od względnej siły adsorpcyjnej płynu gazowego w stosunku do węglowej skały macierzystej, zdolności węglowej skały macierzystej do zatrzymania tego płynu gazowego, tendencji cząstek tego płynu gazowego do reakcji chemicznej z materią węglową i tym samym chemisorpcji do materii, jak również aktualnego ciśnienia i temperatury wewnątrz formacji.Generally, a gaseous fluid particle which has a relatively stronger adsorptive force will be more selectively sorbed into the carbonaceous matter of the formation than a gaseous fluid particle which has a weaker adsorption force. The amount of any gaseous fluid that will adsorb in the carbonaceous matter of the formation depends in part on the relative adsorptive power of the gaseous fluid to the carbonaceous parent rock, the ability of the carbon parent rock to retain that gaseous fluid, the tendency of the particles of that gaseous fluid to chemically react with carbon matter, and hence chemisorption to matter as well as the actual pressure and temperature inside the formation.
Ważnym czynnikiem w realizacji sposobu według obecnego wynalazku są względne siły adsorpcyjne składników tłoczonej mieszaniny płynów gazowych względem, siebie i do dowolnych płynów takich jak metan, które mogą już być obecne w formacji.An important factor in carrying out the process of the present invention is the relative adsorption forces of the components of the pumped gaseous fluid mixture to each other and to any fluids such as methane that may already be present in the formation.
Dla materii węglowej takiej jak węgiel można przyjąć, że temperatura wrzenia płynu pod ciśnieniem atmosferycznym jako wskaźnikiem względnej siły adsorpcyjnej cząsteczek lub związków tworzących płyn. W tabeli 1 przedstawiono temperatury wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym szeregu powszechnie występujących płynów.For carbonaceous matter such as coal, the boiling point of a fluid at atmospheric pressure can be taken as indicative of the relative adsorptive power of the particles or compounds that make up the fluid. Table 1 shows the atmospheric boiling points of a number of common fluids.
Tabela 1Table 1
176 443176 443
Ogólnie należy przyjąć, że płyny silniej adsorbowane posiadają wyższe temperatury wrzenia, natomiast płyny słabiej adsorbowane posiadają względnie niższe temperatury wrzenia. Dlatego też, względna si^a adsorpcyjna jednego składnika płynu w stosunku do drugiego wewnątrz mieszaniny gazowej oraz w stosunku do innych płynów gazowych wewnątrz formacji, może zostać określona na drodze porównania ich względnych temperatur wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym. Na przykład dwutlenek węgla, którego temperatura wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym równa się -78°C, względnie bardziej silnie adsorbuje w materii węglowej w porównaniu do metanu czy azotu, których temperatury wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym wynoszą odpowiednio -162° Ci -196°C. Względne temperatury wrzenia płynu dostarczają poszczególnemu specjaliście ogólnych informacji dotyczących względnej siły adsorpcyjnej różnych płynów gazowych. Jednakże, w razie potrzeby, względna siła adsorpcyjna różnych płynów gazowych w stosunku do określonej, stanowiącej przedmiot zainteresowania materii węglowej, winna być oznaczona doświadczalnie.In general, it should be assumed that more strongly adsorbed fluids have higher boiling points, while less adsorbed fluids have relatively lower boiling points. Therefore, the relative adsorption force of one fluid component to another within the gas mixture and to other gaseous fluids within the formation can be determined by comparing their relative atmospheric pressure boiling points. For example, carbon dioxide, whose boiling point at atmospheric pressure is -78 ° C, adsorbs relatively more strongly to carbonaceous matter compared to methane or nitrogen, which have an atmospheric boiling point of -162 ° C -196 ° C, respectively. The relative boiling points of the fluid provide the individual skilled person with general information regarding the relative adsorption power of various gaseous fluids. However, if desired, the relative adsorption force of the various gaseous fluids to a particular carbonaceous matter of interest should be determined experimentally.
Idąc dalej, względna siła adsorpcyjna różnych płynów gazowych dostarcza poszczególnemu specjaliście ogólnych informacji dotyczących umiejscowienia niepożądanego płynu gazowego wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej. Jednakże, w razie potrzeby, ilość niepożądanego płynu gazowego, który może adsorbować w określonej materii gazowej, winna zostać wyznaczona doświadczalnie. Dane doświadczalne winny umożliwić dokładniejsze przewidywanie ilości płynu gazowego, który może być do dyspozycji wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej. Jeżeli uważa się, że chemiszrdcja określonego składnika płynu gazowego w materii węglowej formacji jest znaczącym czynnikiem, winna ona także być wzięta pod uwagę gdy określa się ilość niepożądanego płynu gazowego, który może być do dyspozycji wewnątrz formacji.Further, the relative adsorption force of various gaseous fluids provides the individual skilled with general information regarding the location of the undesirable gaseous fluid within the solid carbonaceous subterranean formation. However, if necessary, the amount of the undesirable gaseous fluid that can adsorb to the particular gaseous matter should be determined experimentally. Experimental data should enable a more accurate prediction of the amount of gaseous fluid that may be available within the solid carbonaceous subterranean formation. If the chemistry of a particular component of the gaseous fluid in the carbonaceous matter of the formation is considered to be a significant factor, it should also be taken into account when determining the amount of undesirable gaseous fluid that may be available within the formation.
Płyn gazowy może zostać wprowadzony do formacji albo w postaci gazowej albo w postaci ciekłej. Szczegółowy opis odpowiednich metod tłoczenia płynów gazowych zgodnie z wynalazkiem, można znaleźć w opisie odnoszącym się do tłoczenia rafinatu wzbogaconego w azot, omówionych poniżej. Inne, odpowiednie drogi wprowadzania płynów gazowych do stałej, węglowej formacji podziemnej znane są poszczególnym specjalistom. Jeżeli płyn gazowy zawierający dwutlenek węgla tłoczy się w stanie ciekłym, to zwykle wewnątrz formacji przekształci się on w płyn gazowy. Odmiennie, płyn gazowy może zostać wprowadzony do formacji jako płyn nadkrytyczny. W zależności od temperatur i ciśnień panujących wewnątrz formacji, płyn gazowy może być utrzymywany w formacji albo w stanie nadkiytycznym albo może stać się cieczą, płynem gazowym lub współistnieć w stanie ciekłym i jako para.The gaseous fluid may be introduced into the formation either in gaseous or liquid form. A detailed description of suitable methods for pressing gaseous fluids according to the invention can be found in the description relating to the pressing of nitrogen-enriched raffinate, discussed below. Other suitable routes for introducing gaseous fluids into a solid carbonaceous subterranean formation are known to those skilled in the art. If the gaseous fluid containing carbon dioxide is pumped into a liquid state, it will typically be converted to a gaseous fluid within the formation. Alternatively, the gaseous fluid may be introduced into the formation as a supercritical fluid. Depending on the temperatures and pressures within the formation, the gaseous fluid may be maintained in the formation either in a surplus state, or it may become a liquid, a gaseous fluid, or coexist in a liquid state and vapor.
Jeżeli stan wykorzystywanego płynu gazowego jest bliski jego temperaturze krytycznej i ciśnieniu krytycznemu, może okazać się niezbędne takie operowanie dowolnymi otworami produkcyjnymi, które pozwoli na zminimalizowane wytrącania się i/lub kondensacji wewnątrz formacji cząstek stałych i ciekłych. Później przedstawiono bardziej szczegółowy opis sposobu operowania otworami produkcyjnymi w tego typu sytuacjach.If the state of the gaseous fluid used is close to its critical temperature and pressure, it may be necessary to operate any production openings in such a way as to minimize precipitation and / or condensation inside the solid and liquid particle formation. Later on, a more detailed description of how to handle production openings in these types of situations is provided.
W celu odzyskiwania metanu w formacji podziemnej, płyn desorbujący zawierający płyn silnie adsorbowany wprowadza się do stałej, węglowej formacji podziemnej poprzez otwór tłoczący połączony płynowo z formacją, a strumień wylotowy zawierający metan odzyskuje się z jednego lub więcej otworów produkcyjnych. Korzystnie otwór tłoczący przenika poprzez złoże.To recover methane in the subterranean formation, a desorbing fluid containing a highly adsorbed fluid is introduced into the solid carbonaceous subterranean formation through a delivery port fluidly connected to the formation, and the methane-containing effluent is recovered from one or more production wells. Preferably, the pressure opening penetrates the bed.
Płyn desorbujący składa się zwykle z dwutlenku węgla oraz innych składników płynu, przykładowo azotu i/lub metanu. Ponieważ dwutlenek węgla jest płynem silnie adsorbowanym, będzie on korzystniej adsorbowany przez materię węglową formacji niż inne słabiej adsorbowane płyny, takie jak azot i metan.The desorbing fluid usually consists of carbon dioxide and other fluid components, for example nitrogen and / or methane. Since carbon dioxide is a highly adsorbed fluid, it will be more preferably adsorbed by the carbon matter of the formation than other less adsorbed fluids such as nitrogen and methane.
Metan powstaje podczas konwersji materii organicznej w węgiel oraz inne substancje węglowe. Metan istnieje wewnątrz formacji zarówno jako wolny- gaz w pęknięciach i szczelinach formacji i jako gaz zaadsorbowany wewnątrz materii węglowej formacji.Methane is produced during the conversion of organic matter into carbon and other carbonaceous substances. Methane exists within the formation both as free gas in fractures and fractures in the formation and as adsorbed gas within the formation's carbonaceous matter.
Płyn desorbujący zawierający dwutlenek węgla wyzwala zarówno wolny metan jak również metan zaadsorbowany wewnątrz formacji. Uwolnienie metanu ęαsdsorbzoaeegzThe desorbing fluid containing carbon dioxide releases both free methane as well as the methane adsorbed within the formation. Release of methane ęαsdsorbzoaeegz
176 443 w materii węglowej zachodzi w wyniku obniżenia ciśnienia cząstkowego metanu wewnątrz pęknięć, jak również dlatego też dwutlenek węgla oraz inne tłoczone płyny desorbujące konkurencyjnie sorbują w materii węglowej formacji.176,443 in carbon matter occurs as a result of lowering the partial pressure of methane inside the fractures, and therefore also carbon dioxide and other pumped desorbing fluids competitively sorb in the carbon matter of the formation.
Ciśnienie cząstkowe metanu wewnątrz pęknięć obniża się z powodu obecności tłoczonego płynu desorbującego wewnątrz pęknięć, w pobliżu miejsc sorpcji metanu. Wskutek obniżenia ciśnienia cząstkowego metanu wewnątrz pęknięć, metan zaadsorbowany w materii węglowej będzie desorbowany z materii i będzie dyfundował do pęknięć.The methane partial pressure inside the cracks is lowered due to the presence of the pumped desorbing fluid inside the cracks, near the methane sorption sites. As a result of lowering the partial pressure of methane inside the cracks, the methane adsorbed in the carbon matter will be desorbed from the matter and will diffuse into the cracks.
Konkurencyjna sorpcją w materii węglowej dwutlenku węgla oraz innych tłoczonych płynów desorbujących będzie także powodowała desorpcję metanu z materii węglowej do pęknięć. Gdy metan znajdzie się wewnątrz pęknięć, utworzona różnica ciśnień pomiędzy formacją i otworem produkcyjnym i/lub otworami, będzie powodować ruch metanu do otworu produkcyjnego i/lub otworów, gdzie może on być odzyskiwany.Competitive sorption in carbon matter of carbon dioxide and other pumped desorbing fluids will also desorb methane from the carbon matter into the fractures. Once the methane is inside the fractures, the pressure difference created between the formation and the production well and / or wells will cause the methane to move into the production well and / or the wells where it can be recovered.
Ponieważ metan nie jest tak silnie zaadsorbowany w materii węglowej jak dwutlenek węgla, może on szybciej przemieszczać się w stałej, węglowej formacji podziemnej niż płyny gazowe silniej zaadsorbowane.Since methane is not as strongly adsorbed in carbon matter as carbon dioxide, it can move faster through a solid carbonaceous subterranean formation than more strongly adsorbed gaseous fluids.
Selektywna sorpcja wewnątrz materii węglowej płynów silniej adsorbowanych, takich jak dwutlenek węgla, powoduje frakcjonowanie tłoczonego płynu desorbującego wewnątrz formacji. Płyny silniej adsorbowane, będą selektywniej adsorbowane do obszaru materii węglowej wokół otworu tłocznego, do którego wprowadzany jest płyn desorbujący. Płyny silniej adsorbowane będą kontynuować sorpcję w materii w tym obszarze,· aż materia nasyci się płynem silniej adsorbowanym. Płyny względnie słabiej adsorbowane nie będą sorbować tak silnie w materii i tym samym nie będą przemieszczać się szybciej w formacji niż płynnej silniej adsorbowane.Selective sorption inside the carbon matter of more strongly adsorbed fluids, such as carbon dioxide, fractionates the pumped desorbing fluid within the formation. More strongly adsorbed fluids will be more selectively adsorbed to the area of carbon matter around the discharge port into which the desorbing fluid is introduced. More strongly adsorbed fluids will continue sorption in the matter in this area, until the matter is saturated with more strongly adsorbed fluid. Relatively less adsorbed fluids will not adsorb so strongly in matter and thus will not move faster in the formation than more strongly adsorbed liquid ones.
Ogólnie, gdy płyn desorbujący tłoczy się do formacji, obszar wewnątrz formacji, który jest nasyconym płynem silniej adsorbowanym, przesuwa się w sposób ciągły ku otworowi produkcyjnemu lub otworom produkcyjnym. Tym samym można powiedzieć, że płyny silniej adsorbowane będą tworzyć coś co przypomina front stężeń, który przemieszcza się wewnątrz formacji. Gdy płyn desorbujący tłoczony jest do formacji, front stężeń jest w sposób ciągły przesuwany od otworu tłocznego do obszaru o niższym ciśnieniu wewnątrz formacji, takiego jak otwór produkcyjny.Generally, as the desorbing fluid is forced into the formation, an area within the formation that is saturated with the more strongly adsorbed fluid moves continuously towards the production well or the production ports. Thus, it can be said that more strongly adsorbed fluids will create something that resembles a concentration front that moves inside the formation. As the desorbing fluid is forced into the formation, the front of concentrations is continuously moved from the delivery port to a lower pressure area within the formation, such as the production well.
Na czele frontu, stężenie płynów silniej adsorbowanych do materii jest małe w stosunku do stężenia płynów silniej adsorbowanych wewnątrz frontu albo za frontem. Za frontem, względne stężenie płynów silniej adsorbowanych, takich jak dwutlenek węgla, które są zaadsorbowane do materii, zbliża się do wartości stanu ustalonego, w miarę jak płyn desorbujący jest w sposób ciągły tłoczony do formacji poprzez otwór tłoczny.At the forefront of the front, the concentration of fluids more strongly adsorbed to matter is small in relation to the concentration of fluids more strongly adsorbed inside or behind the front. Downstream, the relative concentration of the more strongly adsorbed fluids such as carbon dioxide that are adsorbed to the matter approaches a steady state value as the desorbing fluid is continuously forced into the formation through the delivery port.
Wartość stanu ustalonego zależy od szeregu czynników wliczając w to: względną siłę adsorpcyjną płynów silniej adsorbowanych do materii węglowej, w porównaniu do siły adsorpcyjnej' innych płynów wewnątrz formacji oraz względnego stężenia płynów silniej adsorbowanych, zawartych w tłoczonym płynie desorbującym wprowadzanym do formacji.The steady state value depends on a number of factors including: the relative adsorptive force of the fluids more strongly adsorbed to the carbonaceous matter compared to the adsorption force of other fluids within the formation, and the relative concentration of the more strongly adsorbed fluids contained in the pumped desorbing fluid entering the formation.
Ponieważ składniki płynu silniej adsorbowanego będą selektywnie sorbowane przez formację, płyn desorbujący zawierający dwutlenek węgla może być tłoczony do stałej, węglowej formacji podziemnej, podczas gdy strumień wylotowy posiadający mniejszą zawartość dwutlenku węgla w procentach objętościowych, odzyskiwany jest z otworu produkcyjnego. Procent objętościowy dwutlenku węgla zawartego w mieszaninie płynów gazowych oznaczany jest jako procent objętościowy A.Since the components of the more strongly adsorbed fluid will be selectively sorbed by the formation, the carbon dioxide desorbing fluid can be pumped into the solid carbonaceous subterranean formation, while the effluent having a lower carbon dioxide percentage by volume is recovered from the production well. The percentage by volume of carbon dioxide contained in a mixture of gaseous fluids is expressed as the percentage by volume of A.
Ponadto, ponieważ składniki płynu silniej adsorbowanego mogą wolniej przemieszczać się poprzez formację niż składniki płynu słabiej adsorbowanego, z otworu produkcyjnego można odzyskiwać strumień wylotowy, w którym stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych, tłoczonych składników płynu desorbującego jest mniejszy niż stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych tłoczonych składników płynu, wewnątrz płynu desorbującego wprowadzanego do formacji. Stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego, jest dalej określany czasami jako stosunek B.In addition, since the components of the more strongly adsorbed fluid may move more slowly through the formation than the components of the less adsorbed fluid, an outlet stream can be recovered from the production port where the volume ratio of carbon dioxide to other pumped components of the desorbing fluid is less than the volume ratio of carbon dioxide to other pumped components fluid components within the desorbing fluid entering the formation. The volume ratio of carbon dioxide to the other components of the pumped desorbing fluid is hereinafter sometimes referred to as the ratio B.
