الصين: غاز الميثان من طبقة الفحم الحجري – التكنولوجيات والمنتجات؟ 

عندما يتحدثون عنميثان طبقة الفحمفي الصين، يفكر الكثير من الناس على الفور في شانشي أو منغوليا الداخلية، حول أعداد الاحتياطيات الكبيرة. ولكن من الناحية العملية، غالبا ما تكون هناك فجوة بين هذه الأرقام والإنتاج الحقيقي المستقر. السؤال الأكثر شيوعًا الذي أسمعه هو: "لديك التكنولوجيا، ما هي المشكلة؟" والمشكلة هي أن التكنولوجيا هي التكنولوجيا، ولكن كل حوض، كل طبقة لها قصتها الخاصة. فما ينجح في مكان ما قد يكون مضيعة للوقت والمال في مكان آخر. وهذا لا يتعلق بالأشياء "السيئة". أو ؟ جيد ؟ التكنولوجيات، ولكن حول التكيف معها. الآن سأحاول أن أشرح كيف يبدو من الداخل، بدون لمعان.

لا يقتصر الأمر على "الحفر والضخ": فالجيولوجيا هي كل شيء

سأبدأ بالأساسيات التي يفتقدها الكثير من الناس.استخراج غاز الميثان من طبقات الفحم(CBM) ليس غازًا صخريًا يتطلب تكسيرًا هائلاً. المفتاح هنا هو نفاذية التكوين وتشبعه. يمكنك حفر بئر مثالي بكل المقاييس، ولكن إذا كان التكوين كثيفًا، مثل الخرسانة، وكان الميثان "محصورًا"، فسيكون معدل التدفق ضئيلًا. هناك العديد من هذه التكوينات المعقدة منخفضة النفاذية في الصين. وخاصة في جنوب البلاد. وبالتالي، ما هو نهج "غلاف البئر والتكسير الهيدروليكي"؟ في كثير من الأحيان لا يعمل. علينا أولاً أن ندرس بالتفصيل بنية الموقع وتكسيره وتاريخ التطور الجيولوجي للموقع. في بعض الأحيان يكون الأمر أكثر ربحية ليس حتى حفر آبار جديدة، ولكن العمل من خلال أعمال المناجم القديمة المنهكة، ولكن هذه قصة منفصلة ومحفوفة بالمخاطر للغاية.

أتذكر مشروعًا واحدًا في مقاطعة قويتشو. احتياطيات الأوراق المالية واعدة للغاية. بدأنا الحفر، وكان كل شيء وفقا للكتاب المدرسي. ولكن عندما بدأ الاختبار، كان معدل التدفق منخفضا بشكل كارثي. بدأوا في معرفة ذلك. وتبين أن الطبقة الرئيسية، رغم سماكتها، مفصولة بطبقات رقيقة من الطين تعزل جيوب الغاز بشكل كامل. لا يمكن للتكسير الهيدروليكي القياسي ببساطة إنشاء نظام واحد من الكسور. كان علينا تغيير الإستراتيجية والتحول إلى ما يسمى بـ "الحفر الموجه بالتكسير متعدد المراحل؟" بالضبط في هذه الجيوب. إنها أكثر تكلفة عدة مرات وتستغرق وقتًا أطول. لكن هذه كانت الطريقة الوحيدة للوصول إلى التدفق الصناعي إلى حد ما. وبدون هذا التحليل العميق للجيولوجيا، سيتم إغلاق المشروع ببساطة.

ومن هنا الاستنتاج، الذي أصبح بالفعل بديهية في بيئتنا: الاستثمارات في التنقيب والنمذجة الجيولوجية التفصيلية ليست بند نفقات، ولكنها الفرصة الوحيدة لتجنب ملايين الخسائر لاحقا. لقد أنقذت الجيولوجيين وقطع الأشجار، لكنني فقدت كل شيء في مرحلة الإنتاج.

حديقة الحيوان التكنولوجية: ما الذي يعمل حقًا في الموقع

لذا، فإن الجيولوجيا واضحة بعض الشيء. الآن عن الأدوات. "العصا السحرية" العالمية رقم. غالبًا ما يتم استخدام المجموعة. على سبيل المثال، تعتبر التكنولوجيا أمرًا بالغ الأهمية للتكوينات منخفضة النفاذية في الصينالتكسير الهيدروليكي(التكسير الهيدروليكي)، ولكن ليس أي واحدة فقط، ولكن باستخدام مواد داعمة وسوائل التكسير المختارة بشكل صحيح. في السابق، غالبًا ما كانت تستخدم دعامات الكوارتز القياسية، ولكن في التكوينات العميقة أو ذات درجات الحرارة المرتفعة كانت تنهار ببساطة. في الوقت الحاضر، يتم استخدام البوكسيت الملبد أو حتى المطلي بالراتنج بشكل متزايد - حيث يمكنها تحمل ضغط إغلاق أكبر.

