华北石油局瞄准新技术抢占制高点

  井下无人地面无煤
  [中国石化报2021-10-25]
  本报讯记者马献珍通讯员付绪凯报道：以勘探开发油气资源为主业的华北石油局，如今将目光聚焦在矿权区内的煤炭资源上。他们期望，通过合作攻关研发应用革命性新技术——煤炭原位转化（ISC）技术，实现煤炭高效洁净利用，大幅增加天然气产能。
  煤炭原位转化技术是将地下煤炭进行原位可控性燃烧，生成甲烷（天然气的主要成分）、氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体，也称煤炭地下气化。该技术主要针对的是劣质煤及深层煤，与传统煤矿开采不冲突，且产生的合成气从生产井中产出，灰渣、岩石等固体废料则留在地下，变在地下采固体煤为在地面采煤气，合成气在地面分离并分别利用或回收，实现二氧化碳零排放。
  “ISC技术摒弃了庞大笨重的采煤设备和地面气化设备，实现‘井下无人、地面无煤’，变传统的物理采煤为化学采煤，有效提高了煤炭资源的利用率。”集团公司高级专家史云清说，“它是煤炭采掘技术的一场革命。”
  事实上，煤炭地下气化的构想早在1868年就被德国科学家提出，但迄今全世界还没有真正持续运行的商业ISC项目。国内，中为能源公司研发出第四代ISC技术，2019年首次在内蒙古自治区鄂尔多斯唐家会矿区实施了ISC技术工业化示范项目，取得重大成功，初步具备大规模推广的条件。该项目水平段气化通道1000多米，日产混合煤气21.2万立方米，混合气中有效气分别为氢气（19%）、一氧化碳（14%）、甲烷（18.4%）。
  “我国煤炭资源丰富，ISC可开发利用传统机械开采方法难以利用的劣质资源，通过ISC生产的煤气，可用于合成燃油和人工天然气，大大提升能源保障能力。”史云清说。
  “华北石油局矿权区内煤炭资源量为6500亿吨，据大致测算，应用煤炭原位转化技术可产生有效气体320万亿立方米。”华北石油局总地质师何发岐说。
  2020年以来，华北石油局在东胜气田筛选出14个煤炭富集试验区，首选资源相对落实的两个井区为ISC开发目标区，面积15.3平方千米，煤炭资源量1.31亿吨。据中国矿业大学研究，气化炉平均每日燃烧煤炭100吨。方案试验设计单气化炉可气化煤炭资源量29.58万吨，可生产运行8.1年，平均日产合成气15万立方米，整个气化周期累计可生产合成气量4.44亿立方米，预测经济效益可观。
  “ISC原理并不复杂，但建立连续、稳定、可控的地下气化工作系统的难度较大，技术的稳定性和可靠性仍存在风险。”史云清说，ISC是跨专业、跨学科的系统工程，为实现“从0到1的飞跃”，尽早尽快实现商业开发，华北石油局拟成立ISC研发中心，汇聚地质、工程、煤化工、安全环保、经济评价等多方面人才，并与国内实力较强的能源公司合作，共同推进此项工程。
  “我们针对鄂尔多斯盆地1000米以深的煤层，运用ISC技术可建成年产1000亿立方米天然气产能，可采时间预测长达1000年。”何发岐说。