176 443176 443
Jednym z rodzajów płynu gazowego zawierającego dwutlenek węgla, który można stosować zgodnie z wynalazkiem, są spaliny. Zwykle, stosunek objętościowy B dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w spalinach wynosi od 1/11 do 2/8. Innym przykładem płynu gazowego zawierającego dwutlenek węgla, który można stosować zgodnie z wynalazkiem, jest mieszanina płynów gazowych, która jest wydalana z instalacji do odazotowania lub z separatora membranowego, w którym oddziela się dwutlenek węgla ze strumienia produkcyjnego gazu ziemnego. Zwykle, w strumieniu wydalanym stosunek objętościowy B dwutlenku węgla do metanu i innych gazów wynosi od 1/1 do 95/5.One type of carbon dioxide-containing gaseous fluid that can be used in the present invention is exhaust gas. Typically, the volume ratio B of carbon dioxide to the other components of the pumped desorbing fluid in the exhaust gas is from 1/11 to 2/8. Another example of a gaseous fluid containing carbon dioxide that can be used in the present invention is a mixture of gaseous fluids that is discharged from the denitrification plant or from a membrane separator in which carbon dioxide is separated from the natural gas production stream. Typically, the discharged stream has a volume ratio B of carbon dioxide to methane and other gases from 1/1 to 95/5.
Można przyjąć, że procent objętościowy dwutlenku węgla w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z otworu- produkcyjnego będzie mniejszy niż procent objętościowy dwutlenku węgla w tłoczonym płynie desorbującym wprowadzanym do formacji, aż obszar formacji pomiędzy otworem tłocznym i otworem produkcyjnym zostanie nasycony składnikami płynu silniej adsorbowanego. Ponadto, można przyjąć że stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego, zawartych w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z otworu produkcyjnego, będzie mniejszy niż stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego, wewnątrz płynu desorbującego wprowadzanego do formacji, aż do momentu gdy obszar formacji pomiędzy otworem tłocznym i otworem produkcyjnym zostanie nasycony składnikami płynu silniej adsorbowanego.It can be assumed that the volume percent of carbon dioxide in the outlet stream recovered from the production well will be less than the volume percent of carbon dioxide in the pumped desorbing fluid entering the formation until the area of formation between the delivery port and the production port is saturated with the components of the more strongly adsorbed fluid. Furthermore, it can be assumed that the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid contained in the outlet stream recovered from the production well will be less than the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid inside the desorbing fluid introduced into the formation, until the formation area between the discharge port and the production port will be saturated with components of the more strongly adsorbed fluid.
W idealnej sytuacji, stała, ' węglowa formacja podziemna jest jednorodna i czoło stężenia dwutlenku węgla będzie przesuwać się promieniście na zewnątrz od otworu tłocznego do formacji. Jednakże, istnieje mało takich stałych, węglowych formacji podziemnych, które wykazują taką jednorodność. Większość formacji posiada regiony przez które tłoczony płyn desorbujący będzie szybko przechodził. Te tak zwane wtrącenia obejmują obszary o względnie wyższej przepuszczalności w porównaniu z większością materii węglowej. Wtrącenia obejmują także obszary zawierające materię w której składniki płynu desorbującego trudno adsorbują. Do przykładowych regionów o charakterze wtrąceń, w których trudno adsorbują płyny zalicza się piaskowiec, łupek węglowy oraz inne podobnego typu materiały znane poszczególnym specjalistom.Ideally, the solid carbonaceous subterranean formation is homogeneous and the carbon dioxide concentration front will move radially outward from the discharge port to the formation. However, there are few of these solid carbonaceous subterranean formations that exhibit this uniformity. Most formations have regions through which the pumped desorbing fluid will pass quickly. These so-called inclusions cover regions of relatively higher permeability compared to most carbon matter. Inclusions also include areas containing matter in which components of the desorbing fluid are difficult to adsorb. Examples of inclusion regions in which fluids are difficult to adsorb include sandstone, coal shale, and other similar materials known to those skilled in the art.
Tłoczony płyn desorbujący, który przemieszcza się przez wtrącenia, będzie co najmniej częściowo omijał materię węglową formacji i mówi się że przecieka poprzez formację do otworu produkcyjnego. Przeciekanie będzie zwiększać względną + ilość płynu desorbującego obecnego w strumieniu wylotowym odzyskiwanym w otworze produkcyjnym.The pumped desorbing fluid that travels through the inclusions will at least partially bypass the carbonaceous material of the formation and is said to leak through the formation into the production well. Leakage will increase the relative + amount of desorbing fluid present in the effluent stream recovered in the production well.
Dodatkowo, tłoczony płyn desorbujący który przemieszcza się przez wtrącenia do otworu produkcyjnego, nie ma tak dużego kontaktu z materią węglową formacji jak tłoczone płyny desorbujące, które nie przemieszczają się przez te wtrącenia. Dlatego, tłoczony płyn desorbujący który przemieszcza się przez wtrącenia do otworu produkcyjnego, nie będzie tak efektywnie frakcjonowany na jego odpowiednie składniki. W konsekwencji, stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego wewnątrz odzyskiwanego strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego, będzie wzrastał powyżej tego stosunku jakiego można spodziewać się z wyidealizowanej formacji, lecz stosunek ten będzie nadal obniżony w porównaniu do początkowego stosunku B w tłoczonym płynie desorbującym.Additionally, the pumped desorbing fluid that travels through the inclusions into the production port does not have as much contact with the carbonaceous matter of the formation as the pumped desorbing fluids that do not pass through the inclusions. Therefore, the pumped desorbing fluid that travels through the inclusions into the production port will not be fractionated as efficiently into its respective components. Consequently, the volume ratio of carbon dioxide to the other components of the pumped desorbing fluid within the recovered production well outlet stream will increase above what would be expected from an idealized formation, but this ratio will still be lowered compared to the initial B ratio in the pumped desorbing fluid. .
Selektywna sorpcja wewnątrz formacji składników płynu silniej adsorbowanego, która powoduje że składniki płynu silniej adsorbowanego poruszają się wolniej poprzez formację niż składniki płynu słabiej adsorbowanego, umożliwiając płynom siniej adsorbowanym takim jak dwutlenek węgla osadzanie się wewnątrz formacji. Poniżej omówiono bardziej szczegółowo metody rozmieszczania dwutlenku węgla oraz innych płynów silniej adsorbowanych, wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej.Selective sorption within the formation of the more strongly adsorbed fluid components, which causes the components of the more strongly adsorbed fluid to move more slowly through the formation than the components of the less adsorbed fluid, allowing the gray adsorbed fluids such as carbon dioxide to settle within the formation. Methods for distributing carbon dioxide and other more strongly adsorbed fluids within a solid carbonaceous subterranean formation are discussed in more detail below.
Zdolność stałej, węglowej formacji podziemnej do frakcjonowania tłoczonego płynu desorbującego, wraz z późniejszym osiąganiem przez większość dwutlenku węgla otworu produkcyjnego i/lub otworów niż metan i/lub inny płyn charakteryzujący się słabszymi siłami adsorpcyjnymi, stanowi podstawę sposobu odzyskiwania zasadniczej części metanu zeThe ability of the solid carbonaceous subterranean formation to fractionate the pumped desorbing fluid, with most of the carbon dioxide subsequently reaching the production well and / or openings than methane and / or another fluid with weaker adsorptive forces, is the basis of a method for recovering the bulk of the methane from
176 443 stałej, węglowej formacji podziemnej, z równoczesnym rozmieszczaniem dwutlenku węgla wewnątrz formacji.176,443 solid carbonaceous subterranean formation with simultaneous distribution of carbon dioxide within the formation.
W trakcie prowadzenia w ten sposób procesu, stosunek dwutlenku węgla do innych tłoczonych płynów desorbujących wewnątrz odzyskiwanego strumienia wylotowego, korzystnie kontroluje się w otworze produkcyjnym lub otworach, stosując metody znane poszczególnym specjalistom, takie jak chromatografia gazowa. Ten monitoring winien dostarczyć względny pogląd na temat przemieszczania się tłoczonych płynów desorbujących wewnątrz formacji i odpowiedzieć na pytanie czy formacja zaczyna nasycać się płynami silniej adsorbowanymi.In carrying out the process in this manner, the ratio of carbon dioxide to the other pumped desorbing fluids within the recovered effluent is preferably controlled at the production well or wells using methods known to the individual skilled in the art, such as gas chromatography. This monitoring should provide a relative view of the movement of pumped desorbing fluids within the formation and answer the question of whether the formation begins to saturate with more strongly adsorbed fluids.
Jak to omówiono wcześniej, stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłocznego płynu desorbującego wewnątrz odzyskiwanego strumienia wylotowego z otworu· produkcyjnego, będzie obniżony względem stosunku objętościowego dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego wewnątrz tłoczonego płynu desorbującego, wprowadzanego do stałej, węglowej formacji podziemnej.As discussed previously, the volume ratio of carbon dioxide to the other components of the pressable desorbing fluid within the recovered production port exit stream will be lowered relative to the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid within the pumped desorbing fluid entering the solid carbonaceous subterranean formation.
Stosunek dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego odzyskiwanych z otworu produkcyjnego, winien szybko wzrastać z osiągnięciem przez front dwutlenku węgla odwiertu otworu produkcyjnego. Patrz na przykład dane na wykresach Fig. 4, 5, 13 i 14. Również, większość metanu pierwotnie zaadsorbowanego wewnątrz materii węglowej, umiejscowionego wzdłuż drogi przepływu tłoczonego płynu desorbującego, pomiędzy otworem tłocznym i otworem produkcyjnym, będzie desorbowana z formacji wraz z przemieszczaniem się frontu stężenia dwutlenku węgla od otworu tłocznego do otworu produkcyjnego (to znaczy materia węglowa wewnątrz formacji, pomiędzy otworem tłocznym i otworem produkcyjnym wzdłuż drogi przemieszczania się tłoczonego płynu desorbującego będzie uwalniać metan w niej zawarty).The ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid recovered from the production well should rapidly increase as the carbon dioxide front reaches the production well. See, for example, the data in Figures 4, 5, 13 and 14. Also, most of the methane originally adsorbed inside the carbonaceous matter located along the flow path of the pumped desorbing fluid between the pressure port and the production port will be desorbed from the formation as the front advances. carbon dioxide concentration from the discharge port to the production port (i.e., the carbon material within the formation between the discharge port and the production port along the path of travel of the pumped desorbing fluid will release the methane contained therein).
Jak to wcześniej omówiono, rzeczywiste stałe, węglowe formacje podziemne posiadają także wytrącenia, które mogą powodować zwiększenie się procentu objętościowego płynu desorbującego zawartego w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z formacji. Dodatkowo, ilość tłoczonego płynu desorbującego potrzebnego do opróżnienia formacji może zwiększyć się odpowiednio do wtrąceń.As discussed previously, actual solid carbonaceous subterranean formations also have precipitates that can increase the volume percent of desorbing fluid contained in the effluent recovered from the formation. Additionally, the amount of pumped desorbing fluid needed to empty the formation may increase in proportion to the inclusions.
Jedna z metod, która zdaniem wynalazców może skutecznie zmniejszyć ilość rozwarstwień, które występują wewnątrz formacji, wykorzystuje okresowe tłoczenie do otworu tłocznego cieczy takiej jak woda. Tłoczona woda winna selektywnie przenikać obszary wyższej przepuszczalności. Gdy ciecz przeniknie obszary wyższej przepuszczalności, to zmniejszy ona przepływ płynów desorbujących przez te obszary. Winno to spowodować zmianę kierunku przepływu tłocznego płynu desorbującego do obszarów o niższej przepuszczalności, w celu zwiększenia pionowego i przestrzennego wnikania wewnątrz formacji. Poprzez zmianę kierunku tłoczonych płynów desorbujących do obszarów o niższej przepuszczalności, zwiększa się czas potrzebny do przemieszczenia tych płynów od otworu tłocznego do otworu produkcyjnego. Z powodu zmiany kierunku, tłoczony płyn desorbujący może także wejść w kontakt z większą ilością materii węglowej formacji, może ulec zmniejszeniu procent objętościowy dwutlenku węgla w odzyskiwanym strumieniu wylotowym z otworu produkcyjnego i stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego odzyskiwanym strumieniu wylotowym z otworu produkcyjnego.One method which the inventors believe can effectively reduce the amount of delamination that occurs within the formation is to periodically force a liquid, such as water, into the delivery port. The pumped water should selectively penetrate the areas of higher permeability. As liquid penetrates the regions of higher permeability, it will reduce the flow of desorbing fluids through these regions. This should result in a diversion of the pressurized desorbing fluid to the regions of lower permeability in order to increase vertical and spatial penetration within the formation. By redirecting the pumped desorbing fluids to areas of lower permeability, the time required for these fluids to move from the delivery port to the production port is increased. Due to the reversal of direction, the pumped desorbing fluid may also come into contact with more of the formation carbon matter, the volume percent of carbon dioxide in the recovered well outlet stream and the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid in the recovered well outlet stream can be reduced production.
Czy zaprzestać lub nie zaprzestać odzyskiwania strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego zależy częściowo od zawartości procentowej dostępnego metanu, który odzyskano z przestrzeni formacji drenowanej przez otwór produkcyjny. Metan dostępny, jest tym metanem, który jest osiągalny do odzyskania z otworu produkcyjnego. Należy zaznaczyć, że metan dostępny wewnątrz formacji poddanej zintensyfikowanemu odzyskaniu może nie być zubożony, natomiast metan dostępny z określonego otworu produkcyjnego może być zubożony. Ilość metanu zawartego w stałej, węglowej formacji podziemnej można oznaczyć metodami znanymi poszczególnymi specjalistom. Przykłady metod obliczania ilości metanu wewnątrz formacji zamieszczone są przez Yee i innych w Gas Sorption on Coal and Measurement of Gas Content, Rozdz. 9, str. 203-217, Hydrocarbon from Coal,Whether or not to cease recovery of the production well effluent depends in part on the percentage of available methane that is recovered from the production well drainage space. The available methane is that which is available for recovery from the production well. It should be noted that the methane available within the intensified recovery formation may not be depleted, while the methane available from a particular production well may be depleted. The amount of methane contained in a solid carbonaceous subterranean formation can be determined by methods known to the individual skilled in the art. Examples of intra-formation methane calculation methods are provided by Yee et al. In Gas Sorption on Coal and Measurement of Gas Content, Ch. 9, pp. 203-217, Hydrocarbon from Coal,
176 443 publikacji American Associacion of Petroleum Geologists (1993), którą zamieszczono w niniejszym jako referencję. Specjalista który zna ilość metanu zawartego w formacji i skład tłoczonego płynu desorbującego, może obliczyć ilość dostępnego metanu, jaką można odzyskać z formacji.176,443 of the American Associacion of Petroleum Geologists (1993) hereby incorporated by reference. One skilled in the art who knows the amount of methane contained in the formation and the composition of the pumped desorbing fluid can calculate the amount of available methane that can be recovered from the formation.
Decyzja o tym czy kontynuować odzysk strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego, winna także być podjęta biorąc pod uwagę wartość strumienia wylotowego. Gdy określa się wartość strumienia wylotowego, ważne jest aby wziąć pod uwagę koszty ruchowe potrzebne do dalszego wykorzystywania strumienia wylotowego. Na przykład, jeżeli strumień wylotowy przesyła się do rurociągu gazu ziemnego, może trzeba będzie poddać strumień wylotowy procesowi obniżenia procentowej zawartości obojętnych gazów w nim zawartych do akceptowanego poziomu. Akceptowany poziom zawartości gazów obojętnych w gazie ziemnym jest określany przez wymagania techniczne rurociągu gazu ziemnego. Jeżeli wartość strumienia wylotowego nie jest wystarczająco duża dla usprawiedliwienia dalszego odzyskiwania strumienia wylotowego, wtedy odzyskiwanie strumienia wylotowego powinno być zaniechane lub winien zostać zmieniony sposób odzyskiwania, w kierunku takiej zmiany składu strumienia wylotowego, która usprawiedliwia dalszego jego odzyskiwanie. Eksploatowana stała, węglowa formacja podziemna zawierająca metan, może mieć szereg otworów tłocznych i szereg otworów produkcyjnych. Z powodu niejednorodności większości stałych, węglowych formacji podziemnych, front stężenia dwutlenku węgla z jednego otworu tłocznego, może osiągnąć otwór produkcyjny przed frontem stężenia dwutlenku węgla z drugiego otworu tłocznego, podążającym do tego samego otworu produkcyjnego. Może to prowadzić do zwiększenia się stosunku objętościowego dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z otworu produkcyjnego oraz zbliżenia się lub przekroczenia początkowego stosunku B, zanim formacja pomiędzy otworami tłocznymi i otworem produkcyjnym zostanie uwolniona z dostępnego metanu.The decision on whether to continue recovery of the production well effluent should also be made taking into account the effluent value. When determining the value of the effluent, it is important to consider the operating costs needed to further utilize the effluent. For example, if the effluent is sent to a natural gas pipeline, the effluent may need to be subjected to a process of reducing the percentage of inert gases therein to an acceptable level. The acceptable level of inert gas content in natural gas is determined by the technical requirements of the natural gas pipeline. If the value of the effluent is not large enough to justify further recovery of the effluent, then the recovery of the effluent should be discontinued or the method of recovery should be changed towards a composition change of the effluent which justifies its further recovery. A mining solid carbon underground formation containing methane may have multiple discharge and production wells. Due to the heterogeneity of most solid carbon subterranean formations, the carbon dioxide concentration front from one discharge well may reach the production well in front of the carbon dioxide concentration front from the second discharge port going to the same production well. This can lead to an increase in the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid in the outlet stream recovered from the production well, and to approach or exceed the initial ratio B before the formation between the delivery ports and the production well is released from the available methane.
