Угольные бассейны как источник метана

Основным компонентом природных газов угольных пластов, не затронутых процессами газового выветривания (деметанизацией), является метан. Его концентрация в смеси природных газов угольных пластов составляет 80-98%.
Научно-обоснованная оценка роли угленосных формаций как крупнейших источников и мест накопления метана в земной коре открывает новые большие перспективы в увеличении ресурсов углеводородных газов. Метан, который является наиболее опасным спутником угля, становится ценным полезным ископаемым, подлежащим самостоятельной промысловой добыче или попутному извлечению в шахтах при комплексной поэтапной эксплуатации газоносных угольных месторождений.

Особенность разработки метаноугольных месторождений
Следует отметить, что для добычи метана пригодны далеко не все угли. Так, месторождения длиннопламенных бурых углей бедны метаном. Уголь-антрацит отличается высокой концентрацией газа, но его невозможно извлечь из-за высокой плотности и чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Угли, занимающие промежуточное положение между бурыми углями и антрацитом, относятся к самым перспективным для добычи метана. Именно такой уголь залегает в Кузбассе.
Существуют два принципиально разных способа добычи угольного метана: шахтный (на полях действующих шахт) и скважинный. Шахтный способ беспечивает получение метана в небольших количествах, в основном, для собственных нужд угледобывающих предприятий. Использование данного способа затруднено из-за значительных колебаний объемов поступающей газовоздушной смеси и концентрации в ней метана. Извлечение метана с помощью специально пробуренных скважин обеспечивает возможность добычи газа в промышленных масштабах.
Особенность метаноугольных месторождений состоит в том, что в отличие от традиционных залежей, где природный газ находится в свободном состоянии в пористых коллекторах, в угольных пластах метан сорбирован углем или защемлен в мельчайших трещинах. Чтобы его извлечь, необходимо раскрыть трещины и создать условия для процесса десорбции. С этой целью применяются специальные технологии, включающие гидроразрыв угольного массива и откачку пластовых вод. С момента начала откачки дебет скважины начинает постепенно расти по мере увеличения депрессии и через несколько месяцев достигает своего максимального уровня, а затем плавно снижается в течение нескольких лет. Такое поведение скважин коренным образом отличает метаноугольные промыслы от обычных, где дебеты природного газа имеют максимальные значения в момент вскрытия продуктивного пласта и снижаются по мере истощения месторождения и падения пластового давления.

Российские ресурсы угольного метана
Прогнозные ресурсы метана в основных угольных бассейнах России составляют 49 трлн м³, что соответствует примерно пятой части прогнозных ресурсов природного газа страны.
Среди угольных бассейнов России особое место принадлежит Кузбассу, который по праву можно считать крупнейшим метаноугольным бассейном мира, обладающим большими реальными возможностями широкомасштабной добычи метана. Прогнозные извлекаемые ресурсы метана в бассейне оцениваются в 13 трлн м³. Данная оценка ресурсов углей и метана соответствует глубине 1800-2000 м. Большие глубины угольного бассейна сохраняют на отдаленную перспективу огромное количество метана, которое оценивается в 20 трлн м³.
Такая сырьевая база Кузбасса обеспечивает возможность крупномасштабной добычи метана (вне шахтных полей) как самостоятельного полезного ископаемого.
Печорский бассейн является вторым в России после Кузбасса по масштабности ресурсов метана. В Печорском бассейне прогнозные ресурсы метана в угольных пластах составляют около 2 трлн м³.


Буровая установка Atlas Copco RD20 в действии

Международный опыт добычи угольного метана
Необходимость, возможность и экономическая целесообразность крупномасштабной промысловой добычи метана из угольных пластов подтверждается опытом освоения метаноугольных промыслов в США, которые занимают лидирующее положение в мире по уровню развития «новой газовой отрасли». В США добыча метана резко возросла от 5 млрд м³ в 1990 г. до 27,6 млрд м³ в 1995 г., а в 2005 г. достигла 50 млрд м³, что составило около 8% от добычи традиционного газа в США.
Также промышленная добыча метана угольных пластов ведется в Австралии, Канаде и Колумбии.