نقطة أخرى هي إدارة المياه. غالبًا ما يوجد الكثير منه في طبقات الفحم، وإذا لم يتم ضخه بشكل فعال، فإنه يخلق ضغطًا خلفيًا ويخنق تدفق الغاز. لذلك، تعد أنظمة المضخات الكهربائية الغاطسة أو القضبان أمرًا ضروريًا في معظم المواقع. ولكن هناك أيضًا فروق دقيقة هنا: الماء من طبقة الفحم ليس نقيًا، فهو يحتوي على مادة معلقة، متمعدنة، وعدوانية. المعدات تبلى بسرعة. في أحد الحقول في Shanxi، قمنا بتغيير أزواج الكباسات من المضخات كل شهرين تقريبًا، حتى اخترنا سبائك خاصة مقاومة للتآكل وأنشأنا نظام المعالجة المسبقة للمياه. هذه مشكلة عملية نموذجية لم يتم الكتابة عنها في التقارير.

تجدر الإشارة إلى الحفر الاتجاهي والأفقي بشكل منفصل. هذا بالفعل معيار لزيادة الاتصال بالتشكيل. ولكن في ظل التكتونيات المعقدة في الصين (العديد من العيوب والطيات)، قد يكون من الصعب جدًا الحفاظ على مسار البئر. كانت هناك حالات تم فيها إجراء الحفر في طبقة غير منتجة بسبب التغير الحاد في زاوية تراجع التكوين. يتطلب أعلى مؤهلات المشغل ومراقبة مستمرة في الوقت الحقيقي.

المنتجات والتخلص منها: ماذا تفعل بما تحصل عليه؟

لنفترض أن الغاز بدأ بالتدفق. وهنا يطرح السؤال العملي التالي: ماذا تفعل به؟ خط أنابيب الغاز الرئيسي غير متوفر في كل مكان. ولذلك، يجري تطوير الاستخدام المحلي في العديد من مجالات تدابير بناء الثقة في الصين. الخيار الأبسط هو توليد الكهرباء لتلبية احتياجات الحقل نفسه والقرى المجاورة. يتم تركيب محطات توليد الطاقة بمكبس الغاز أو توربينات الغاز. وهذا يحل المشكلة اللوجستية ويضيف اقتصاديات للمشروع.

ولكن هناك أيضًا منتجات إضافية أكثر إثارة للاهتمام. على سبيل المثال،الميثان المسال(الغاز الطبيعي المسال) طاقة منخفضة. تتيح مثل هذه المنشآت نقل الغاز بواسطة شاحنات الصهاريج لمسافات طويلة. بالنسبة للحقول البعيدة، يكون هذا أحيانًا هو السبيل الوحيد للخروج. رأيت مصنع تسييل متنقل يعمل في أحد المواقع في مقاطعة خنان. القوة، بالطبع، ليست هائلة، لكنها جعلت من الممكن إطلاق المشروع في التشغيل التجاري قبل عامين من بناء خط الأنابيب.

الاتجاه الآخر هو تنظيف الغاز وإحضاره إلى الجودة الأساسية (ما يسمى بـ "تحضير الغاز؟"). من الضروري هنا إزالة ليس فقط الرطوبة، ولكن أيضا ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين، إذا كان محتواها مرتفعا. هذه خطوط تكنولوجية كاملة تحتوي على وحدات الامتصاص والممتصات والأغشية. يعتمد اختيار التكنولوجيا مرة أخرى على تركيبة الغاز المعين. قد يؤدي وجود خطأ في تصميم هذه الوحدة إلى عدم قبول الغاز في الشبكة.

التجارب والأخطاء: حالة المشروع في سيتشوان

أود أن أعطي مثالاً على مشروع غير ناجح للغاية ولكنه توضيحي للغاية. نحن نتحدث عن الحوض في سيتشوان، حيث تكمن طبقات الفحم عميقًا جدًا وتتأثر بشدة بالتكتونيات. وكان التقييم الأولي متفائلا. قمنا بجذب الاستثمارات واشترينا معدات حفر حديثة. لقد بدأنا بالآبار العمودية ذات التكسير الهيدروليكي الضخم. وكانت النتائج الأولى مشجعة، ولكن بعد 3-4 أشهر انخفض معدل التدفق في جميع الآبار بشكل حاد، من حيث الحجم.

وأظهر التحليل أن الكسور الناتجة عن التكسير الهيدروليكي تحت ضغط جيوستاتيكي مرتفع "مغلقة" ببساطة. الدعامة لم تكن قوية بما فيه الكفاية. ولكن الخطأ الرئيسي كان في مكان آخر - في نموذج التنمية. تتصرف التكوينات العميقة تحت ظروف الضغط العالي بشكل مختلف عن التكوينات متوسطة العمق. لم يكن من الضروري حفر مجموعة من الآبار العمودية، ولكن وضع الأساس على جذوع أفقية ذات تأثير أصغر ولكن أكثر توزيعًا على التكوين. كان لا بد من مراجعة المشروع بشكل جدي، مما أدى إلى تكبد خسائر مالية. وقد أظهرت هذه التجربة بوضوح أن النسخ الأعمى للتكنولوجيات من مناطق أخرى دون الأخذ في الاعتبار تفاصيل الضغط في الموقع هو الطريق إلى لا مكان.