Jak to jest widoczne na wykresach zgodnie z figurami 2,3, 5-7 oraz 11-15, zasadnicza zawartość procentowa A dostępnego metanu może zostać odzyskana z formacji zanim stosunek dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z otworu produkcyjnego, osiągnie wartość równą początkowemu stosunkowi B. Można przyjąć, że w pewnych sytuacjach korzystnie jest przerwać odzyskiwanie strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego, gdy stosunek B wynosi od 0,5 do 0,9 początkowej wartości stosunku B. Przykładowo gdy stosunek dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w odzyskiwanym strumieniu wylotowym jest mniejszy niż B, lecz zasadnicza zawartość procentowa dostępnego metanu została odzyskana z otworu produkcyjnego, to przerwanie odzyskiwania strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego może okazać się korzystne.As can be seen from the graphs of Figures 2, 3, 5-7 and 11-15, a substantial percentage of A of available methane can be recovered from the formation before the ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid in the outlet stream recovered from the production well. reaches a value equal to the initial ratio B. It can be assumed that in some situations it is advantageous to discontinue recovery of the discharge stream from the production well when the ratio B is between 0.5 and 0.9 of the initial value of the ratio B. the desorbing fluid in the recovered exit stream is less than B, but a substantial percentage of the available methane has been recovered from the production well, discontinuing recovery of the production well exit stream may prove beneficial.
Jeżeli stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w odzyskiwanym z otworu produkcyjnego strumieniu wylotowym jest większy niż początkowy stosunek B oraz zasadnicza zawartość procentowa dostępnego metanu została z tego otworu wydobyta, korzystne jest przerwanie odzyskiwania z tego otworu produkcynego.If the volume ratio of carbon dioxide to the other components of the pumped desorbing fluid in the outlet stream recovered from the production well is greater than the initial B ratio, and a substantial percentage of the available methane has been extracted from that well, it is preferable to discontinue recovery from that production well.
Jeżeli stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego w odzyskiwanym z otworu produkcyjnego strumieniu wylotowym jest większy niż początkowy stosunek B ale zasadnicza zawartość procentowa metanu jest nadal dostępna do wydobycia z tego otworu produkcyjnego, nie jest korzystne przerywanie odzyskiwania strumienia wylotowego z tego otworu produkcyjnego. Natomiast powinien zostać ograniczony wypływ strumienia wylotowego z tego otworu produkcyjnego.If the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid in the outlet stream recovered from the production well is greater than the initial B ratio but a substantial percentage of methane is still available for extraction from that production well, it is not preferred to interrupt recovery of the outlet stream from that production well. . However, the outflow of the outlet stream from this production well should be limited.
Ograniczenie wypływu z otworu produkcyjnego będzie powodować wzrost ciśnienia wewnątrz otworu. Wzrost ciśnienia w pobliżu otworu produkcyjnego spowoduje, że tłoczone płyny desorbujące będą kierowane do przestrzeni formacji o względnie niższym ciśnieniu. To ograniczenie winno poprawić opróżnianie formacji i zmniejszyć także przeciekanie tłoczonego płynu desorbującego w kierunku otworu produkcyjnego z którego wypływ został ograniczony. Ponadto, można przyjąć że w wyniku wzrostu ciśnienia w formacji wokółRestricting the outflow from the production well will increase the pressure inside the well. The increase in pressure near the production well will cause the pumped desorbing fluids to be directed into the formation space at a relatively lower pressure. This restriction should improve the emptying of the formation and also reduce leakage of the pumped desorbing fluid towards the production well from which the outflow has been restricted. Moreover, it can be assumed that as a result of pressure build-up in the formation around
176 443 otworu produkcyjnego, powinna poprawić się selektywna adsorpcja w materii węglowej w stosunku do metanu. Można przyjąć, że zmniejszy to procent objętościowy dwutlenku węgla zawartego w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z otworu produkcyjnego.176 443 of the production well, the selective adsorption in carbon matter in relation to methane should improve. It can be assumed that this will reduce the volume percent of carbon dioxide contained in the effluent stream recovered from the production well.
Można zastosować szereg sposobów ograniczenia wypływu strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego. W jednym ze sposobów wykorzystuje się wprowadzenie substancji ograniczającej wypływ, do formacji podziemnej graniczącej z otworem produkcyjnym, w którym pragnie się ograniczyć wypływ. Do przykładowych substancji użytecznych do ograniczania wypływu strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego zalicza się dwutlenek węgla, aceton, olej napędowy, polimery, epoksydy, środki powierzchniowo czynne, pianę, cement oraz ich mieszaniny. Wyżej wymienione substancje zmniejszają przepływ płynu desorbującego wewnątrz formacji, poprzez uszczelnianie lub zaciskanie systemu szczelin formacji, redukując tym samym przepuszczalność przestrzeni formacji, na którą oddziaływują te substancje. Oprócz wyżej wymienionych substancji, można dodatkowo stosować dowolną substancję która powoduje pęcznienie materii węglowej, w celu zmniejszenia jej przepuszczalności, albo uszczelnia lub zaciska system szczelin formacji.A number of methods can be used to limit the flow of the exit stream from the production well. One method uses the introduction of the flow restricting substance into a subterranean formation adjacent to the production well in which it is desired to limit the flow. Examples of substances useful in restricting the exit stream from the production well include carbon dioxide, acetone, diesel fuel, polymers, epoxies, surfactants, foam, cement, and mixtures thereof. The aforementioned substances reduce the flow of desorbing fluid within the formation by sealing or constricting the formation fracture system, thereby reducing the permeability of the formation spaces affected by these substances. In addition to the above-mentioned substances, any substance may additionally be used that causes swelling of the carbonaceous matter to reduce its permeability, or seals or constricts the formation fracture system.
Inny sposób ograniczenia wypływu strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego polega na sterowaniu zaworem na komunikacji płynowej z otworem produkcyjnym w taki sposób, który ogranicza wypływ strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego. Takjak w przypadku wcześniej opisanych sposobów, ograniczenie wypływu strumienia nalotkwegk z otworu produkcyjnego będzie powodowało zwiększenie ciśnienia wewnątrz otworu w pobliżu formacji i skutkowało wcześniej omówionymi korzyściami, które jak wierzy są wynikiem wzrostu ciśnienia wewnątrz formacji w pobliżu otworu produkcyjnego.Another way to limit the exit flow from the production orifice is to control the valve in fluid communication with the production orifice in a manner that restricts the exit flow from the production orifice. As with the previously described methods, limiting the flow of tar from the production well will increase the pressure within the well adjacent the formation and result in the previously discussed benefits which it is believed to be a result of the increase in pressure within the formation near the production well.
Powyżej omawiane sposoby winny pomóc w umożliwieniu odzyskania pozostałego, dostępnego metanu z otworu produkcyjnego będącego przedmiotem zainteresowania.The above-discussed methods should help enable the recovery of the remaining available methane from the production well of interest.
Każda ilość dwutlenku węgla, odzyskana wraz ze strumieniem wylotowym jest łatwo oddzielana od metanu i innych płynów obecnych w strumieniu nylktonym, takich jak azot. Do przykładowych procesów oddzielania dwutlenku węgla ze strumienia wylotowego zalicza się:Any amount of carbon dioxide recovered with the exhaust stream is readily separated from the methane and other fluids present in the nylated stream such as nitrogen. Examples of processes for the separation of carbon dioxide from the exhaust stream include:
- oddzielanie dwutlenku węgla z mieszaniny gazowej przy użyciu separatora membranowego,- separation of carbon dioxide from the gas mixture using a membrane separator,
- oddzielanie dwutlenku węgla z mieszaniny gazowej przy użyciu separatora wykorzystującego metodę adsorpcji, takiego jak separator do adsorpcji ciśnieniowej na sitach molekularnych, oraz- separating carbon dioxide from the gas mixture using a separator employing an adsorption method, such as a molecular sieve pressure adsorption separator, and
- oddzielanie niskotemperaturowe dwutlenku węgla z mieszaniny gazowej przy użyciu instalacji tego typu jaka służy do oddzielania azotu.- low-temperature separation of carbon dioxide from the gas mixture using a plant of the type used for nitrogen separation.
Strumień zawierający dwutlenek węgla, nytnorzkny zgodnie z powyższymi procesami, zwykle zawiera także metan i/lub azot. W razie potrzeby, strumień zawierający dwutlenek węgla może zostać ponownie wtłoczony do stałej, węglowej formacji podziemnej.The carbon dioxide-containing stream, which is nitrous according to the above processes, usually also contains methane and / or nitrogen. If desired, the stream containing carbon dioxide can be reintroduced into the solid carbonaceous subterranean formation.
Wynalazcy odkryli, że w niektórych przypadkach może być pożądane kontynuowanie wydobycia strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego i ponowne wtłoczenie znacznej części strumienia wylotowego z powrotem do formacji. Przykładami sytuacji gdzie to może być korzystne są takie, gdy z otworu produkcyjnego odzyskuje się znaczne ilości dostępnego metanu, ale procent objętościowy dwutlenku węgla w strumieniu wylotowym jest wysoki. W tego typu sytuacjach, koszt oddzielenia od metanu gazów obojętnych takich jak dwutlenek węgla i azot przy użyciu tradycjnych metod separacji może być wygórowany.The inventors have discovered that in some cases it may be desirable to continue to extract the effluent from the production well and re-pump a significant portion of the effluent back into the formation. Examples of situations where this may be advantageous are where a significant amount of available methane is recovered from the production well, but the volume percent of carbon dioxide in the outlet stream is high. In such situations, the cost of separating inert gases such as carbon dioxide and nitrogen from methane using traditional separation methods can be prohibitive.
Wynalazcy odkryli, że w tych sytuacjach może być bardziej korzystne zastosowanie strumienia wylotowego dla zwiększenia odzyskiwania metanu z innych stałych, węglowych formacji podziemnych lub różnych regionów tej samej stałej, węglowej formacji podziemnej. Korzystnie, formacja do której strumień wylotowy jest tłoczony, jest nadal zdolna do adsorbkwania dużych ilości dwutlenku węgla.The inventors have discovered that in these situations it may be more advantageous to use the effluent to enhance methane recovery from other solid carbonaceous subterranean formations or different regions of the same solid carbonaceous subterranean formation. Advantageously, the formation into which the outlet stream is forced is still capable of adsorbing large amounts of carbon dioxide.
Strumień ponownie tłoczony będzie ulegał frakcjonowaniu w formacji. Dwutlenek węgla zawarty w strumieniu ponownie tłoczonym, będzie powoli przemieszczał się przez formację w kierunku otworów produkcyjnych. Jak to omówiono wcześniej, dwutlenek węgla będzie usuwał metan z formacji. Metan zawarty w ponownie tłoczonym strumieniu, winienThe re-pressed stream will fractionate in the formation. The carbon dioxide contained in the recycle stream will slowly move through the formation towards the production wells. As discussed earlier, the carbon dioxide will remove the methane from the formation. The methane contained in the re-pumped stream to blame
176 443 przemieszczać się szybciej przez formację w kierunku otworu produkcyjnego. Można przyjąć, że metan zawarty w ponownie tłoczonym strumieniu będzie także pomagał w utrzymywaniu ciśnienia złożowego formacji i tym samym będzie pomagał w odzyskiwaniu metanu z formacji. Na wykresach fig. od 11 do 18 zilustrowano graficznie jak w pewnych okolicznościach mieszanina płynów gazowych zawierająca metan i dwutlenek węgla, może zostać korzystnie zastosowana do odzyskania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej.Move faster through the formation towards the production well. It can be assumed that the methane contained in the recycle stream will also assist in maintaining the formation reservoir pressure and thereby assist in recovering methane from the formation. Figures 11 through 18 are a graphical illustration of how, under certain circumstances, a gaseous fluid mixture containing methane and carbon dioxide can be advantageously used to recover methane from a solid carbonaceous subterranean formation.
Wykorzystanie płynów gazowychUse of gaseous fluids
W tej odmianie, płyn gazowy który zawiera niepożądany składnik płynu gazowego, wprowadza się do stałej, węglowej formacji podziemnej. Płyn gazowy wprowadza się przez otwór tłoczny w komunikacji płynowej z formacją, korzystnie przez otwór tłoczny który przenika formację. Płyn gazowy wprowadza się do formacji pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie złożowe formacji i może być wprowadzony do formacji albo w stanie gazowym albo w stanie ciekłym. Korzystnie, płyn gazowy wprowadza się pod ciśnieniem niższym od ciśnienia pękania formacji. Jeżeli ciśnienie tłoczenia jest za wysokie i formacja pęka, tłoczony płyn gazowy może przeciekać ze stałej, węglowej formacji podziemnej do formacji otaczających.In this embodiment, the gaseous fluid that contains the undesirable component of the gaseous fluid is introduced into the solid carbonaceous subterranean formation. The gaseous fluid is introduced through the delivery port in fluid communication with the formation, preferably through the delivery port which penetrates the formation. The gaseous fluid is introduced into the formation at a pressure greater than the formation pressure and may be introduced into the formation in either a gaseous or a liquid state. Preferably, the gaseous fluid is introduced at a pressure lower than the fracture pressure of the formation. If the discharge pressure is too high and the formation ruptures, the pumped gaseous fluid may leak from the solid carbonaceous subterranean formation into the surrounding formations.
Płyn gazowy zawiera zwykle dwutlenek węgla i/lub inne składniki płynów gazowych, które są względnie silniej adsorbowane w materii węglowej formacji niż metan. Do przykładów innych składników płynu gazowego, które zwykle zawiera wprowadzany płyn gazowy, zalicza się tlenki siarki, tlenki azotu i siarkowodór. Te względnie silniej adsorbowane płyny gazowe będą korzystniej sorbowane przez materię węglową formacji niż każdy metan, który może być obecny w formacji.The gaseous fluid typically contains carbon dioxide and / or other components of the gaseous fluids that are relatively more strongly adsorbed to the carbonaceous matter of the formation than methane. Examples of other constituents of the gaseous fluid that the gaseous fluid feed typically contains include sulfur oxides, nitrogen oxides, and hydrogen sulfide. These relatively more strongly adsorbed gaseous fluids will be more preferably absorbed by the carbonaceous matter of the formation than any methane that may be present in the formation.
Spaliny są przykładem płynu gazowego, który może zostać zastosowany zgodnie z wynalazkiem. Spaliny zawierają zwykle od 10 do 25 procent objętościowych dwutlenku węgla, od około 75 do 90 procent objętościowych azotu i małą zawartość w procentach objętościowych tlenków azotu i tlenków siarki. Innym przykładem płynu gazowego który można zastosować zgodnie z wynalazkiem, jest mieszanina płynów gazowych, która stanowi odrzut z separatora, który oddziela dwutlenek węgla od strumienia produkcyjnego gazu ziemnego. Odrzucony strumień zawiera zwykłe od około 50 do 95 procent objętościowych dwutlenku węgla z resztkową płynu gazowego składającego się głównie z metanu. Odrzucony strumień może także zawierać trochę siarkowodoru, tlenków azotu i tlenków siarki.The exhaust gas is an example of a gaseous fluid that may be used in the present invention. The exhaust gas typically contains 10 to 25 volume percent carbon dioxide, about 75 to 90 volume percent nitrogen, and a low volume percent of nitrogen oxides and sulfur oxides. Another example of a gaseous fluid that may be used in the present invention is a mixture of gaseous fluids, which is a reject from the separator that separates carbon dioxide from the natural gas production stream. The reject stream typically contains from about 50 to 95 volume percent carbon dioxide with a residual gaseous fluid consisting primarily of methane. The rejected stream may also contain some hydrogen sulfide, nitrogen oxides, and sulfur oxides.
Zgodnie z tą odmianą, stała, węglowa formacja podziemna którą stosuje się do usuwania niepożądanych składników płynu gazowego, korzystnie zubożona jest w odzyskany metan, korzystnie w większości zubożona jest w odzyskany metan, najkorzystniej całkowicie zubożona jest w odzyskany metan. Formacja zubożona w odzyskany metan jest korzystnie wykorzystywana, ponieważ selektywna sorpcja w stałej, węglowej formacji podziemnej takich płynów jak dwutlenek węgla będzie zintensyfikowana wewnątrz formacji, która posiada początkowe niższe stężenie metanu zaadsorbowanego wjej materii węglowej. Również, jeżeli ciśnienie formacji jest obniżone i formacja zubożona jest w odzyskany metan, znaczne ilości płynów gazowych które, są względnie słabiej adsorbowane niż metan, mogą być wydajnie rozmieszczone wewnątrz formacji.According to this embodiment, the solid carbonaceous subterranean formation that is used to remove undesirable constituents of the gaseous fluid is preferably depleted in recovered methane, preferably mostly recovered methane depleted, most preferably completely recovered methane depleted. A recovered methane-depleted formation is advantageously used because selective sorption in a solid carbonaceous subterranean formation of fluids such as carbon dioxide will be intensified within a formation that has an initial lower concentration of methane adsorbed in its carbonaceous material. Also, if the formation pressure is lowered and the formation is depleted of recovered methane, significant amounts of gaseous fluids that are relatively less adsorbed than methane can be efficiently distributed within the formation.
W innych sytuacjach, korzystnie jest wykorzystać stałą, węglową formację podziemną, z której nigdy nie wydobywano metanu. Produkcja metanu z takich formacji nie może być atrakcyjna. Do przykładów takich formacji zaliczamy formacje z niską pierwotną zawartością metanu oraz formacje o niskiej przepuszczalności.In other situations, it is advantageous to use a solid carbonaceous subterranean formation from which no methane has ever been extracted. Producing methane from such formations may not be attractive. Examples of such formations include formations with a low primary methane content and formations with a low permeability.
Formacja zubożona w odzyskany metan, nadal zawiera pewne ilości metanu ale występuje on w takim stężeniu, że jego odzyskanie z formacji jest nieekonomiczne. Formacja zubożona w odzyskany metan, miała usunięte co najmniej 25 procent objętościowych pierwotnego metanu. Formacja w znacznym stopniu zubożona w odzyskany metan, miała usunięte co najmniej 50 procent objętościowych pierwotnego metanu. Formacja w zupełnie zubożona w odzyskany metan, miała usunięte co najmniej 70 procent objętościowych pierwotnego metanu.The recovered methane depleted formation still contains some methane but is present at such a concentration that it is uneconomical to recover from the formation. The recovered methane-depleted formation had at least 25 volume percent of the original methane removed. A formation largely depleted in recovered methane had at least 50 volume percent of the original methane removed. The completely depleted methane recovered formation had at least 70 volume percent of the original methane removed.
