Новости - Отрасли ТЭК

Учёные предлагают добывать метан из угольных бассейнов с помощью подземной газификации угля

30.07.26 12:02

В угольных бассейнах Западной Сибири сосредоточены значительные запасы метана, соизмеримые с ресурсами традиционных месторождений. Добыть метан из глубокозалегающих угольных пластов можно с помощью их подземной газификации.

Об эффективном способе рассказали сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН (Новосибирск) и Томского политехнического университета.

Эта идея впервые была высказана русским ученым Дмитрием Менделеевым ещё в конце ХIХ века.

Процесс газификации топлива настолько прост, что с началом Великой Отечественной войны почти все грузовые автомобили Советского Союза, занятые в народном хозяйстве, были оснащены газогенераторными установками, работающими на дровах. Во время войны они сыграли большую роль.

В послевоенные годы в СССР были построены крупные промышленные газовые предприятия для централизованного снабжения потребителей газом высокой теплоты сгорания. Тем не менее, производство газа из углей постепенно прекратилось – в середине ХХ века на севере Западной Сибири были открыты гигантские газовые залежи, которые и были подключены к магистральным газопроводам.

Как утверждают в ИНГГ СО РАН, в настоящее время практически во всех крупных угледобывающих странах мира резко возрос интерес к подземной газификации угля.

Способ предполагает преобразование органической части сырья в горючие газы при высокотемпературном (до 2000°C) нагреве с окислителем (кислород, воздух, водяной пар, углекислый газ или их смесь). Окислитель подают в угольный пласт через нагнетательную скважину, в результате чего возникает управляемый очаг горения, где и проходит процесс газификации. В итоге, из другой (эксплуатационной) скважины выходит генераторный газ, который очищается на поверхности.

– Преимущество этого процесса – в возможности эксплуатировать глубокозалегающие пласты угля, в том числе высокозольные и маломощные, разработка которых традиционными способами невозможна, – отмечают учёные. – Кроме того, при подземной газификации не нарушается верхний покров Земли и не наносится существенный вред экологии.

Учитывая, что на территории Западной Сибири пробурены миллионы скважин, для подземной газификации угольных пластов можно использовать существующую инфраструктуру. Для рентабельной постановки таких работ необходимы сведения о мацеральном составе (исходном материале) и уровне катагенеза углей.

Почему мацералы настолько важны?

Мацералы – это микрокомпоненты органического происхождения, среди которых в разных концентрациях присутствуют минеральные примеси. Мацералы образуются из различных органов или тканей растений и определяют физические, химические и технологические свойства углей.

Так, марки углей Б и Д (начальные стадии мезокатагенеза) бедны метаном. У антрацита, наоборот, высокие концентрации, но его трудно извлечь из-за большой плотности и чрезвычайно низкой проницаемости породы. Угли, занимающие промежуточное положение между бурыми и антрацитом, являются самыми перспективными для добычи метана.

Наиболее газоносны марки Г, Ж и К (средние стадии мезокатагенеза), сложенные преимущественно блестящими и полублестящими углями (витреновые и клареновые), в которых преобладают мацералы витринита. В качестве примера можно привести наиболее метаноносные угольные бассейны (Кузбасский, Печорский и Карагандинский), в составе углей которых преобладают указанные мацералы, преобразованные до средних градаций катагенеза. Именно такие угли находятся в глубокозалегающих юрских отложениях на юго-востоке Западно-Сибирского мегабассейна (в Томской и Новосибирской области). В ИНГГ СО РАН и ТПУ исследовали более 100 образцов верхне- и среднеюрских углей (васюганская и тюменская свиты), определив их мацеральный состав.

Группы мацералов в углях тюменской (слева) и васюганской (справа) свит под микроскопом. Группа витринита: Vt1 – коллинит; Vt2 – телинит. Группа инертинита: F1 – семифюзинит; F2 – макринит; F3 – фюзинит; F4 – склеротинит (фунгинит). Группа липтинита: L1 – споринит; L2 – кутинит; L3 - резинит

В частности, было установлено, что изученные угли формировались примерно в одинаковых фациальных условиях. Исходным материалом для них были остатки высших растений, включая стволы, ветви, пни и корни деревьев. Микроскопические исследования показали, что эти растения росли в тёплом и влажном климате, в условиях торфяных болот.

Специалисты рассчитывают, что результаты их исследования будут востребованы недропользователями в будущем – по мере истощения существующих месторождений газа.

Источник: пресс-служба ИНГГ СО РАН