والآن يجري العمل في نفس الموقع ولكن وفق مخطط مختلف. ولعبت الدراسة التفصيلية للحالة المجهدة للكتلة الصخرية دورًا رئيسيًا. في بعض الأحيان يبدو الأمر وكأن مثل هذه الأبحاث عبارة عن «إفراط علمي مكثف»، ولكنها في الواقع تنقذ المشاريع.

دور الهندسة: لماذا تعتبر المعاهد المتخصصة مهمة

كل ما وصفته أعلاه يتلخص في سؤال واحد: من الذي يصمم ويكيف كل هذا؟ غالبًا ما يكون لدى شركات النفط والغاز الكبيرة معاهد أبحاث خاصة بها، ولكن بالنسبة لمشاريع تدابير بناء الثقة المتوسطة والصغيرة، تعتبر معاهد التصميم المتخصصة للغاية أمرًا بالغ الأهمية. هل هم الذين يقومون بـ "الهبوط"؟ تقنيات لظروف محددة.

هنا، على سبيل المثال،تشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(الموقع الإلكتروني:https://www.yzkjhx.ru). هذا مجرد معهد تم إنشاؤه على أساس شركة تكنولوجيا. ملفهم الشخصي لا يقتصر على بيع المعدات فحسب، بل يقدم حلولاً شاملة لإنتاج الغاز ومعالجته، بما في ذلكميثان طبقة الفحم. لماذا هذا مهم؟ لأنها يمكن أن تأخذ على عاتقها الدورة بأكملها: من التقييم الجيولوجي والنمذجة إلى اختيار تكنولوجيا الحفر والتكسير الهيدروليكي وبناء مصنع صغير لمعالجة الغاز أو تسييله. يشير رأس المال المسجل البالغ 120 مليون يوان إلى فرص جدية لتنفيذ مثل هذه المشاريع الجاهزة.

من خلال العمل مع هؤلاء الشركاء، لا يتلقى العميل (غالبًا شركة تعدين الفحم التي ترغب في تطوير الغاز المصاحب) مجموعة من الخدمات المتباينة، بل يتلقى المسؤولية عن النتيجة النهائية - تدفق مستقر للغاز. وبالنسبة للصين، التي تمتلك عدداً هائلاً من الودائع الصغيرة والمعقدة، يُعَد هذا النهج واحداً من أكثر الأساليب عقلانية. يقوم معهد مثل Yizhi Technology بتجميع الخبرة من مواقع مختلفة ويمكنه تقديم حل نجح بالفعل في مكان ما في ظل ظروف مماثلة، مع تجنب الأخطاء الشائعة.

التطلع إلى المستقبل: ليس فقط التكنولوجيا، ولكن أيضًا الاقتصاد

وفي الختام، أود أن أقول إن المستقبلاستخراج الميثان من طبقات الفحموفي الصين لا يعتمد الأمر على الإنجازات في مجال التكسير الهيدروليكي أو الحفر فحسب. ويتعلق الأمر بشكل متزايد بالاقتصاد. تكلفة الإنتاج في المناطق الصعبة لا تزال مرتفعة. وستكون التقنيات الرئيسية هي تلك التي تقلل منه: مواد أكثر متانة، وأنظمة ذكية لمراقبة الآبار والتحكم فيها لتحسين معدلات التدفق، وحلول موفرة للطاقة لمعالجة الغاز.

وبالإضافة إلى ذلك، يعد غاز الميثان المنبعث من المناجم المغلقة موردا ضخما. غالبًا ما يكون استخراجه أكثر صعوبة بسبب مشكلات السلامة والبنية المعقدة للعمل، لكن الإمكانات هائلة. نحتاج هنا إلى تقنيات وأنظمة آلية مختلفة تمامًا تقريبًا للأنفاق. هذه هي المرحلة التالية من العمل.

لذا، للإجابة على السؤال الأصلي؟التقنيات والمنتجات؟؟ - نعم، هي موجودة وتتطور باستمرار. لكن نجاحهم لن يتحدد دائمًا في المكتب، بل في الميدان، في البئر، من خلال تحليل بيانات محددة، والتجربة والخطأ. التقنية الرئيسية هي القدرة على الاستماع إلى الطبقة والتحلي بالشجاعة للتخلي عن النهج القياسي إذا لم ينجح. ربما يكون هذا هو جوهر هذا العمل في الصين اليوم.