Jeden ze sposobów odzyskiwania metanu z formacji, wykorzystuje obniżenie ciśnienia formacji. Redukcja ciśnienia wewnątrz formacji powoduje desorpcję metanu z materii węglowej i jego przepływ do otworu produkcyjnego, gdzie można go odzyskać. Wydobycie metanu z pokładu węglowego poprzez otwór produkcyjny przy zastosowaniu pierwotnego wyczerpania, będzie zwykłe zaniechane gdy zostanie odzyskane na miejscu od 25% do około 70% pierwotnego metanu. Typowe ciśnienia gdy wstrzymuje się wydobycie z takich otworów pierwotnego wyczerpania, zawierają się w granicach od 689476 Paskali (Pa) do około 2068427 Pa.One way to recover methane from a formation is to lower the formation pressure. The reduction of pressure within the formation causes the methane to be desorbed from the carbonaceous matter and flow to the production well where it can be recovered. The extraction of methane from the coal seam through the production well using primary exhaustion will normally be discontinued when 25% to about 70% of the original methane is recovered on site. Typical pressures when production is withheld from such primary exhaust wells are between 689,476 Pascals (Pa) to about 2,068,427 Pa.
Metan można również odzyskiwać z pokładów węglowych stosując ulepszone techniki odzyskiwania. Przykładem ulepszonej techniki odzyskiwania, dzięki której można skutecznie usuwać metan z pokładu węglowego, jest zastosowanie do desorpcji metanu z pokładu węglowego strumienia wzbogaconego w azot. Dla pokładu węglowego do którego stosuje się ulepszone techniki odzyskiwania z wykorzystanie azotu, procent możliwego do odzyskania metanu z pokładu zależy w pierwszym rzędzie od procentu objętościowego azotu zawartego w strumieniu produkcyjnym odzyskanym w formacji. Otwory produkcyjne są zwykle wyłączane gdy procent azotu stanie się za wysoki i/lub procent metanu stanie się za niski aby można było usprawiedliwiać dalsze odzyskiwanie. Przy zastosowaniu bieżącej technologii separacji azot/metan, otwór produkcyjny będzie zwykle wyłączany, gdy procent objętościowy metanu w odzyskiwanym strumieniu wylotowym z formacji równa się od 25% do około 50%. Odpowiada to odzyskaniu od 45% do około 70% pierwotnej ilości metanu wewnątrz formacji. Należy zaznaczyć, że w miarę jak odkrywa się bardziej skuteczne metody oddzielania metanu od azotu, ilość metanu możliwego do odzyskania z formacji będzie wzrastała. Gdy w formacji zastosowano azot do polepszenia odzyskania metanu z formacji, może okazać się korzystne obniżenie ciśnienia w formacji przed rozmieszczeniem niepożądanego składnika płynu gazowego wewnątrz pokładu.Methane can also be recovered from coal seams using improved recovery techniques. An example of an improved recovery technique that can effectively remove methane from a coal seam is the use of a nitrogen-enriched stream to desorb methane from a coal seam. For a coal seam to which improved nitrogen recovery techniques are applied, the percent recoverable seam methane depends primarily on the volume percent of nitrogen contained in the production stream recovered in the formation. Production wells are typically shut down when the nitrogen percentages become too high and / or the methane percentages become too low to justify further recovery. Using the current nitrogen / methane separation technology, the production well will typically be shut down when the volume percentage of methane in the recovered formation effluent is from 25% to about 50%. This is equivalent to recovering from 45% to about 70% of the original amount of methane inside the formation. It should be noted that as more effective methods of separating methane from nitrogen are discovered, the amount of methane that can be recovered from the formation will increase. When nitrogen has been used in the formation to enhance methane recovery from the formation, it may be advantageous to depressurize the formation prior to distributing the undesirable component of the gaseous fluid within the seam.
Inną ulepszona techniką odzyskiwania, dzięki której można skutecznie odzyskiwać metan ze stałej, węglowej formacji podziemnej, jest ulepszone odzyskiwanie przy użyciu dwutlenku węgla, które jest bardziej dokładnie omówione powyżej.Another improved recovery technique by which methane can be efficiently recovered from a solid carbonaceous subterranean formation is enhanced recovery using carbon dioxide, which is discussed in more detail above.
Jak omówiono to wcześniej, płyny silniej adsorbowane będą selektywniej sorbowane w obszarze materii węglowej wokół otworu tłocznego niż płyny względnie słabiej adsorbowane. Płyny silniej adsorbowane będą dalej sorbować w materii obszaru aż materia nasyci się płynem silniej adsorbowanym. Dowolne płyny względnie słabiej adsorbowane, które mogą być obecne wewnątrz formacji, nie będą sorbować tak silnie do materii i dzięki temu będą migrować wewnątrz formacji do regionów o niższym ciśnieniu. Ogólnie, gdy płyn gazowy tłoczony jest do formacji, obszar wewnątrz formacji, który jest nasycony płynem silniej adsorbowanym, będzie stale rozprzestrzeniał się począwszy od otworu tłocznego.As discussed earlier, more strongly adsorbed fluids will be more selectively sorbed in the region of carbon matter around the discharge port than relatively less adsorbed fluids. More strongly adsorbed fluids will continue to adsorb in the matter of the area until the matter is saturated with more strongly adsorbed fluid. Any relatively less adsorbed fluids that may be present within the formation will not adsorb as strongly into the matter and will therefore migrate within the formation to regions of lower pressure. In general, when gaseous fluid is pumped into the formation, the area within the formation that is saturated with the more strongly adsorbed fluid will continuously expand from the discharge port.
Poziom nasycenia dowolnego składnika płynu gazowego w materii węglowej formacji, jest zależny od szeregu czynników wliczając w to: względną siłę adsorpcyjną płynów silniej adsorbowanych do materii węglowej, w porównaniu do siły adsorpcyjnej innych płynów wewnątrz formacji, względne stężenie płynów silniej adsorbowanych zawartych w tłoczonym płynie gazowym wprowadzanym do formacji, zdolność materii węglowej do sorbowania określonego składnika płynu gazowego oraz ciśnienie i temperaturę panujące wewnątrz formacji.The saturation level of any component of the gaseous fluid in the carbon matter of the formation is dependent on a number of factors including: the relative adsorption strength of the fluids more strongly adsorbed to the carbon matter compared to the adsorption force of other fluids inside the formation, the relative concentration of the more strongly adsorbed fluids contained in the pumped gaseous fluid entering the formation, the ability of the carbonaceous matter to absorb a specific component of the gaseous fluid, and the pressure and temperature inside the formation.
Na przykład, typowa formacja węglowa San Juan Fruitland, która jest całkowicie zubożona w metan, będzie sorbowała w przybliżeniu 0,0246 normalnych metrów sześciennych gazu na kilogram węgla, przy ciśnieniu 10342136 Pa i w temperaturze 46,1°C, gdy węgiel poddawany jest bogatemu nasycaniu płynem gazowym zawierającym 85 procent objętościowych dwutlenku węgla i 15 procent objętościowych azotu. Faza sorbowana w węglu będzie zawierać w przybliżeniu 99 procent objętościowych dwutlenku węgla i około 1 procent objętościowy azotu. Gdy węgiel poddaje się bogatemu nasyceniu płynem gazowym zawierającym 50 procent objętościowych dwutlenku węgla i 50 procent objętościowych azotu w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury, węgiel będzie sorbował w przybliżeniu 0,0219 normalnych metrów sześciennych gazu na kilogram węgla. Faza sorbowana będzie zawierać około 93 procent objętościowych dwutlenku węgla i w przybliżeniu 7 procentFor example, a typical San Juan Fruitland coal formation, which is completely depleted of methane, will sorb approximately 0.0246 normal cubic meters of gas per kilogram of carbon at 10342136 Pa and 46.1 ° C when the coal is subjected to rich saturation. a gaseous fluid containing 85 volume percent carbon dioxide and 15 volume percent nitrogen. The carbon sorbed phase will contain approximately 99 volume percent carbon dioxide and approximately 1 volume percent nitrogen. When coal is subjected to rich saturation with a gaseous fluid containing 50 volume percent carbon dioxide and 50 volume percent nitrogen under the same pressure and temperature conditions, the carbon will sorb approximately 0.0219 standard cubic meters of gas per kilogram of carbon. The sorbed phase will contain about 93 volume percent carbon dioxide and approximately 7 percent
176 443 objętościowych azotu. W przypadku płynu gazowego zawierającego 15 procent objętościowych dwutlenku węgla i 85 procent objętościowych azotu, w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniem, węgiel będzie sorbował w przybliżeniu 0,0153 normalnych metrów sześciennych gazu na kilogram węgla, natomiast faza sorbowana będzie składać się w przybliżeniu z 70 procent objętościowych dwutlenku węgla i około 30 procent objętościowych azotu. W przypadku płynu gazowego zawierającego 70 procent objętościowych dwutlenku węgla i 30 procent objętościowych metanu, w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia, węgiel będzie sorbował w przybliżeniu 0,0233 normalnych metrów sześciennych gazu na kilogram węgla, z fazą sorbowaną zawierającą w przybliżeniu 86 procent objętościowych dwutlenku węgla i około 14 procent objętościowych metanu. Powyżej obliczone poziomy nasycenia zostały wykorzystane przy założeniach, że płyn gazowy dostępny jest w węglu w nieograniczonych ilościach i że składniki płynu gazowego słabiej adsorbowanego przepływają w sposób ciągły przez badany obszar i są wymieniane przez świeży płyn gazowy, tak że dodatkowe składniki płynu gazowego silniej adsorbowanego, mogą być selektywnie sorbowane przez węgiel. Wzbogacenie fazy sorbowanej w płyn silnie adsorbowany jest wynikiem selektywnej sorpcji, która zachodzi wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej. Węgiel który jest całkowicie zubożony w metan, odpowiada pokładowi węglowemu który zawiera mniej niż w przybliżeniu 10 procent objętościowych pierwotnego metanu, pozostającego jeszcze wewnątrz pokładu.176,443 nitrogen by volume. In a gaseous fluid containing 15 volume percent carbon dioxide and 85 volume percent nitrogen, at the same temperature and pressure, the carbon will sorb approximately 0.0153 normal cubic meters of gas per kilogram of carbon, while the sorbed phase will be approximately with 70 volume percent carbon dioxide and about 30 volume percent nitrogen. For a gaseous fluid containing 70 volume percent carbon dioxide and 30 volume percent methane, under the same temperature and pressure conditions, the carbon will sorb approximately 0.0233 normal cubic meters of gas per kilogram of carbon, with the sorbed phase containing approximately 86 volume percent of carbon dioxide carbon and about 14 volume percent methane. The saturation levels calculated above have been used with the assumption that the gaseous fluid is available in unlimited amounts in coal and that the components of the less adsorbed gaseous fluid flow continuously through the test area and are replaced by the fresh gaseous fluid, so that additional components of the gaseous fluid more strongly adsorbed, can be selectively sorbed by carbon. The enrichment of the sorbed phase with a strongly adsorbed fluid is the result of selective sorption, which takes place inside the solid, carbonaceous underground formation. Coal which is completely depleted of methane corresponds to a coal seam that contains less than approximately 10 volume percent of the original methane still within the seam.
Wymienione powyżej poziomy nasycenia dla określonego, niepożądanego składnika płynu gazowego określa się w niniejszym jako dostępne poziomy nasycenia. Dostępne poziomy nasycenia dla określonego, niepożądanego składnika płynu gazowego oblicza się dla danej temperatury i ciśnienia. Ciśnienie i temperaturę, łącznie z innymi parametrami, stosowanymi do rozmieszczenia niepożądanych składników płynu gazowego wewnątrz formacji, określa się w niniejszym jako warunki rozmieszczania. Te warunki rozmieszczenia są zmieniane w celu zmaksymalizowania ilości niepożądanego składnika płynu gazowego sorbowanego przez formację. Zwykle stosuje się takie warunki rozmieszczania, że od 10 do 99 procent objętościowych wprowadzonego, niepożądanego składnika płynu gazowego może zostać rozmieszczone wewnątrz formacji. Można przyjąć, że w pewnych przypadkach może zostać rozmieszczone wewnątrz formacji więcej niż 99 procent objętościowych niepożądanego składnika płynu gazowego. Dzięki rozmieszczeniu niepożądanego składnika płynu gazowego wewnątrz formacji, zapobiega się uwalnianiu do atmosfery niepożądanych składników płynów gazowych. Zwykle, utrzymanie warunków rozmieszczania wymaga tylko zamknięcia i/lub regulowania dróg przepływów strumienia wylotowego z formacji, w celu zapobieżenia uwalniania z formacji niepożądanego składnika płynu gazowego, utrzymując ciśnienie wewnątrz formacji, korzystnie powyżej ciśnienia pękania formacji. W pewnych przypadkach, może okazać się korzystne okresowe odwadnianie formacji, w celu utrzymania lub wzrostu zdolności formacji do sorbowania niepożądanego składnika płynu gazowego. W pewnych przypadkach może być korzystne podwyższenie temperatury panującej wewnątrz formacji. Przykładem sytuacji, w której podwyższenie temperatury wewnątrz formacji może okazać się korzystne, jest przypadek gdy niepożądany składnik płynu gazowego reaguje chemicznie z formacją i reakcja staje się bardziej korzystna gdy temperatury wewnątrz formacji wzrastają.The above-mentioned saturation levels for the particular undesirable component of the gaseous fluid are referred to herein as the available saturation levels. The available saturation levels for a particular undesirable component of gaseous fluid are calculated for a given temperature and pressure. The pressure and temperature, along with other parameters used to distribute the undesirable components of the gaseous fluid within the formation, are referred to herein as the deployment conditions. These placement conditions are varied to maximize the amount of undesirable gaseous fluid component absorbed by the formation. Typically, the deployment conditions are such that 10 to 99 volume percent of the undesirable component of the gaseous fluid introduced may be distributed within the formation. It may be assumed that in some instances more than 99 volume percent of the undesirable gaseous fluid component may be distributed within the formation. By distributing an undesirable component of the gaseous fluid within the formation, the release of undesirable components of the gaseous fluid into the atmosphere is prevented. Typically, maintaining the deployment condition requires only closing and / or adjusting the flow paths of the formation effluent to prevent an undesirable component of the gaseous fluid from being released from the formation while maintaining the pressure within the formation, preferably above the fracture pressure of the formation. In some cases, it may be advantageous to periodically drain the formation in order to maintain or increase the ability of the formation to sorb an undesirable gaseous fluid component. In some cases it may be beneficial to increase the temperature inside the formation. An example of a situation where increasing the temperature within the formation may prove beneficial is when an undesirable component of the gaseous fluid reacts chemically with the formation and the reaction becomes more favorable as temperatures within the formation increase.
Dla danej stałej, węglowej formacji podziemnej, dostępne poziomy nasycenia dla określonego niepożądanego składnika płynu gazowego można obliczyć przy użyciu rozwiniętego modelu izotermy adsorpcyjnej Langmuira i niezbędnych danych empirycznych dla określonej formacji. Opis rozwiniętego modelu izotermy adsorpcyjnej Langmuira i metoda jego zastosowania do stworzenia modelu podobnego do użytego przez wynalazców, jest ujawniony przez L. E. Arri i innych w Modeling Coalbed Methane Production with Binary Gas Sorption, SPE 24363, strony 459-472, (1992), publikacji Society of Petroleum Engineers, którą zamieszczono w niniejszym jako referencję.For a given solid carbonaceous subterranean formation, the available saturation levels for a particular undesirable component of the gaseous fluid can be calculated using the expanded Langmuir adsorption isotherm model and the necessary empirical data for a specific formation. A description of the expanded Langmuir adsorption isotherm model and the method of its use to create a model similar to that used by the inventors is disclosed by LE Arri et al. In Modeling Coalbed Methane Production with Binary Gas Sorption, SPE 24363, pages 459-472, (1992), Society Publication of Petroleum Engineers, which is provided herein for reference.
Należy przyjąć, że dostępne poziomy nasycenia mogą być osiągnięte wewnątrz stałej węglowej formacji podziemnej, jeżeli istnieje tam sposób usuwania z formacji składników płynu względnie słabiej adsorbowanych, tak że do formacji można wprowadzić więcejIt should be assumed that the available saturation levels can be achieved within a solid carbonaceous subterranean formation if there is a method of removing relatively less adsorbed fluid components from the formation so that more can be introduced into the formation.
176 443 składników silniej adsorbowanych. Dodatkowe składniki silniej adsorbowane, będą kontynuowały sorpcję w formacji aż osiągnie się dostępne poziomy nasycenia wewnątrz fazy sorbowanej materii. Jedną z dróg usuwania z formacji składników słabiej adsorbowanych może być przerywane lub okresowe wentylowanie z formacji płynów słabiej adsorbowanych. Inną drogą usuwania z formacji składników słabiej adsorbowanych może być ich odzyskiwanie poprzez otwór produkcyjny. Przyjmuje się, że formacja może być nasycona niepożądanymi składnikami płynu gazowego od 10 do 99 procent dostępnych poziomów nasycenia, w wyniku działania zgodnie z obecnym wynalazkiem, korzystnie od 50 do 95 procent, korzystniej od 70 do 90 procent.176,443 more strongly adsorbed components. Additional, more strongly adsorbed components will continue to sorption in the formation until the available saturation levels within the sorbed matter phase are reached. One way to remove less adsorbed components from the formation may be through intermittent or intermittent venting from the less adsorbed fluid formation. Another way to remove the less adsorbed components from the formation may be to recover them through the production well. It is believed that the formation may be saturated with undesirable components of the gaseous fluid from 10 to 99 percent of the available saturation levels by operating in accordance with the present invention, preferably from 50 to 95 percent, more preferably from 70 to 90 percent.
