中国：炭層メタン - 技術と製品? 

彼らが話しているとき炭層メタン中国では、多くの人が埋蔵量の多さについてすぐに山西省や内モンゴルを思い浮かべます。しかし実際には、これらの数値と実際の安定した生産量の間にはギャップがあることがよくあります。私が耳にする最も一般的な質問は、「テクノロジーをお持ちですが、何が問題ですか?」というものです。そして問題は、まさにテクノロジーはテクノロジーですが、それぞれの盆地、それぞれの層に独自のストーリーがあるということです。ある場所では機能していても、別の場所では時間とお金の無駄になる可能性があります。そして、これは「悪い」ものについての話ではありません。それとも「いいですか？」テクノロジーですが、その適応についてです。つやなしの内側からはどう見えるのかを説明していきます。

単なる「掘削とポンプ」ではありません: 地質がすべてです

多くの人が見逃している基本的なことから始めます。炭層からのメタンの抽出（CBM）は大規模な水圧破砕を必要とするシェールガスではありません。ここで重要なのは、地層の浸透性とその飽和度です。あらゆる基準から見て理想的な井戸を掘削できますが、地層がコンクリートのように緻密で、メタンが「閉じ込められている」場合、流量は乏しくなります。中国にはこのような複雑で浸透性の低い地層がたくさんあります。特に国の南部では。したがって、「井戸 - ケーシング - 水圧破砕」アプローチでしょうか?うまくいかないことがよくあります。私たちはまず、遺跡の構造、破壊、地質学的発展の歴史を詳細に研究する必要があります。場合によっては、新しい井戸を掘削するのではなく、古くて疲弊した鉱山の作業をやり遂げた方が利益が得られる場合もありますが、これは別の、非常に危険な話です。

貴州省のあるプロジェクトを思い出します。証券の準備金は非常に有望です。ドリルを始めましたが、すべて教科書通りでした。しかし、テストが始まったとき、流量は壊滅的に低かった。彼らはそれを理解し始めました。主な層は厚いものの、ガスポケットを完全に隔離する粘土の薄い層によって分離されていることが判明しました。標準的な水圧破砕では、単一の破砕システムを作成することはできません。私たちは戦略を変更し、いわゆる「多段階破砕による方向性掘削」に切り替える必要がありました。まさにこのポケットの中に。費用は何倍もかかり、時間もかかります。しかし、これが多かれ少なかれ産業の流れに到達する唯一の方法でした。地質学のこれほど詳細な分析がなければ、プロジェクトは単純に終了してしまうでしょう。

したがって、私たちの環境ではすでに公理となっている結論は、探査と詳細な地質モデリングへの投資は経費項目ではなく、後に何百万もの損失を回避する唯一の機会であるということです。地質学者と伐採の費用は節約できましたが、生産段階ではすべてを失いました。

テクノロジー動物園: 現場で本当に役立つもの

ということで、地質も少し分かりました。次にツールについてです。万能「魔法の杖」No.の組み合わせがよく使われます。たとえば、中国の低浸透性地層にはテクノロジーが不可欠です水圧破砕（水圧破砕）ただし、どれか 1 つだけではなく、適切に選択されたプロパントと破砕流体を使用します。以前は、標準的な石英プロッパントがよく使用されていましたが、深い地層や高温の地層では単に崩壊してしまいました。最近では、焼結ボーキサイトや樹脂コーティングされたボーキサイトの使用が増えており、より大きな閉鎖圧力に耐えることができます。

もう一つのポイントは水の管理です。石炭層には多くのガスが存在することが多く、積極的に汲み出さないと背圧が発生し、ガスの流れが窒息してしまいます。したがって、ほとんどの現場ではロッドまたは水中電動ポンプ システムが必須となります。しかし、ここにはニュアンスもあります。炭層からの水は純粋ではなく、浮遊物質、石化した、攻撃的な物質を含んでいます。設備はすぐに消耗します。山西省の油田の 1 つでは、特殊な耐摩耗合金を選択し、水の前処理システムをセットアップするまで、ほぼ 2 か月ごとにポンプのプランジャー ペアを交換していました。これはレポートには書かれない典型的な実践的な問題です。

方向穿孔と水平穿孔については、個別に説明する価値があります。これはすでにフォーメーションとの接触を増やすための標準です。しかし、中国の複雑な地殻構造（多くの断層や褶曲）では、坑井の軌道を維持するのが非常に難しい場合があります。地層の傾斜角の急激な変化により、ドリルが非生産的な層に誘導される場合がありました。最高のオペレーター資格と継続的なリアルタイム監視が必要です。

製品と廃棄: 入手したものはどうすればよいですか?