Современный опыт добычи угольного метана в России
В настоящее время в России метан из угольных пластов извлекается только попутно на полях действующих шахт системами шахтной дегазации, включающими скважины, пробуренные с поверхности. Этими системами в последние годы в Печорском и Кузнецком бассейнах извлекалось около 0,5 млрд м³ метана в год.
В отличие, например, от метаноугольного месторождения Сан-Хуан (США), где газ извлекается из трех угольных пластов суммарной мощностью до 35 м, распределенных в интервале 100 м, в Кузбассе суммарная толщина угольных пластов на отдельных площадях достигает 70 м, но залежи распределены в интервале 600 м и имеют множество пропластков, из которых только 7-10 могут быть освоены промышленно. Такие геологические особенности не позволяют применить отработанные американские технологии, создание которых заняло почти 15 лет (с 1977 по 1992 гг.).
В 2003 г. «Газпром» приступил к реализации проекта по оценке возможности промышленной добычи метана из угольных пластов в Кузбассе. В Ерунаковском районе Кемеровской области на Талдинской площади Кузбасса пробурены 4 экспериментальные скважины, где в 2004 г. получены первые притоки газа. Кроме того, были подготовлены методики подсчета запасов метана угольных пластов, разработаны и апробированы технологии добычи метана, создана нормативная база, обеспечивающая освоение ресурсов метана угольных пластов и экологическую безопасность метаноугольных промыслов.
Приобретение «Газпромом» в июне 2007 г. контрольного пакета в уставном капитале ООО «Геологопромысловая Компания Кузнецк» (владеет лицензией на поиск, разведку и добычу метана угольных пластов в пределах Южно-Кузбасской группы угольных месторождений с ресурсами 6,1 трлн м³ газа) позволяет приступить к созданию в России новой отрасли ТЭК по добыче метана угольных пластов, расширить собственную ресурсную базу углеводородного сырья и рынки сбыта, организовать широкомасштабную газификацию Кемеровской области и южных районов Сибири.

Добыча газа из угольного пласта

Необходимость добычи угольного метана в России
Благоприятные геологические особенности и условия газоносности угольных бассейнов в России являются объективной предпосылкой организации, прежде всего в Кузбассе, а затем и в других угольных бассейнах, широкомасштабной добычи метана как попутного, так и самостоятельного полезного ископаемого.
Реальность организации метаноугольных промыслов в Кузбассе обусловлена следующими факторами:
- наличием крупномасштабных залежей метана в угольных бассейнах России;
- наличием современных передовых эффективных технологий промысловой добычи метана из угольных пластов, широко применяемых в последние годы за рубежом;
- наличием в России научно-технического потенциала, способного координировать и осуществлять научные разработки по данной теме.
Среди регионов России, не обеспеченных в достаточном объеме газовым топливом, ряд угледобывающих регионов мог бы полностью покрыть свои потребности в газе за счет широкомасштабной добычи метана из угольных пластов. Это в первую очередь относится к Кемеровской области, где можно обеспечить ежегодную коммерческую добычу до 15-17 млрд м³ газа.
Кроме того, добыча и использование газа улучшит экологическую обстановку в углепромышленных районах, снизит газоопасность добычи угля в будущих шахтах и создаст новые рабочие места на газовых промыслах и газоперерабатывающих предприятиях.
В Кузнецком и Печорском бассейнах наиболее перспективные площади для промысловой добычи метана находятся вблизи потенциальных потребителей газа, расстояние до которых не превышает 75-200 км. Близость промыслов по добыче метана из угольных пластов к потребителям позволяет избежать затрат на компрессию газа и на строительство магистральных трубопроводов высокого давления, что делает угольный метан в углепромышленных регионах наиболее перспективным из нетрадиционных энергоносителей.


Запуск первого метано-угольного промысла на Кузбассе

Газ пошел
Как сообщила новостная лента Кремля, в Кузбассе началась анонсированная «Газпромом» промышленная добыча метана из угольных пластов. В пуске проекта промышленной добычи метана приняли участие Президент России Дмитрий Медведев, губернатор Кемеровской области Аман Тулеев и председатель правления ОАО «Газпром» Алексей Миллер. За вводом в строй первого метано-угольного промысла (восточный участок Талдинского месторождения) высокие гости наблюдали с разреза Кедровский в режиме видео-конференции.
Кемеровская область уже десять лет реализует проект по промышленной добыче метана из угольных пластов (первый в России проект такого рода). С самого начала проект был одобрен нынешним президентом Медведевым, в те годы занимавшим пост председателя Совета директоров ОАО «Газпром».
Прогнозные ресурсы метана в Кузбассе оцениваются в 13,1 трлн м³ газа. В 2008-2009 гг. проведены поисково-оценочные и геологоразведочные работы. В настоящее время идет опытно-промышленная эксплуатация и наращивание объемов добычи. В 2010 г. будет пробурено 30 промысловых скважин, а с 2011 г. будет ежегодно вводиться в эксплуатацию по 128 скважин.

EnergyLand.info
По материалам ОАО «Газпром» и http://news.kremlin.ru/
На первой фотографии: началась добыча газа из угольных пластов Кузбасса (фото kuzbass.aif.ru)