Ogólnie, ciśnienie stosowane zgodnie z wynalazkiem dobierane jest tak, aby optymalizować sorpcję w materii węglowej formacji niepożądanego składnika płynu gazowego. Zwykle, zastosowane wyższe ciśnienie - więcej gazu, który może sorbować materia węglowa.In general, the pressure used in the present invention is selected to optimize the sorption in the carbonaceous matter of the undesirable gaseous fluid component formation. Typically, the higher pressure applied - more gas that carbonaceous matter can absorb.
Gdy wprowadza się płyn gazowy do stałej, węglowej formacji podziemnej, korzystnie kontroluje się umiejscowienie wewnątrz formacji niepożądanych składników płynu gazowego, względnie stężenia wewnątrz formacji niepożądanych składników płynu gazowego oraz stosunek niepożądanych składników płynu gazowego do innych tłoczonych płynów gazowych. Jedna z . metod kontroli formacji polega na pobieraniu próbek ze strumienia wylotowego otworu kontrolnego. Próbki analizuje się stosując metody znane poszczególnym specjalistom, takie jak chromatografia gazowa. Kontrola ta powinna dostarczyć względnych wskazówek mówiących o tym jak tłoczone płyny gazowe przemieszczają się wewnątrz formacji i do jakiego stopnia nasycenia niepożądanym -składnikiem płynu gazowego doprowadzono formację.When gaseous fluid is introduced into a solid carbonaceous subterranean formation, it is preferable to control the location within the formation of the undesirable components of the gaseous fluid, or the concentrations within the formation of the undesirable components of the gaseous fluid, and the ratio of the undesirable components of the gaseous fluid to other gaseous fluids being pumped. One of . Formation control methods are sampled from the control hole exit stream. Samples are analyzed using methods known to the individual skilled in the art such as gas chromatography. This inspection should provide relative clues as to how the pumped gaseous fluids move within the formation, and to what degree of saturation with undesirable gaseous fluid component the formation has been delivered.
Jeżeli niepożądany składnik płynu gazowego jest płynem względnie silniej adsorbowanym niż inne składniki tłoczonego płynu gazowego, wtedy stosunek objętościowy niepożądanego składnika płynu gazowego do innych tłoczonych składników płunu . gazowego wewnątrz badanego strumienia wylotowego z otworu. kontrolnego będzie obniżony, względem stosunku objętościowego niepożądanego składnika płynu gazowego do innych tłocznych składników płynu gazowego wewnątrz tłoczonego płynu gazowego, wprowadzanego do stałej, węglowej formacji podziemnej.If the undesirable component of the gaseous fluid is a fluid relatively more strongly adsorbed than the other components of the pumped gaseous fluid, then the volume ratio of the undesirable component of the gaseous fluid to the other delivered fluid components. gas inside the test outlet stream from the bore. control will be lowered relative to the volume ratio of the undesirable gaseous fluid component to the other pressurized gaseous fluid components within the pumped gaseous fluid entering the solid coal subterranean formation.
Można przyjąć, że to obniżenie stosunku niepożądanych składników płynu gazowego do innych tłocznych składników płynu gazowego, jest wynikiem selektywnej sorpcji składników płynu silniej adsorbowanych wewnątrz materii węglowej formacji, takich jak dwutlenek węgla. Uważa się, że selektywna sorpcja powoduje, że względnie silniej .adsorbowane składniki płynu, przemieszczają się wolniej przez formację niż składniki płynu słabiej adsorbowane. Jak omówiono to wcześniej, gdy płyn gazowy wprowadza się do formacji, obszar wewnątrz formacji który jest nasyconym płynem silniej absorbowanym, będzie się rozszerzał począwszy od otworu tłocznego. Płyn silniej adsorbowany tworzy coś w rodzaju frontu stężenia który przesuwa się wewnątrz formacji. Gdy płyn gazowy wprowadza się do formacji, front stężenia jest stale przesuwany od otworu tłocznego w kierunku obszarów wewnątrz formacji o niższym ciśnieniu. Wzbogacanie badanego strumienia wylotowego w inne tłoczone płyny będzie kontynuowane, dopóki front stężenia nie osiągnie otworu kontrolnego.It can be assumed that this reduction in the ratio of undesirable components of the gaseous fluid to other pressurized components of the gaseous fluid is the result of the selective sorption of fluid components more strongly adsorbed within the carbon matter of the formation, such as carbon dioxide. It is believed that selective sorption causes the relatively more adsorbed fluid components to move slower through the formation than the less adsorbed fluid components. As discussed previously, when gaseous fluid is introduced into the formation, the area within the formation that is saturated with the more strongly absorbed fluid will expand starting from the discharge port. A more strongly adsorbed fluid creates a sort of concentration front that moves through the formation. As gaseous fluid is introduced into the formation, the concentration front is continuously moved from the discharge port towards the lower pressure areas within the formation. The enrichment of the test outlet stream with other pumped fluids will continue until the concentration front reaches the control hole.
Stosunek niepożądanego składnika płynu gazowego do innych składników tłoczonego płynu gazowego, zbieranych na poziomie otworu kontrolnego, winien szybko wzrosnąć wraz z osiągnięciem przez front stężenia obszaru formacji w którym wydrążony jest otwór kontrolny. Z powodu hetergenności większości stałych, węglowych formacji podziemnych, niepożądany składnik płynu gazowego może przemieszczać się nierównomiernie wewnątrz formacji. Może to spowodować, że niepożądany składnik płynu gazowego zostanie nierównomiernie rozmieszczony wewnątrz formacji. Dlatego też korzystnie jest stosować do kontrolowania formacji nie jeden lecz więcej otworów.The ratio of the undesirable component of the gaseous fluid to the other components of the pumped gaseous fluid collected at the inspection opening should increase rapidly as the front reaches the concentration of the formation area in which the inspection opening is drilled. Due to the heterogeneity of most solid carbonaceous subterranean formations, an undesirable component of the gaseous fluid may move unevenly within the formation. This can cause an undesirable component of the gaseous fluid to be unevenly distributed within the formation. Therefore, it is preferable to use not one but more orifices to control the formation.
W jednej z odmian wynalazku, wprowadzanie płynu gazowego kontynuuje się aż do żądanego stopnia nasycenia formacji niepożądanym składnikiem płynu gazowego. Każdy specjalista będzie potrafił określić stopień nasycenia poszczególnych obszarów wewnątrzIn one embodiment of the invention, the introduction of gaseous fluid is continued until the desired degree of saturation of the formation with an undesirable component of the gaseous fluid. Any specialist will be able to determine the degree of saturation of individual areas inside
176 443 formacji, pobierając próbkę gazowego strumienia wylotowego z otworu kontrolnego, który przenika przez obszar formacji.176 443 of the formation by taking a sample of the gaseous effluent from a control orifice that permeates the formation region.
Skład chemiczny pobranej próbki wraz z informacją dotyczącą ciśnienia wewnątrz formacji w pobliżu otworu kontrolnego, umożliwi każdemu specjaliście określenie względnych stężeń każdego z sorbowanych składników gazowych wewnątrz materii węglowej, z obszaru formacji z którego pobrano próbkę. Pozwoli to każdemu specjaliście określić, czy niepożądany składnik tłoczonego płynu gazowego, osiągnął obszar z którego pobrano próbkę. Pozwala to również poszczególnym specjalistom ocenić stopień nasycenia obszaru formacji niepożądanym składnikiem płynu gazowego. Pożądany stopień nasycenia wewnątrz formacji, dokładniej przedstawiono powyżej w opisie dotyczącym dostępnych poziomów nasycenia.The chemical composition of the sample taken, together with information on the pressure inside the formation near the control well, will enable any expert to determine the relative concentrations of each of the sorbed gaseous components inside the carbon matter from the formation area from which the sample was taken. This will allow any skilled person to determine whether an undesirable component of the pumped gaseous fluid has reached the area from which the sample was taken. It also allows the individual skilled in the art to assess the degree of saturation of the formation area with the undesirable component of the gaseous fluid. The desired degree of saturation within the formation is more fully detailed above in the description of the available saturation levels.
Jak to omówiono wcześniej, jeżeli niepożądany składnik płynu gazowego jest płynem względnie silniej adsorbowanym, odpowietrzanie formacji pozwoli zaadsorbować w formacji niepożądany składnik płynu gazowego dla każdego danego ciśnienia rozmieszczania. Odpowietrzania można dokonywać poprzez dowolny otwór, który posiada połączenie płynowe z formacją. W przypadku odpowietrzania można go stosować w sposób ciągły lub przerywany i odpowietrzanie może mieć miejsce równocześnie z tłoczeniem płynu gazowego lub po zaprzestaniu tłoczenia płynu gazowego.As discussed previously, if the undesirable component of the gaseous fluid is a relatively more strongly adsorbed fluid, venting the formation will adsorb the undesirable component of the gaseous fluid to the formation for any given deposition pressure. Venting may be accomplished through any opening that is in fluid communication with the formation. In the case of deaeration, it can be used continuously or intermittently and the deaeration can take place simultaneously with the pumping of the gaseous fluid or after the pumping of the gaseous fluid has ceased.
Jeżeli takie składniki płynu gazowego jak siarkowodór, tlenki · siarki i tlenki azotu są z niego uwolnione, może okazać się korzystne zmniejszenie ciśnienia wewnątrz formacji, odpowiednie dla desorpcji dwutlenku węgla z formacji lecz nie wystarczające dla spowodowania desorpcji z materii węglowej siarkowodoru, tlenków azotu i tlenków siarki. To odpowietrzanie formacji, pozwoli na rozmieszczenie wewnątrz formacji większych ilości składników silniej adsorbowanych, takich jak siarkowodór i niektórych tlenków azotu i siarki.If components of the gaseous fluid such as hydrogen sulphide, sulfur oxides, and nitrogen oxides are released therefrom, it may be beneficial to reduce the pressure within the formation, suitable for desorbing carbon dioxide from the formation but not sufficient to cause desorption of hydrogen sulphide, nitrogen oxides and oxides from the carbonaceous matter. sulfur. This deaeration of the formation will allow larger amounts of more strongly adsorbed components, such as hydrogen sulphide and some nitrogen and sulfur oxides, to be distributed inside the formation.
Płyn gazowy można tłoczyć do formacji w sposób ciągły lub przerywany. Tłoczenie płynu gazowego kontynuuje się zwykle aż osiągnie się pożądane ciśnienie. Po wprowadzeniu do formacji żądanej ilości płynu gazowego lub gdy formacja osiągnie żądane ciśnienie, otwór tłoczny zamyka się i formację utrzymuje się korzystnie w odpowiednich warunkach rozmieszczania w celu utrzymywania w formacji zaadsorbowanych, niepożądanych składników płynu gazowego w ilości od 40 do 80 procent objętościowych, korzystnie utrzymywania zaadsorbowanych w formacji niepożądanych składników płynu gazowego przez co najmniej jeden rok, od momentu zaprzestania wprowadzania do stałej, węglowej formacji podziemnej płynów gazowych.The gaseous fluid may be pumped into the formation continuously or intermittently. The pumping of gaseous fluid is usually continued until the desired pressure is achieved. After the desired amount of gaseous fluid has been introduced into the formation, or when the formation has reached the desired pressure, the delivery port is closed and the formation is preferably maintained under suitable deployment conditions to contain the adsorbed, undesirable components of the gaseous fluid in the formation in an amount of 40 to 80 volume percent, preferably holding the formation. the undesirable constituents of the gaseous fluid adsorbed in the formation for at least one year after the gaseous fluids no longer enter the solid carbonaceous subterranean formation.
Odmiennie, stosowanie sposobu według wynalazku wstrzymuje się po nasyceniu formacji niepożądanym płynem gazowym w oczekiwanym stopniu. Realizując sposób według wynalazku, korzystnie jest aby mniej niż 50-ciu procentom objętościowym całkowitej ilości niepożądanego składnika płynu gazowego wprowadzonego do formacji, pozwolić na uwolnienie do atmosfery, korzystniej mniej niż 10-ciu procentom objętościowym, najkorzystniej mniej niż jednemu procentowi. Niepożądane składniki płynu gazowego utrzymuje się korzystnie wewnątrz formacji przez co najmniej jeden rok, korzystniej przez co najmniej pięć lat, najkorzystniej przez co najmniej dziesięć lat.Conversely, the process of the invention is stopped after the formation has been saturated with the undesirable gaseous fluid to the desired extent. In carrying out the method of the invention, it is preferred that less than 50 percent by volume of the total amount of the undesirable component of the gaseous fluid introduced into the formation be released into the atmosphere, more preferably less than 10 percent by volume, most preferably less than one percent. The undesirable components of the gaseous fluid are preferably retained within the formation for at least one year, more preferably for at least five years, most preferably for at least ten years.
Frakcjonowanie mieszaniny płynów gazowychFractionation of a mixture of gaseous fluids
W następnej odmianie wynalazku, mieszaninę płynów gazowych, zawierające płynne składniki względnie silniej adsorbowane oraz płynne składniki względnie słabiej adsorbowane, wprowadza się do stałej, węglowej formacji podziemnej poprzez otwór tłoczy w komunikacji płynowej z formacją. Płynne składniki mieszaniny gazowej względnie silniej adsorbowane, będą selektywnie adsorbowane w materii węglowej formacji. Obecny wynalazek wykorzystuje tę selektywną adsorpcję w formacji płynnych składników silniej adsorbowanych, do dostarczenia sposobu frakcjonowania mieszaniny płynów gazowych na pierwszą frakcję wzbogaconą w płyny względnie słabiej adsorbowane i drugą frakcję wzbogaconą w płyny względnie silniej adsorbowane. Do przykładów mieszanin płynów gazowych które, można frakcjonować, zalicza się: powietrze, spaliny, mieszaniny gazowe wytworzone w różnych procesach przemysłowych oraz mieszaniny gazowe dostarczone z separatorów,In a further embodiment of the invention, the gaseous fluid mixture containing the liquid components relatively more strongly adsorbed and the liquid components relatively less adsorbed is introduced into the solid carbonaceous subterranean formation through an opening for fluid communication with the formation. The liquid components of the gas mixture, relatively more strongly adsorbed, will be selectively adsorbed in the carbon matter of the formation. The present invention uses this selective adsorption in the formation of more strongly adsorbed fluid components to provide a method for fractionating a mixture of gaseous fluids into a first fluid-enriched fraction relatively less adsorbed and a second fluid-enriched fraction relatively more strongly adsorbed. Examples of gaseous fluid mixtures that can be fractionated include: air, flue gases, gas mixtures produced by various industrial processes, and gas mixtures supplied from separators,
176 443 które rozdzielają ze strumienia produkcyjnego gazu ziemnego gazy niepalne i płynu kondensujące, lecz nie ogranicza się do nich.176,443 that separate, but are not limited to, non-flammable gases and condensing fluids from the natural gas production stream.
W tej odmianie wynalazku, mieszaninę płynów gazowych wprowadza się zwykle do stałej, węglowej formacji podziemnej poprzez otwór tłoczny, który przenika przez formację. Korzystnie formacja została już zubożona w odzyskany metan. Stosowanie zubożonej formacji winno służyć lepszemu frakcjonowaniu tłoczonego płynu gazowego. Ustalone ciśnienie winno służyć polepszeniu frakcjonowania mieszaniny płynów gazowych na frakcję wzbogaconą w płyny względnie słabiej adsorbowane i frakcję wzbogaconą w płyny względnie silniej adsorbowane. Ogólnie, wyższe ciśnienie w formacji, więcej gazu może adsorbować do materii węglowej formacji.In this embodiment of the invention, the gaseous fluid mixture is typically introduced into the solid carbonaceous subterranean formation through the delivery port that penetrates the formation. Preferably the formation has already been depleted in methane recovered. The use of a depleted formation should serve to better fractionate the pumped gaseous fluid. The set pressure should serve to improve the fractionation of the gaseous fluid mixture into a fluid-enriched fraction relatively less adsorbed and a fluid-enriched fraction relatively more strongly adsorbed. Generally, the higher the pressure in the formation, the more gas can adsorb to the formation carbon matter.
Frakcja wzbogacona w płyny słabiej adsorbowane (czasami określana w niniejszym jako rafinat), jest zwykle wydobywana z formacji poprzez otwór produkcyjny. Rafinat będzie wzbogacany w płyny względnie słabiej adsorbowane ponieważ płyny względnie silniej adsorbowane, które są selektywnie adsorbowane w materii węglowej, będą wolniej przemieszczać się przez formację, jak to wcześniej opisano.A fraction enriched in less adsorbed fluids (sometimes referred to herein as raffinate) is typically extracted from the formation through the production well. The raffinate will be enriched with relatively less adsorbed fluids because relatively more strongly adsorbed fluids that are selectively adsorbed in carbon matter will move more slowly through the formation as previously described.
Rafinat jest zwykle odzyskiwany z formacji, dopóki stężenie w rafinacie płynów silniej adsorbowanych, nie wzrośnie powyżej dopuszczalnego poziomu. Dla mieszaniny płynów gazowych zawierających dwutlenek węgla, procent objętościowy dwutlenku węgla w rafinacie, utrzymywany jest korzystnie poniżej 50-ciu procent, korzystniej poniżej 2θ procent, najkorzystniej poniżej 5-ciu procent. W pewnych sytuacjach, możliwe jest utrzymywanie procentu objętościowego dwutlenku węgla w rafinacie poniżej 1-go procenta.The raffinate is typically recovered from the formation until the raffinate concentration of the more strongly adsorbed fluids rises above an acceptable level. For a mixture of gaseous fluids containing carbon dioxide, the volume percent of carbon dioxide in the raffinate is preferably kept below 50 percent, more preferably below 2θ percent, most preferably below 5 percent. In some situations, it is possible to keep the percentage by volume of carbon dioxide in the raffinate below 1 percent.