ガスが流れ始めたとしましょう。そしてここで、次の実際的な問題が生じます。それをどうするかということです。主要なガスパイプラインはどこでも利用できるわけではありません。したがって、中国の多くの CBM 分野で現地使用が開発されています。最も簡単な選択肢は、畑自体と近くの村のニーズに合わせて電力を生成することです。ガスピストンまたはガスタービン発電所が設置されています。これにより物流の問題が解決され、プロジェクトに経済性が加わります。

しかし、さらに興味深い追加の製品もあります。たとえば、液化メタン(LNG) 低電力。このような設備により、タンクローリーによる長距離のガス輸送が可能になります。遠隔地では、これが唯一の解決策である場合があります。河南省のある現場で移動式液化プラントが稼働しているのを見ました。もちろん、その電力は巨大ではありませんが、パイプラインの建設よりも 2 年早くプロジェクトを商業運転に開始することが可能になりました。

もう 1 つの方向性は、ガスを洗浄して主要な品質に戻すことです (いわゆる「ガスの準備?」)。ここでは、水分だけでなく、二酸化炭素や窒素の含有量が多い場合には、それらも除去する必要があります。これらは、吸収体、吸着体、膜ユニットを含む技術ライン全体です。技術の選択は、やはり特定のガスの組成に依存します。このユニットの設計に誤りがあると、ガスがネットワークに受け入れられなくなる可能性があります。

経験と失敗：四川省プロジェクトの事例

あまり成功していませんが、非常にわかりやすいプロジェクトの例を示したいと思います。私たちは四川省の盆地について話しています。そこでは石炭層が非常に深く存在し、地殻変動によって強く乱されています。当初の評価は楽観的でした。私たちは投資を集め、最新の掘削設備を購入しました。私たちは大規模な水圧破砕を使用した垂直井戸から始めました。最初の結果は有望なものでしたが、3 ～ 4 か月後、すべての井戸の流量が 1 桁ほど急激に低下しました。

分析の結果、高い地静圧下での水圧破砕によって生じた亀裂は単純に「閉じた」だけであることがわかりました。プロパントの強度が足りませんでした。しかし、主な間違いは別の場所、つまり開発モデルにありました。高応力条件下の深い地層は、中程度の深さの地層とは異なる挙動をします。垂直の井戸の集合体を掘削するのではなく、地層に対する影響をより小さく、より分散させて水平の幹に基礎を築く必要がありました。プロジェクトは大幅に修正されなければならず、経済的損失を被りました。この経験は、現場のストレスの詳細を考慮せずに他の地域の技術を盲目的にコピーすることは、どこにも到達しない道であることを明確に示しています。

現在、同じ敷地で別の計画に従って工事が進行中です。そして、山塊のストレス状態の詳細な研究が重要な役割を果たしました。時々、そのような研究は「科学集約的な過剰」であるように思われますが、実際にはプロジェクトを節約します。

エンジニアリングの役割: 専門機関が重要な理由

私が上で説明したことはすべて、結局 1 つの疑問に帰着します。これを誰が設計し、適応させているのかということです。大手の石油・ガス会社は独自の研究機関を持っていることが多いですが、中小規模の CBM プロジェクトの場合は、高度に専門化された設計機関が重要です。 「着陸？」をしているのは彼らです。特定の状況に対応するテクノロジー。

ここで、たとえば、成都宜之科技有限公司(ウェブサイト:https://www.yzkjhx.ru）。これはまさにそのような研究所であり、テクノロジー企業に基づいて設立されました。同社の特徴は、単なる機器の販売ではなく、ガスの製造と処理に関する包括的なソリューションです。炭層メタン。これがなぜ重要なのでしょうか?なぜなら、彼らは、地質学的評価とモデリングから掘削技術の選択、水圧破砕、ガス処理または液化のためのミニプラントの建設に至るまで、サイクル全体を引き受けることができるからです。登録資本金 1 億 2,000 万元は、このようなターンキー プロジェクトの実現に大きなチャンスがあることを示しています。

このようなパートナーと協力することで、顧客 (多くの場合、随伴ガスの開発を希望する石炭採掘会社) は、一連の異なるサービスではなく、最終結果である安定したガスの流れに対する責任を負います。小規模で複雑な預金が膨大にある中国にとって、このアプローチは最も合理的なアプローチの 1 つです。 Yizhi Technology のような研究機関は、さまざまな現場での経験を蓄積しており、同様の条件下で既に機能し、よくある間違いを回避できるソリューションを提供できます。

将来に向けて: テクノロジーだけでなく経済性も

結論として私が言いたいのは、将来は石炭層からのメタン抽出中国では、水圧破砕や掘削の画期的な進歩だけが依存しているわけではありません。それはますます経済の問題になります。困難な地域での生産コストは依然として高い。重要なテクノロジーは、それを削減する技術です。より耐久性の高い材料、流量を最適化するためのインテリジェントな坑井監視および制御システム、ガス処理のためのエネルギー効率の高いソリューションです。

さらに、閉鎖された鉱山からのメタンは膨大な資源です。安全性の問題や複雑な構造のため、抽出はさらに困難になることがよくありますが、可能性は非常に大きいです。ここでは、まったく異なる、ほぼトンネル技術とロボットシステムが必要です。これは作業の次の段階です。

では、最初の質問である「テクノロジーと製品」に答えると、 - はい、それらは存在し、常に発展しています。しかし、彼らの成功は常にオフィスではなく、現場、井戸で、特定のデータの分析や試行錯誤によって決まります。主なテクノロジーは、層の意見に耳を傾け、それが機能しない場合は標準的なアプローチを放棄する勇気を持つ能力です。おそらくこれが、今日の中国におけるこの作品の本質である。