Odmiennie, tłoczenie mieszaniny płynów gazowych kontynuuje się aż do uzyskania żądanego poziomu nasycenia formacji. Żądane nasycenie adsorpcyjne formacji można wyznaczać stosując standardowe doświadczenia. Na przykład, mieszaninę płynów gazowych można tłoczyć, aż w rafinacie stosunek objętościowy względnie silniej adsorbowanych płynów wzrośnie powyżej dopuszczalnego poziomu, jak to opisano powyżej. Gdy zostanie osiągnięte żądane nasycenie adsorpcyjne formacji, pojemność adsorpcyjną materii węglowej można zregenerować poprzez obniżenie całkowitego ciśnienia formacji. Zdesorbowany adsorbat, wzbogacony w płyny względnie silniej adsorbowane, uwalnia się z materii węglowej formacji, wraz z obniżeniem się całkowitego ciśnienia. Zdesorbowany adsorbant można odzyskać z formacji poprzez otwór tłoczny i/lub otwór produkcyjny.Conversely, the injection of the gaseous fluid mixture is continued until the desired level of saturation of the formation is achieved. The desired adsorptive saturation of the formation can be determined using standard experiments. For example, the gaseous fluid mixture may be pressed until the raffinate has a volumetric ratio of relatively more strongly adsorbed fluids above an acceptable level as described above. Once the desired adsorptive saturation of the formation is achieved, the adsorptive capacity of the carbonaceous matter can be regenerated by reducing the overall pressure of the formation. The desorbed adsorbate, enriched in relatively more strongly adsorbed fluids, is released from the carbonaceous matter of the formation as the total pressure is lowered. The desorbed adsorbant may be recovered from the formation via the delivery port and / or the production well.
Jeżeli frakcjonowana wewnątrz formacji mieszanina płynów gazowych zawiera dwutlenek węgla, na przykład spaliny, zdesorbowany adsorbat będzie wzbogacony w dwutlenek węgla. Jeżeli mieszanina gazowa zawiera tlen, na przykład powietrze, zdesorbowany adsorbant będzie wzbogacony w tlen. Odzyskany zdesorbowany adsorbat można ponownie wtłoczyć do stałej, węglowej formacji podziemnej. Na przykład, jeżeli mieszanina płynów gazowych zawierająca dwutlenek węgla jest frakcjonowania wewnątrz stałej, węglowej formacji podziemnej, odzyskany zdesorbowany adsorbant będzie wzbogacony w dwutlenek węgla. Odzyskany zdesorbowany adsorbant wzbogacony w dwutlenek węgla, można zastosować do zwiększenia odzyskiwania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej.If the gaseous fluid mixture fractionated within the formation contains carbon dioxide, such as exhaust gas, the desorbed adsorbate will be carbon dioxide-enriched. If the gas mixture contains oxygen, for example air, the desorbed adsorbant will be oxygen-enriched. The recovered desorbed adsorbate can be forced back into the solid carbonaceous subterranean formation. For example, if a gaseous fluid mixture containing carbon dioxide is fractionated within a solid carbonaceous subterranean formation, the recovered desorbed adsorbant will be carbon dioxide-enriched. The recovered desorbed carbon dioxide-enriched adsorbant can be used to enhance methane recovery from the solid carbonaceous subterranean formation.
Może być pożądane utrzymywanie wewnątrz formacji płynów względnie silnie adsorbowanych. W tej sytuacji, nie zmniejsza się ciśnienia formacji i nie regeneruje się pojemności adsorpcyjnej materii węglowej formacji. Odmiennie, pojemność adsorpcyjną materii węglowej formacji, ' można częściowo regenerować bez obniżania całkowitego ciśnienia do punktu w którym niepożądane składniki, jeżeli są obecne, takie jak dwutlenek węgla, siarkowodór lub tlenek węgla, mogą być desorbowane i uwalniane z materii.It may be desirable to maintain relatively strongly adsorbed fluids within the formation. In this situation, the formation pressure is not reduced and the adsorption capacity of the carbon matter of the formation is not regenerated. Conversely, the adsorption capacity of the carbon matter of the formation can be partially regenerated without lowering the total pressure to the point where undesirable components, if present, such as carbon dioxide, hydrogen sulfide or carbon monoxide, can be desorbed and released from the matter.
Ogólnie, ciśnienie stosowane podczas frakcjonowania gazowej mieszaniny płynów, dobiera się tak, aby zoptymalizować frakcjoosnie płynu. Ogólnie, wyższe stosowane ciśnienie, więcej gazu który może zostać zaadsorbowane w materii węglowej formacji. Dla danego układu, szybsze usuwanie rafinatu z systemu - wyższy procent objętościowy wewnątrz rafinatu płynów względnie silnie adsorbowanych.Generally, the pressure used in fractionating the gaseous fluid mixture is selected to optimize the fractionation of the fluid. Generally, the higher the pressure used, the more gas that can be adsorbed in the formation carbon. For a given system, faster raffinate removal from the system - higher volume percent within the raffinate of relatively strongly adsorbed fluids.
Jeżeli frakcjonowana mieszanina gazowa płynów zawiera duży procent objętościowy azotu, otrzymany rafinat będzie wzbogacony w azot. Przykładami gazowych mieszanin płynów, które zawierają duży procent objętościowy azotu, są powietrze i spaliny. RafinatIf the fractionated gas mixture of fluids contains a high percentage by volume of nitrogen, the obtained raffinate will be enriched with nitrogen. Air and exhaust gas are examples of gaseous fluid mixtures that contain a high volume percentage of nitrogen. Raffinate
176 443 wzbogacony w azot, wytworzony z tych mieszanin płynów gazowych, można zastosować do zintensyfikowania odzyskiwania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej. Jeżeli używa się spalin, to powinny być korzystnie odwodnione przed ich wtłoczeniem do formacji. Przymuje się, że odwodnienie będzie zmniejszało potencjalne problemy korozyjne, które mogą pojawić się w aparaturze tłoczącej i odwiercie jako wynik tłoczenia spalin do formacji.The nitrogen-enriched nitrogen produced from these gaseous fluid mixtures can be used to enhance methane recovery from the solid carbonaceous subterranean formation. If flue gases are used, they should preferably be dehydrated before being injected into the formation. It is believed that the dehydration will reduce the potential corrosion problems that may arise in the pumping equipment and downhole as a result of the exhaust gas being pumped into the formation.
Rafinat wzbogacony w azot tłoczy się do stałej, węglowej formacji podziemnej pod ciśnieniem wyższym od ciśnienia złożowego formacji. Korzystnie, rafinat wzbogacony w azot tłoczy się pod ciśnieniem wyższym od ciśnienia złożowego formacji od około 3447378 Pa do około 10342136 Pa. Jeżeli ciśnienie tłoczenia jest niższe lub równe ciśnieniu złożowemu, rafinat wzbogacony w azot nie może być zwykle tłoczony, ponieważ nie może pokonać ciśnienia złożowego. Rafinat wzbogacony w azot, tłoczy się korzystnie pod ciśnieniem niższym od ciśnienia pękania formacji stałej, węglowej formacji podziemnej. Jeżeli ciśnienie jest za wysokie i w formacji powstają rozległe szczeliny, tłoczony rafinat wzbogacony w azot może być tracony i być może będzie się produkować mniej metanu.The nitrogen-enriched raffinate is pressed into a solid carbonaceous subterranean formation at a pressure above the formation pressure. Preferably, the nitrogen-enriched raffinate is pressed at a pressure greater than the formation formation pressure of from about 3,447,378 Pa to about 10,342,136 Pa. If the discharge pressure is lower than or equal to the formation pressure, the nitrogen enriched raffinate cannot normally be discharged because it cannot overcome the formation pressure. The nitrogen-enriched raffinate is preferably pressed at a pressure lower than the fracture pressure of the solid carbonaceous subterranean formation. If the pressure is too high and large fractures form in the formation, the pumped nitrogen-enriched raffinate may be lost and less methane may be produced.
Jednakże, opierając się na badaniach innych typów zbiorników, można przyjąć że rafinat wzbogacony w azot można tłoczyć do formacji pod ciśnieniem przekraczającym ciśnienie pękania formacji tak długo jak wytworzone szczeliny nie rozciągną się od otworu tłocznego do otworu produkcyjnego. W praktyce, tłoczenie powyżej ciśnienia pękania formacji może okazać się niezbędne, w celu osiągnięcia odpowiedniego tłoczenia i/lub szybkości odzyskiwania, aby uczynić proces ekonomicznym, lub w innych przypadkach może być niezbędne poprawienie wyników finansowych, gdy tego można dokonać bez obniżenia ogólnej wydajności. Ogólnie, połowa długości szczelin z wytworzonych wewnątrz formacji szczelin jest mniejsza od około 20% do około 30% odległości pomiędzy otworem tłocznym i otworem produkcyjnym. Także korzystnie, wytworzone szczeliny winny być ograniczone do obszaru formacji.However, based on studies of other types of vessels, it can be assumed that nitrogen-enriched raffinate may be pressed into the formation at a pressure in excess of the formation fracture pressure as long as the fractures created do not extend from the pressure port to the production port. In practice, stamping above the fracture pressure of the formation may be necessary to achieve adequate stamping and / or recovery rates to make the process economical, or in other cases it may be necessary to improve the bottom line when this can be done without reducing overall productivity. Generally, half the length of the slits formed within the fracture formations is less than about 20% to about 30% of the distance between the delivery port and the production port. Also preferably, the fractures created should be confined to the area of the formation.
Parametry ważne dla odzyskiwania metanu, takie jak połowa długości szczelin, azymut szczelin i wzrost wysokości można oznaczać stosując znane techniki modelowania formacji. Przykłady technik omówione są przez Johna L. Gidley'a i innych w Recent Advances in Hydraulic Fracturing, tom 12, Society of Petroleum Engineers Monograph Series, 1989, strony 25-29 i 76-77 oraz przez C. L. Schustera w Dedection Within the Wellbore of Seismic Signlas Created by Hydraulic Fracturing, artykuł SPE 7448 przedstawiony na Society of Petroleum Engineers', Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, 1978 October 1-3. Odmiennie, połowę długości szczelin oraz wpływ ich ukierunkowania można oszacować stosując połączenie analizy przebiegów przejściowych ciśnień i · modelowania przepływu złożowego, jak to opisano w artykule N. Ali i innych SPE 22893, Injeption Above-Fracture-Parting Pressure Pilot, Valhal Field, Norway, na 69th Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers,, Dallas, Texas, October 6-9, 1991. Jakkolwiek należy zaznaczyć, że w powyższej referencji opisuje się sposób polepszenia odzyskiwania ropy naftowej poprzez tłoczenie wody powyżej ciśnienia pękania formacji, można przyjąć że sposoby i rozwiązania technicznie omówione w artykule SPE 22893 można zaadaptować w celu polepszenia odzyskiwania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej.Parameters important for methane recovery such as half the fracture length, fracture azimuth and height increase can be determined using known formation modeling techniques. Examples of techniques are discussed by John L. Gidley et al. In Recent Advances in Hydraulic Fracturing, Vol. 12, Society of Petroleum Engineers Monograph Series, 1989, pages 25-29 and 76-77, and by CL Schuster in Dedection Within the Wellbore of Seismic Signlas Created by Hydraulic Fracturing, article SPE 7448 presented at Society of Petroleum Engineers', Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, 1978 October 1-3. In contrast, half the fracture length and the impact of their orientation can be estimated using a combination of pressure transient analysis and formation flow modeling as described in the article by N. Ali et al. SPE 22893, Injeption Above-Fracture-Parting Pressure Pilot, Valhal Field, Norway at the 69th Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers, Dallas, Texas, October 6-9, 1991. While it should be noted that the reference above describes how to improve crude oil recovery by pumping water above the formation fracture pressure, assume that the methods and solutions technically discussed in SPE 22893 can be adapted to improve methane recovery from a solid carbonaceous subterranean formation.
Ogólnie, im głębsza stała, węglowa formacja podziemna, tym wyższe niezbędne ciśnienie do tłoczenia do formacji rafinatu wzbogaconego w azot. Typowo, ciśnienie tłoczenia od około 2757903 Pa do 13789514 Pa będzie odpowiednie do tłoczenia rafinatu wzbogaconego w azot do większej formacji z których pożądane jest odzyskanie metanu.In general, the deeper the solid carbonaceous subterranean formation, the higher the necessary pressure to be pumped into the nitrogen-enriched raffinate formation. Typically, a discharge pressure of from about 2,757,903 Pa to 13,789,514 Pa will be adequate to convey the nitrogen-enriched raffinate to larger formations from which methane recovery is desired.
Rafinat wzbogaconyw azot tłoczy się do stałej, węglowej formacji podziemnej poprzez otwór tłoczny w komunikacji płynowej z , formacją. Korzystnie, otwór tłoczny penetruje formację zawierającą metan lecz otwór tłoczny nie musi przenikać formacji tak długo jak istnieje komunikacja płynowa pomiędzy formacją i otworem tłocznym. Tłoczenie rafinatu wzbogaconego w azot może być albo ciągłe albo przerywane. Ciśnienie tłoczenia można utrzymywać na stałym poziomie lub może się zmieniać.The nitrogen-enriched raffinate is forced into the solid carbonaceous subterranean formation through a discharge port in fluid communication with the formation. Preferably, the delivery port penetrates a methane containing formation, but the delivery port need not penetrate the formation as long as fluid communication exists between the formation and the pressure port. The delivery of the nitrogen-enriched raffinate can either be continuous or discontinuous. Discharge pressure can be kept constant or it can vary.
Płyn zawierający metan odzyskuje się z otworu produkcyjnego w komunikacji płynowej z formacją. Tak jak w przypadku otworu tłocznego, otwór produkcyjny korzystnieThe methane-containing fluid is recovered from the production well in fluid communication with the formation. As with the discharge port, the production port is preferably
176 443 przenika formację zawierającą metan, ale otwór produkcyjny nie musi przenikać formacji tak długo jak istnieje komunikacja płynowa pomiędzy formacją i otworem produkcyjnym. Otwór produkcyjny lub otwory obsługuje się w ten sam sposób jak tradycyjne otwory do odzyskiwania metanu ze złoża węglowego. Może okazać się pożądane minimalizowanie ciśnienia zwrotnego w otworze produkcyjnym podczas odzyskiwania płynów zawierających metan z takich otworów produkcyjnych. Redukcji ciśnienia zwrotnego w otworze produkcyjnym będzie towarzyszyć ruch płynów zawierających metan do formacji do odwiertu.The formation penetrates a methane containing formation, but the production well need not penetrate the formation as long as fluid communication exists between the formation and the production well. The production well or wells are operated in the same way as traditional coal bed methane recovery wells. It may be desirable to minimize back pressure at a production well when recovering methane containing fluids from such production wells. The reduction of back pressure at the production well will be accompanied by the movement of fluids containing methane into the formation into the wellbore.
Korzystnie, otwór produkcyjny eksploatuje się tak aby ciśnienie w otworze produkcyjnym, przy ulokowaniu odwiertowym w pobliżu formacji wywarzaj ącej metan, było mniejsze niż początkowe ciśnienie złożowe formacji. Ulokowane odwiertowe przylegające do formacji wytwarzającej metan jest wewnątrz odwiertu nie formacji. Początkowe ciśnienie złożowe jest ciśnieniem złożowym w pobliżu omawianego otworu produkcyjnego, w okresie przed początkiem tłoczenia rafinatu wzbogaconego w azot do formacji. Ciśnienie złożowe może wzrastać podczas tłoczenia rafinatu wzbogaconego w azot, lecz można przyjąć że ciśnienie w otworze produkcyjnym w pobliżu formacji powinno się korzystnie utrzymywać poniżej początkowego ciśnienia złożowego. Będzie to poprawić ruch płynu z formacji do odwiertu. Korzystniej, ciśnienie w otworze produkcyjnym przy ulokowaniu odwiertowym w pobliżu formacji wytwarzającej metan, powinno być mniejsze niż około 2757903 Pa.Preferably, the production well is operated so that the pressure at the production well, when located a wellbore in the vicinity of the methane producing formation, is less than the initial formation pressure. A located wellbore adjacent to the methane-producing formation is within the wellbore of the non-formation. The initial formation pressure is the formation pressure in the vicinity of the production well in question, in the period before the start of pumping nitrogen-enriched raffinate into the formation. The formation pressure may increase during pumping of the nitrogen-enriched raffinate, but it can be assumed that the pressure at the production well near the formation should preferably be kept below the initial formation pressure. This will improve fluid movement from the formation to the wellbore. More preferably, the pressure at the production well at a wellbore location near a methane producing formation should be less than about 2,757,903 Pa.
W pewnych przypadkach, ciśnienie zwrotne w odwiercie otworu produkcyjnego może być korzystne, na przykład gdy pożądane jest utrzymywanie wyższego ciśnienia złożowego w celu zminimalizowana dopływu wody do formacji z otaczających formacji wodonośnych. Taki dopływ wody do formacji może zredukować szybkość odzyskiwania metanu jak również skomplikować eksploatację otworu produkcyjnego.In some cases, back pressure downstream of the production wellbore may be advantageous, for example when it is desired to maintain a higher formation pressure in order to minimize the influx of water into the formation from surrounding aquifers. Such a water supply to the formation can reduce the rate of methane recovery as well as complicate the operation of the production well.
Inną sytuacją, w której może być korzystnie utrzymywanie ciśnienia zwrotnego w odwiercie otworu produkcyjnego jest taka z którą wiąże się wytrącanie i/lub kondensacja substancji stałych i/lub cieczy wewnątrz formacji w pobliżu odwiertu lub w samym odwiercie. Wytrącanie w/lub kondensacja substancji stałych lub cieczy w/lub w pobliżu odwiertu, może zredukować szybkość odzyskiwania metanu z otworu produkcyjnego. Przykładami substancji które mogą wytrącić się lub skondensować w pobliżu odwiertu i stworzyć problem są woski zawierające zaokludowane oleje, które mogą uwolnić się z materii i dążyć do odwiertu produkcyjnego. Można przyjąć, że wyższe ciśnienie w odwiercie otworu produkcyjnego zlokalizowanego w pobliżu formacji, będzie minimalizowało takie wytrącanie się i/lub kondensację substancji stałych i cieczy w odwiercie lub w jego pobliżu. Dlatego też, jeżeli wytrącanie się i kondensacja w odwiercie są problemem, może być korzystne zwiększenie ciśnienia w odwiercie otworu produkcyjnego do wartości tak wysokiej jak to praktycznie możliwe.Another situation where it may be advantageous to maintain back pressure in the production wellbore is one that involves precipitation and / or condensation of solids and / or liquids within the formation near the wellbore or in the wellbore itself. Precipitation and / or condensation of solids or liquids in / or in the vicinity of the well can reduce the rate of methane recovery from the well. Examples of substances that may precipitate or condense in the vicinity of the wellbore and create a problem are waxes containing occluded oils that may break free from matter and move towards the production well. It can be assumed that the higher wellbore pressure of the production well located near the formation will minimize such precipitation and / or condensation of solids and liquids in or near the wellbore. Therefore, if precipitation and condensation in the wellbore are a problem, it may be advantageous to increase the pressure in the production wellbore to a value as high as practicable.
Regulacja w czasie i wielkość wzrostu natężenia przepływu odzyskiwania metanu z otworu produkcyjnego, będzie zależała od wielu czynników wliczając w to na przykład rozstawienie otworu, grubość stałej, węglowej formacji podziemnej, porowatość pęknięć, ciśnienie tłoczenia i szybkość tłoczenia, skład tłoczonego płynu gazowego, skład gazu sorbowanego, ciśnienie złożowe, przepuszczalność formacji i łączna produkcja metanu przed tłoczeniem rafinatu wzbogaconego w azot.The timing and magnitude of the increase in methane recovery flow from the production well will depend on many factors including, for example, hole spacing, thickness of solid carbon subterranean formation, fracture porosity, pumping pressure and pumping rate, gas fluid composition, gas composition sorbed, formation pressure, formation permeability and total methane production prior to pumping nitrogen-enriched raffinate.
Gdy powyższe parametry utrzymywane są na stałym poziomie, mniejsza odległość pomiędzy otworem tłocznym i otworem produkcyjnym spowoduje szybszą dostrzegalną odpowiedź otworu produkcyjnego (zarówno wzrost w szybkości odzyskiwania metanu jak i krótszy czas pomiędzy przed ukazaniem się w otworze produkcyjnym tłoczonego rafinatu wzbogaconego w azot), niż odpowiedź która ma miejsce w przypadku otworu tłocznego i otworu produkcyjnego oddzielonych większą odległością. Gdy oddala się otwory, konieczność szybkiego wzrostu w szybkości produkcji metanu musi być zrównoważona ponownie innymi czynnikami, takimi jak wcześniejsze przebicie azotu niż gdy stosuje się zmniejszone rozstawienie otworu i ilość rafinatu wzbogaconego w azot stosowanego do desorpcji metanu z formacji dla każdego rozstawienia.When the above parameters are kept constant, a shorter distance between the discharge and production wells will result in a faster perceived production well response (both an increase in methane recovery rate and a shorter time between before the nitrogen-enriched pressed raffinate appears at the production well) than the response which is the case with the discharge and production port separated by a greater distance. As holes are opened, the need for a rapid increase in methane production rate must be offset again by other factors such as nitrogen breakthrough earlier than when a reduced hole spacing is used and the amount of nitrogen-rich raffinate used to desorb the methane from the formation for each seeding.
W razie potrzeby, metan wyprodukowany zgodnie z tym wynalazkiem można oddzielić od towarzyszących gazów, takich jak azot lub mieszaniny azotu i innego dowolnego gazuIf desired, the methane produced in accordance with this invention can be separated from accompanying gases such as nitrogen or mixtures of nitrogen and any other gas
176 443 lub gazów, które mogły być wtłoczone do lub wydobyte ze stałej, węglowej formacji podziemnej. Takie towarzyszące produkcji gazy będą oczywiście obejmować dowolne gazy, które występują w naturalnych warunkach w stałych, węglowych formacjach podziemnych razem z metanem. Gazy te, które występują w naturalnych warunkach łącznie z metanem, określane są powszechne jako metan ze złoża węglowego. Te naturalnie występujące gazy mogą zawierać na .przykład siarkowodór, dwutlenek węgla, etan, propan, butan i cięższe węglowodory w mniejszych ilościach. W razie potrzeby, metan produkowany zgodnie z tym wynalazkiem można mieszać z metanem z innych źródeł, który zawiera względnie mniej zanieczyszczeń.176,443 or gases that may have been injected into or extracted from a solid carbonaceous subterranean formation. Such production accompanying gases will of course include any gases that occur naturally in solid carbonaceous subterranean formations along with methane. These gases, which occur naturally together with methane, are commonly referred to as coal bed methane. These naturally occurring gases can contain, for example, hydrogen sulfide, carbon dioxide, ethane, propane, butane, and heavier hydrocarbons in smaller amounts. If desired, the methane produced in accordance with this invention can be mixed with methane from other sources that contains relatively less impurities.
Przykład 1.Example 1.
Przykład ten pokazuje przewidywaną odpowiedź złoża węglowego, gdy tłoczy się do złoża węglowego różne płyny desorbujące, w celu intensyfikacji odzyskiwania metanu ze złoża węglowego. W przykładzie tym tłoczenie rozpoczyna się po jednym roku. W tym przykładzie wszystkie płynu desorbujące tłoczy się do złoża węglowego pod ciśnieniem tłoczenia wynoszącym 13789514 Pa. Tłoczone do formacji płyny deskujące obejmują:This example shows the predicted coal bed response when various desorbing fluids are pressed into the coal bed to enhance methane recovery from the coal bed. In this example, pressing starts after one year. In this example, all the desorbing fluids are pressed into the coal bed at a delivery pressure of 13,789,514 Pa. The formwork fluids pumped into the formation include:
- czysty azot,- pure nitrogen,
- spaliny zawierające 85 procent objętościowych azotu i 15 procent objętościowych dwutlenku węgla,- exhaust gas containing 85 percent by volume nitrogen and 15 percent by volume carbon dioxide,
- równomkloną mieszaninę dwutlenku węgla i azotu,- equilibrium mixture of carbon dioxide and nitrogen,
- płyn desorbujący zawierający 85 procent objętościowych dwutlenku węgla i 15 procent objętościowych azotu, oraza desorbing fluid containing 85 percent by volume carbon dioxide and 15 percent by volume nitrogen, and
- czysty dwutlenek węgla.- pure carbon dioxide.
Dane przedstawione na wykresach Fig. od 1 do 7 powstały na podstawie modelu opracowanego w celu opisania hipotetycznego złoża węglowego, którego grubość wynosi 3,05 metra i które jest w całości jednorodne w obu kierunkach, zarówno w pionie jak i w poziomie. Dane przedstawione na wykresach są skorygowane do temperatury 15,6°C i ciśnienia 101353 Pa. Hipotetyczne złoże węglowe posiada następującą charakterystykę:The data shown in Figures 1 to 7 are derived from a model designed to describe a hypothetical carbon deposit which is 3.05 meters thick and which is completely homogeneous in both directions, both vertically and horizontally. The data presented in the graphs are corrected to a temperature of 15.6 ° C and a pressure of 101353 Pa. The hypothetical coal deposit has the following characteristics:
przepuszczalność = 10 mD, porowatość = 0,5%, ciśnienie złożowe wynosi 10342136 Pa, przed rozpoczęciem tłoczenia płynu deskującego, oraz temperatura złożowa — 46,1°C.permeability = 10 mD, porosity = 0.5%, the formation pressure is 10342136 Pa, before the commencement of pumping of the formwork fluid, and the bed temperature is 46.1 ° C.
Złoże węglowe nasycone jest metanem a obszar drenażu przez otwór produkcyjny wynosi 186155 m2 obszaru formacji. W modelu założono, że otwór produkcyjny otoczony jest przez cztery otwory tłoczne, które są ułożone w pięciopunktową formację. Przyjmuje się, że każdy otwór tłoczny oddziałowuje tak samo na otwór produkcyjny i tym samym jedna czwarta reakcji w otworze prkdukcyjnymjest związana z każdym otworem tłocznym. Łączna ilość płynu desorbującego tłoczonego do formacji drenowanej przez otwór produkcyjny pochodzi z czterech otworów tłocznych. Każdy otwór tłoczny ma udział w czwartej części całkowitej ilości tłoczonego płynu desorbującegk. Na wykresach Fig. od 1 do 7 przedstawiono przewidywane objętościowe natężenie przepływu odzyskiwanego gazu w m3 x 103/dobę (w tysiącach standardowych metrów sześciennych na dobę) oraz przewidywane, łączne wydobycie gazu w m3 x 106 (w milionach standardowych metrów sześciennych).Coalbed methane is saturated and the drain region through the opening production is 186,155 m 2 area of the formation. The model assumes that the production borehole is surrounded by four discharge holes that are arranged in a five-point formation. It is assumed that each delivery port acts the same on the production port and thus a quarter of the response in the production port is related to each discharge port. The total amount of desorbing fluid pumped into the formation drained through the production well comes from the four discharge ports. Each delivery port contributes a quarter of the total amount of desorbing fluid pumped. Figures 1 to 7 show the predicted recovered gas volumetric flow rate in m 3 x 103 / day (in thousand standard cubic meters per day) and the projected total gas production in m3 x 10 6 (in million standard cubic meters).
Użyty model został opracowany z zastosowaniem dwuwymiarowego nirialnego równania stanu. Opis wirialnych równań stanu oraz sposób ich zastosowania do. stworzenia modelu podobnego do jednego z użytych przez wynalazców, omówiono w pracy DeGance, Multicomponent high-pressure adsorption equilibrium on carbon substrates: theory and data'', Fluid Phase Equilibria, 78, str. 99-137, (1992), E^ewer Science Publishers B.V., Amsterdam, którą zamieszczono w niniejszym jako referencję.The model used was developed using a two-dimensional nirial equation of state. Description of viral state equations and how to apply them to. creating a model similar to one used by the inventors is discussed in DeGance, Multicomponent high-pressure adsorption equilibrium on carbon substrates: theory and data '', Fluid Phase Equilibria, 78, pp. 99-137, (1992), E ^ ewer Science Publishers BV, Amsterdam, incorporated herein by reference.
Jak można to zauważyć z wykresów Fig. od 1 do 5, procent objętościowy dwutlenku węgla w płynie odzyskiwanym z otworu produkcyjnego jest utrzymywany, na poziomach poniżej procentu objętościowego dwutlenku węgla zawartego w tłoczonym płynie desorbującym, dla całego okresu po rozpoczęciu tłoczenia płynu desorbującegk. Procent objęto24As can be seen from the graphs of Figs. 1 to 5, the volume percent of carbon dioxide in the production well recovered fluid is kept below the volume percent of carbon dioxide contained in the pumped desorbing fluid for the entire period after the start of delivery of the desorbing fluid. The percentage covered24
176 443 ściowy dwutlenku węgla w odzyskiwanym strumieniu wylotowym zaczyna wzrastać w zasadzie w przybliżeniu w tym samym czasie w jakim procent objętościowy metanu w odzyskiwanym strumieniu wylotowym zaczyna obniżać się. Jak można zobaczyć na wykresach fig. od 2 do 5, zasadniczy procent dostępnego metanu zawartego w formacji będzie odzyskiwany w czasie, w którym procent objętościowy dwutlenku węgla w odzyskiwanym strumieniu wylotowym wzrośnie powyżej procentu objętościowego dwutlenku węgla w tłoczonym płynie desorbującym. Również, ponieważ dostępne są metody ekonomicznego oddzielania dwutlenku węgla od metanu, azotu i innych gazów, dwutlenek węgla można wydzielić z odzyskiwanego strumienia wylotowego z otworu produkcyjnego i wtłoczyć z powrotem do złoża węglowego i/lub innego pobliskiego złoża węglowego.The volume of carbon dioxide in the recovered outlet stream begins to increase at substantially the same time as the volume percent of methane in the recovered outlet stream begins to decrease. As can be seen from the graphs of Figures 2 to 5, a substantial percentage of the available methane contained in the formation will be recovered over a period of time the volume percent of carbon dioxide in the recovered effluent increases above the volume percent of carbon dioxide in the pumped desorbing fluid. Also, since methods are available to economically separate carbon dioxide from methane, nitrogen, and other gases, carbon dioxide can be separated from the recovered production well off-stream and pumped back into the coal bed and / or other nearby coal bed.
Na wykresach fig. od 1 do 7 przedstawiono także zasadniczy procent dostępnego metanu, który można odzyskać z obszaru drenowanego przez otwór produkcyjny, zanim stosunek objętościowy dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego zawartych w strumieniu wylotowym odzyskiwanym z otworu produkcyjnego, osiągnie wielkość stosunku objętościowego dwutlenku węgla do innych składników tłoczonego płynu desorbującego zawartych w tłoczonych płynach desorbujących.Figures 1 to 7 also show the substantial percentage of available methane that can be recovered from the area drained through the production well before the volume ratio of carbon dioxide to other components of the pumped desorbing fluid contained in the outlet stream recovered from the production well reaches the volume ratio of the dioxide by volume. carbon to other components of the pumped desorbing fluid contained in the pumped desorbing fluid.
Należy zaznaczyć, że ponieważ model w powyższym przykładzie i realizowany przykład są wyidealizowane, nie mogą one brać pod uwagę heterogenności występującej w rzeczywistej stałej, węglowej formacji podziemnej. Tym samym model ten i model opisany w przykładach · 2 i 3 nie mogą przewidzieć przeciekania, które może zdarzyć się wewnątrz formacji. Jednakże ujawnione przykłady łącznie z wcześniejszym omówieniem dotyczącym przeciwdziałaniu występującemu wewnątrz formacji rozwarstwieniu, będą pomagać specjalistom w praktycznej realizacji wynalazku.It should be noted that since the model in the above example and the implemented example are idealized, they cannot take into account the heterogeneity present in the actual solid carbonaceous subterranean formation. Thus, this model and the model described in Examples 2 and 3 cannot predict leakage that may occur within the formation. However, the disclosed examples, together with the previous discussion on counteracting delamination within the formation, will assist those skilled in the art in practicing the invention.
Przykład 2.Example 2.
W przykładzie tym przedstawiono przewidywaną reakcję płynów desorbujących złoża węglowego, gdy płyny desorbujące zawierające dwutlenek węgla tłoczy się do złoża węglowego w celu poprawienia odzyskiwania metanu ze złoża węglowego. W tym przykładzie, tłoczenie płynów desorbujących rozpoczęło się po czterech latach pierwotnego wyczerpywania. W tym przykładzie, wszystkie płyny desorbujące tłoczy się do złoża węglowego, pod ciśnieniem tłoczenia wynoszącym 13789514 Pa, przez otwór tłoczny charakteryzujący się naskórkowością wynoszącą -3. Otwór produkcyjny posiada ciśnienie głowicowe wynoszące 689476 Pa i naskórkowość równą -3. Naskórkowość jest miarą przepuszczalności formacji w pobliżu odwiertu. Dodatnia naskórkowość wskazuje na uszkodzenie formacji w pobliżu odwiertu, zaś ujemna naskórkowość wskazuje na stymulowanie formacji w pobliżu odwiertu. Płyny desorbujące tłoczone do formacji obejmują: czysty dwutlenek węgla, oraz płyn desorbujący zawierający 70 procent objętościowych dwutlenku węgla i 30 procent objętościowych metanu.This example illustrates the expected reaction of coal bed desorbing fluids when carbon dioxide-containing desorbing fluids are pressed into the coal bed to improve methane recovery from the coal bed. In this example, pumping of the desorbing fluids began after four years of primary exhaustion. In this example, all the desorbing fluids are forced into the carbon bed at a delivery pressure of 13789514 Pa through a delivery port having a skin nature of -3. The well has a head pressure of 689,476 Pa and a skin feel of -3. Epidermis is a measure of the permeability of the formation near the wellbore. Positive skin indicates damage to the formation near the wellbore, and negative skin indicates stimulation of the formation near the wellbore. The desorbing fluids pumped into the formation include: pure carbon dioxide, and a desorbing fluid containing 70 volume percent carbon dioxide and 30 volume percent methane.
Dane na wykresach fig. od 11 do 18 zostały pobrane z modelu, który opracowano w celu opisania hipotetycznego złoża węglowego, którego grubość wynosi 15,24 m i które jest w całości jednorodne w obu kierunkach, zarówno w pionie jak i w poziomie. Dane przedstawione na wykresach są skorygowane do temperatury 15,6°C i ciśnienia 101353 Pa. Hipotetyczne złoże węglowe posiada następującą charakterystykę:The data in Figures 11 to 18 have been taken from a model that was developed to describe a hypothetical coal bed which is 15.24 m thick and which is completely homogeneous in both directions, both vertically and horizontally. The data presented in the graphs are corrected to a temperature of 15.6 ° C and a pressure of 101353 Pa. The hypothetical coal deposit has the following characteristics:
przepuszczalność = 5 mD, ciśnienie złożowe wynosi 10342136 Pa, przed rozpoczęciem tłoczenia płynu desorbującego, oraz temperatura złożowa = 46,1°C.permeability = 5 mD, the formation pressure is 10342136 Pa, before pumping the desorbing fluid, and the bed temperature = 46.1 ° C.
Złoże węglowe nasycone jest metanem a obszar drenażu przez otwór produkcyjny wynosi 647497 m2 obszaru formacji. W modelu założono, że otwór produkcyjny otoczony jest przez cztery otwory tłoczne, które są ułożone w pięciopunktową formację. Przyjmuje się, że · każdy otwór tłoczny oddziałowuje tak samo na otwór produkcyjny i tym samym jedna czwarta reakcji w otworze produkcyjnym jest związana z każdym otworem tłocznym. Łączna ilość płynu desorbującego tłoczonego do formacji drenowanej przez otwór produkcyjnyCoalbed methane is saturated and the drain region through the opening production is 647,497 m 2 area of the formation. The model assumes that the production borehole is surrounded by four discharge holes that are arranged in a five-point formation. It is assumed that · each discharge port acts the same on the production port and thus a quarter of the reaction in the production port is related to each discharge port. The total amount of desorbing fluid pumped into the formation drained through the production well
176 443 pochodzi z czterech otworów tłocznych. Każdy otwór tłoczny ma udział w czwartej części całkowitej ilości tłoczonego płynu desorbującego.176 443 comes from four discharge ports. Each delivery opening contributes a quarter of the total amount of desorbing fluid pumped.
Stosowany model opracowany został z wykorzystaniem rozszerzonego modelu izoterm adsorpcyjnych Langmuira. Opis rozszerzonego modelu izotermy adsorpcyjnej Langmuira i sposób jego zastosowania do stworzenia modelu podobnego do jednego z użytych przez wynalazców, opisują L. E. Arri i inni w Modeling Coalbed Methane Production with Binary Gas Sorption, SPE 24363, str. 459-472 (1992), publikacji Society of Petroleum Engineers, zamieszczonej w niniejszym jako referencja.The model used was developed using the extended model of Langmuir adsorption isotherms. A description of the extended Langmuir adsorption isotherm model and how it can be used to create a model similar to that used by the inventors is described by LE Arri et al. In Modeling Coalbed Methane Production with Binary Gas Sorption, SPE 24363, pp. 459-472 (1992), Society Publication of Petroleum Engineers, incorporated herein as a reference.
Przykład ilustruje to, że w pewnych sytuacjach które powinny być znane poszczególnym specjalistom z poprzedniego ujawnienia, płyn desorbujący zawierający dwutlenek węgla i metan stosuje się korzystnie do odzyskiwania metanu ze stałej, węglowej formacji podziemnej podziemnej, szczególnie jeżeli koszt wydzielania metanu z odzyskanego strumienia węglowego jest ekonomicznie nieopłacalny. W tej sytuacji, strumień wylotowy tłoczy się ponownie do formacji, która adsorbuje dwutlenek węgla będący składnikiem strumienia i pozwala na przepływ metanu do otworu produkcyjnego, gdzie jest odzyskiwany.The example illustrates that in certain situations, as should be known to the individual skilled in the previous disclosure, a desorbing fluid containing carbon dioxide and methane is preferably used to recover methane from a solid carbonaceous subterranean formation, especially if the cost of separating methane from the recovered coal stream is economical. unprofitable. In this situation, the effluent is forced back into the formation which adsorbs the carbon dioxide component of the stream and allows the methane to flow to the production well where it is recovered.
Przykład 3.Example 3.
W przykładzie tym stosuje się ten sam typ technik modelowania i te same parametry jakie użyto w przykładzie 2. Jednakże, w przykładzie tym stosuje się nienasycone złoże węglowe i do złoża węglowego tłoczy się mieszaninę płynów gazowych zawierających 15 procent objętościowych dwutlenku węgla i 85 procent objętościowych azotu. Tłoczenie płynów gazowych rozpoczyna się w zerowym momencie czasowym. Związane z przykładem wykresy fig. od 8 do 10 pokazują, że stała, węglowa formacja podziemna może efektywnie dostarczać strumień wylotowy wzbogacony w azot, gdy do formacji wprowadza się mieszaninę płynów gazowych zawierającą azot i dwutlenek węgla. Model tak skonstruowano, że procent objętościowy azotu w odzyskanym strumieniu wylotowym powinien wynosić 100% przez cały okres przedstawiony na wykresach fig. od 8 do 10, oraz że procent objętościowy dwutlenku węgla w odzyskanym strumieniu wylotowym nie powinien wzrosnąć powyżej 0,01% przez cały okres przedstawiony na wykresach fig. od 8 do 10.This example uses the same type of modeling techniques and the same parameters as used in Example 2. However, this example uses an unsaturated carbon bed, and a mixture of gaseous fluids containing 15 volume percent carbon dioxide and 85 volume percent nitrogen is pumped into the carbon bed. . Pumping of gaseous liquids begins at zero point in time. The graphs of Figures 8-10 related to the example show that a solid carbonaceous subterranean formation can efficiently provide a nitrogen-enriched effluent when a gaseous fluid mixture containing nitrogen and carbon dioxide is introduced into the formation. The model was constructed so that the volume percent of nitrogen in the recovered exhaust stream should be 100% for the entire period shown in Figures 8 to 10, and that the volume percent of carbon dioxide in the recovered exhaust stream should not increase above 0.01% for the entire period. shown in the graphs of figures 8 to 10.
Można przyjąć, że stała, węglowa formacja podziemna będzie także dostarczała strumień wylotowy wzbogacony w azot, gdy do formacji wprowadza się powietrze poprzez otwór tłoczny i usuwa poprzez otwór produkcyjny.It can be assumed that the solid carbonaceous subterranean formation will also provide a nitrogen-enriched effluent when air is introduced into the formation through the delivery port and removed through the production port.
Na podstawie powyższego opisu można zauważyć, że dla specjalistów widoczne będzie szereg zmian, odmian i modyfikacji. Dlatego też, opis ten stworzony jest tylko jako ilustracja i w celu nauczenia specjalistów sposobu realizacji wynalazku. Można dokonać różnych zmian oraz można zastąpić materiały opisane w zgłoszeniu. Na przykład, można przyjąć że płyn gazowy, który będzie podlegał chemisorpcji do materii węglowej formacji, może zostać umieszczony w formacji w podobny sposób jak to ujawniono w przypadku rozmieszczania wewnątrz formacji płynu silnie adsorbowanego.From the above description, it can be seen that a number of changes, variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. Therefore, this description is intended as an illustration only and to teach those skilled in the art to practice the invention. Various changes can be made and the materials described in the application can be replaced. For example, it can be assumed that the gaseous fluid that will be chemisorbed into the carbon matter of the formation can be placed in the formation in a similar manner as disclosed for highly adsorbed fluid dispersing within the formation.
Dlatego też ocenia się, że możliwe jest dokonanie różnych zmian, modyfikacji, odmian itp., bez szkody dla ducha i zakresu wynalazku, zdefiniowanego w załączonych zastrzeżeniach. Zakłada się oczywiście, że wszystkie takie modyfikacje są objęte przez załączone zastrzeżenia.Therefore, it is judged that various changes, modifications, variations etc. can be made without prejudice to the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Of course, all such modifications are intended to be covered by the appended claims.
176 443176 443
Calkowite <v •HTotal <v • H
C <D «ΝC <D «Ν
0>0>
4-1 fO c4-1 fO c
Rozpoczęcie tłoczeniaStart of pressing
FIG.2FIG. 2
Czysty azotPure nitrogen
Spaliny (85/15)Exhaust (85/15)
Mieszanina równomolowa(50/50) Wzbogacony dwutlenek węgla (15/85) Czysty dwutlenek węglaEquimolar mixture (50/50) Enriched carbon dioxide (15/85) Pure carbon dioxide
Pierwotne, ciśnieniowe zczerpywanie <u <D C Ή N C υ oj >i χ 3 Li w c <α > ία Snu 3 ό o ω o £Primary, pressure drainage <u <D C Ή N C υ oj> i χ 3 Li w c <α> ία Snu 3 ό o ω o £
Rozpoczęcie Czysty azot tłoczenia Spaliny (85/15)Launch of Pure Nitrogen Discharge Exhaust (85/15)
Mieszanina równomolowa(50/50) CO2 - wzbogacony (15/85) Czysty dwutlenek węgla Pierwotne zczerpywanieEquimolar mixture (50/50) CO 2 - enriched (15/85) Pure carbon dioxide Primary scavenging
176 443176 443
ZawartośćContent
Rozpoczęcie tłoczeniaStart of pressing
Czysty azotPure nitrogen
Spaliny (85/15)Exhaust (85/15)
Mieszanina równomolowa(50/50) CO, - wzbogacony (15/85)Equimolar mixture (50/50) CO, - enriched (15/85)
Rozpoczęcie tłoczeniaStart of pressing
Czysty azotPure nitrogen
Spaliny (85/15)Exhaust (85/15)
Mieszanina równomolowa(50/50) CO2 - wzbogacony (15/85)Equimolar mixture (50/50) CO 2 - enriched (15/85)
176 443 •u •Ul176 443 • at • Ul
OABOUT
4J μι ra4J μιra
IBIB
Rozpoczęcie tłoczeniaStart of pressing
Spaliny (85/15)Exhaust (85/15)
Mieszanina równomolowa(50/50) CO2 - wzbogacony (15/85) Czysty dwutlenek węglaEquimolar mixture (50/50) CO 2 - enriched (15/85) Pure carbon dioxide
Rozpoczęcie Czysty azot tłoczenia Spaliny (85/15)Launch of Pure Nitrogen Discharge Exhaust (85/15)
Mieszanina równomolowa (50/50) CO2 - wzbogacony (15/85)Equimolar mixture (50/50) CO 2 - enriched (15/85)
Czysty dwutlenek węglaPure carbon dioxide
176 443176 443
FIG.7FIG. 7
Mieszanina równomolowa (50/50) C02 - wzbogacony (15/85)Equimolar mixture (50/50) C0 2 - enriched (15/85)
Czysty dwutlenek węglaPure carbon dioxide
F1G.8F1G.8
o wo w
X εX ε
Rozpoczęcie tłoczenia mieszaninyStart pumping the mixture
15%CO2/85%Ni15% CO 2 /85% Ni
176 443176 443
FIG.9FIG. 9
tłoczenia mieszaninypressing the mixture
15%CO2/85%N2 15% CO 2 /85% N 2
FIG. 10FIG. 10
CZAS, LATATIME, YEARS
Rozpoczęcie tłoczenia mieszaninyStart pumping the mixture
15%CO2/85%N2 15% CO 2 /85% N 2
176 443176 443
FIG. IIFIG. II
CałkowiteComplete
Sumaryczna natężenie ilość przepływuTotal flow rate
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO; Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH4 The gaseous fluid used containing 100% CO; The gaseous fluid used contains 70% CO 2 /30% CH 4
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO; Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH4 The gaseous fluid used containing 100% CO ; The gas fluid used containing 70% CO 2 /30% CH 4
176 443176 443
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO2 Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH( u c □ u 3 <3 -H •tn Λί c o c « oThe gaseous fluid used containing 100% CO 2 The gaseous fluid used containing 70% CO 2 /30% CH ( u c □ u 3 <3 -H • tn Λί coc «o
U H >1'H Μ Η N E (0 u u a 3 O O M (0 3 4J Ν Ό 3 WU H> 1'H Μ Η N E (0 u u a 3 O O M (0 3 4J Ν Ό 3 W
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO2 Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH.The gaseous fluid used with 100% CO 2. The gaseous fluid used with 70% CO 2 /30% CH.
176 443176 443
FIG. 15FIG. 15
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO2 Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH4 The gaseous fluid used with 100% CO 2 The gaseous fluid used with 70% CO 2 /30% CH 4
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO2 Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH4 The gaseous fluid used with 100% CO 2 The gaseous fluid used with 70% CO 2 /30% CH 4
176 443176 443
SumarycznaSummarized
FIG. 17FIG. 17
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO; Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO,/30% CH( The gaseous fluid used containing 100% CO; The gas fluid used containing 70% CO / 30% CH (
FIG.I8FIG. I8
Stosowany płyn gazowy zawierający 100% CO; Stosowany płyn gazowy zawierający 70% CO2/30% CH,The gaseous fluid used containing 100% CO; Gas fluid used containing 70% CO 2 /30% CH,
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 6.00.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/222,743 US5439054A (en) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | Method for treating a mixture of gaseous fluids within a solid carbonaceous subterranean formation |
US08/226,454 US5454666A (en) | 1994-04-01 | 1994-04-12 | Method for disposing of unwanted gaseous fluid components within a solid carbonaceous subterranean formation |
PCT/US1995/003689 WO1995027123A1 (en) | 1994-04-01 | 1995-03-24 | Method for disposing carbon dioxide in a coalbed and simultaneously recovering methane from the coalbed |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL316630A1 PL316630A1 (en) | 1997-02-03 |
PL176443B1 true PL176443B1 (en) | 1999-05-31 |
Family
ID=26917099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL95316630A PL176443B1 (en) | 1994-04-01 | 1995-03-24 | Method of distributing carbon dioxide within a coal bed with simultaneous methane recovery therefrom |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1091832C (en) |
AU (1) | AU692248B2 (en) |
CA (1) | CA2176588C (en) |
PL (1) | PL176443B1 (en) |
WO (1) | WO1995027123A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110792468A (en) * | 2019-09-06 | 2020-02-14 | 西安科技大学 | Underground coal mine cyclic pulse gas injection displacement gas extraction system |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7883569B2 (en) * | 2007-02-12 | 2011-02-08 | Donald Leo Stinson | Natural gas processing system |
CN101988383B (en) * | 2010-08-31 | 2015-11-25 | 新奥科技发展有限公司 | Utilize the method for flue gas original position destructive distillation subterranean coal |
CN101988384B (en) * | 2010-08-31 | 2015-11-25 | 新奥科技发展有限公司 | Utilize the method for flue gas original position destructive distillation subterranean coal |
WO2013013721A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Statoil Petroleum As | Recovery methods for hydrocarbon gas reservoirs |
CN103670338B (en) * | 2012-09-21 | 2016-06-15 | 新奥气化采煤有限公司 | A kind of coal bed gas and coal mining method altogether |
CN103670357B (en) * | 2012-09-21 | 2017-06-06 | 新奥科技发展有限公司 | The crack of the carbon containing humatite reservoir in underground is linked up, passageway machining and underground gasification method |
NO343888B1 (en) | 2016-10-13 | 2019-07-01 | Terje Ernst Mikalsen | Use of carbon dioxide (CO2) from a land-based farm for the production of methanol and / or methane. |
CN111005705A (en) * | 2019-12-25 | 2020-04-14 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | Carbon dioxide injection yield increasing method for depleted coal bed gas well group |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6288171A (en) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Nec Corp | Disk device |
US5261490A (en) * | 1991-03-18 | 1993-11-16 | Nkk Corporation | Method for dumping and disposing of carbon dioxide gas and apparatus therefor |
US5332036A (en) * | 1992-05-15 | 1994-07-26 | The Boc Group, Inc. | Method of recovery of natural gases from underground coal formations |
JP3283975B2 (en) * | 1993-02-03 | 2002-05-20 | 三井鉱山株式会社 | Coalbed methane recovery and carbon dioxide underground fixation method |
-
1995
- 1995-03-24 AU AU21938/95A patent/AU692248B2/en not_active Expired
- 1995-03-24 CA CA002176588A patent/CA2176588C/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-24 WO PCT/US1995/003689 patent/WO1995027123A1/en active Application Filing
- 1995-03-24 CN CN95190877A patent/CN1091832C/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-24 PL PL95316630A patent/PL176443B1/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110792468A (en) * | 2019-09-06 | 2020-02-14 | 西安科技大学 | Underground coal mine cyclic pulse gas injection displacement gas extraction system |
CN110792468B (en) * | 2019-09-06 | 2021-04-20 | 西安科技大学 | Underground coal mine cyclic pulse gas injection displacement gas extraction system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1995027123A1 (en) | 1995-10-12 |
CN1135782A (en) | 1996-11-13 |
PL316630A1 (en) | 1997-02-03 |
CN1091832C (en) | 2002-10-02 |
CA2176588A1 (en) | 1995-10-12 |
AU2193895A (en) | 1995-10-23 |
AU692248B2 (en) | 1998-06-04 |
CA2176588C (en) | 2000-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5566756A (en) | Method for recovering methane from a solid carbonaceous subterranean formation | |
US5388643A (en) | Coalbed methane recovery using pressure swing adsorption separation | |
US5566755A (en) | Method for recovering methane from a solid carbonaceous subterranean formation | |
US5513705A (en) | Foam mixture for steam and carbon dioxide drive oil recovery method | |
US5388642A (en) | Coalbed methane recovery using membrane separation of oxygen from air | |
Holm | Evolution of the carbon dioxide flooding processes | |
US9453399B2 (en) | Method and apparatus for using pressure cycling and cold liquid CO2 for releasing natural gas from coal and shale formations | |
Abdel-Aal et al. | Petroleum and gas field processing | |
Turta et al. | Field foam applications in enhanced oil recovery projects: screening and design aspects | |
US8839875B2 (en) | Method and apparatus for sequestering CO2 gas and releasing natural gas from coal and gas shale formations | |
AU2002323589B2 (en) | Acid gas disposal method | |
US5388641A (en) | Method for reducing the inert gas fraction in methane-containing gaseous mixtures obtained from underground formations | |
US20180057732A1 (en) | Unconventional enhanced oil recovery | |
US20120085079A1 (en) | System and Method For Producing Coal Bed Methane | |
AU2001272379A1 (en) | A method for treating a hydrocarbon containing formation | |
WO2001081721A1 (en) | A method for treating a hydrocarbon containing formation | |
RU2009134496A (en) | SYSTEMS AND METHODS FOR GAS ABSORPTION IN A LIQUID | |
PL176443B1 (en) | Method of distributing carbon dioxide within a coal bed with simultaneous methane recovery therefrom | |
US20220364441A1 (en) | Systems, Methods and Devices for Geologic Storage of CO2 from Modular Point Sources | |
CA2119614C (en) | Injection procedure for gas mobility control | |
SHAH | Transformation of energy, technologies in purification and end use of shale gas | |
Sulak et al. | Ekofisk Field enhanced recovery | |
US4108244A (en) | Natural gas recovery method | |
RU2457322C1 (en) | Oil deposit development method | |
Nazarian et al. | Method for CO 2 EOR and storage and use thereof |