Pengertian
Gas metan (CBM) adalah bentuk gas alami yang diekstrak dari lapisan batubara. Dalam beberapa dekade terakhir telah menjadi sumber energi yang penting di Amerika Serikat, Kanada, dan negara-negara lain. Australia memiliki deposito yang kaya di mana ia dikenal sebagai gas lapisan batubara.
Juga disebut gas metan, istilah ini mengacu pada metana teradsorpsi ke dalam matriks padat batubara. Hal ini disebut 'gas manis' karena kurangnya hidrogen sulfida. Keberadaan gas ini dikenal dari kejadian di tambang batubara bawah tanah, di mana ia menyajikan risiko keamanan serius. gas metan, sering disebut sebagai CBM, berbeda dari batu yang khas atau reservoir gas konvensional lainnya, seperti metana yang disimpan di dalam batubara dengan proses yang disebut adsorpsi. metana ini dalam keadaan dekat-cair, lapisan bagian dalam pori-pori dalam batubara (disebut matriks). Yang patah tulang terbuka di batubara (disebut cleat) juga dapat berisi gas gratis atau dapat jenuh dengan air.
Tidak seperti gas alam banyak dari reservoir konvensional, gas metan berisi sangat sedikit hidrokarbon yang lebih berat seperti propana atau butana, dan tidak ada gas alam kondensat. Sering berisi sampai beberapa persen karbon dioksida. lapisan batubara Beberapa, seperti di daerah-daerah tertentu dari Tindakan Batubara Illawarra di NSW, Australia, mengandung metana kecil, dengan gas batubara lapisan utama yang dioxide.Contents karbon
Permeabilitas reservoir coal bed methane
Permeabilitas merupakan faktor kunci untuk CBM. Batubara sendiri merupakan reservoir permeabilitas yang rendah. Hampir semua permeabilitas tempat tidur batubara biasanya dianggap karena patah tulang, yang dalam batubara dalam bentuk cleat. Permeabilitas dari matriks batubara diabaikan oleh perbandingan. cleat Batubara terdiri dari dua jenis: cleat pantat dan cleat wajah, yang terjadi pada sudut mendekati benar. Para cleat wajah terus menerus dan memberikan jalan permeabilitas yang lebih tinggi sementara butt cleat non-kontinyu dan berakhir pada cleat wajah. Oleh karena itu, dalam skala kecil, aliran fluida melalui reservoir coal bed methane biasanya mengikuti jalur persegi panjang. Rasio permeabilitas dalam arah cleat wajah selama arah butt cleat dapat berkisar 1:01-17:01. Karena itu anisotropi permeabilitas, drainase daerah sekitar sumur coal bed methane sering berbentuk elips.
Sifat intrinsik yang mempengaruhi produksi gas
Gas yang terkandung dalam coal bed methane terutama metana dan melacak jumlah etana, nitrogen, karbon dioksida dan gas lainnya sedikit. sifat intrinsik batubara seperti yang ditemukan di alam menentukan jumlah gas yang dapat dipulihkan.
Porositas
Porositas reservoir coal bed biasanya sangat kecil berkisar dari 0,1 sampai 10%.
Kapasitas adsorpsi
Kapasitas adsorpsi batubara didefinisikan sebagai volume gas yang terserap per satuan massa batubara biasanya dinyatakan dalam SCF (kaki kubik standar, volume pada tekanan standar dan kondisi suhu) gas / ton batubara. Kemampuan untuk menyerap tergantung pada tingkatan dan kualitas batubara. Rentang ini biasanya antara 100-800 SCF / ton untuk lapisan batubara paling banyak ditemukan di Amerika Serikat. Sebagian besar gas dalam lapisan batubara adalah dalam bentuk teradsorpsi. Bila waduk adalah dimasukkan ke dalam produksi, air dalam ruang retak dikeringkan terlebih dahulu. Hal ini menyebabkan penurunan tekanan meningkatkan /> desorpsi gas dari matriks.
Retak permeabilitas
Sebagaimana dibahas sebelumnya, permeabilitas rekahan bertindak sebagai saluran utama untuk gas mengalir. Semakin tinggi permeabilitas, tinggi adalah produksi gas. Untuk lapisan batubara paling banyak ditemukan di AS, permeabilitas terletak pada kisaran 0,1-50 milliDarcies.
Tebal formasi dan tekanan reservoir awal
Ketebalan formasi mungkin tidak berbanding lurus dengan volume gas yang dihasilkan di beberapa daerah.
Untuk Contoh: Ia telah mengamati di Cekungan Cherokee Tenggara Kansas yang baik dengan zona tunggal 1-2 ft membayar dapat menghasilkan tingkat gas yang sangat baik, sedangkan sebuah formasi alternatif dengan dua kali ketebalan dapat menghasilkan apa-apa. Beberapa formasi batubara dan atau serpih mungkin memiliki konsentrasi gas yang lebih tinggi terlepas dari ketebalan formasi. Ini merupakan kasus khusus mungkin tergantung pada geologi.
Perbedaan tekanan antara blok dengan baik dan wajah pasir harus setinggi mungkin seperti halnya dengan penampungan produksi pada umumnya.
Lain properti
Parameter yang mempengaruhi lainnya termasuk kepadatan batubara, konsentrasi gas tahap awal, saturasi gas kritis, tereduksi saturasi air, permeabilitas relatif terhadap air dan gas pada kondisi Sw = 1,0 dan Sg = 1-Swirreducible masing-masing.
Ekstraksi
Untuk mengekstrak gas, lubang terbungkus baja dibor ke dalam lapisan batubara (100 - 1500 meter di bawah tanah). Sebagai tekanan dalam lapisan batubara menurun, karena lubang ke permukaan atau pemompaan sejumlah kecil air dari metan, baik gas dan melarikan diri 'air yang diproduksi' ke permukaan melalui tabung. Kemudian gas tersebut dikirim ke stasiun kompresor dan ke jaringan pipa gas alam. 'Air yang dihasilkan' adalah baik reinjected ke formasi terisolasi, dilepaskan ke dalam aliran, yang digunakan untuk irigasi, atau dikirim ke kolam penguapan. Air biasanya mengandung padatan terlarut seperti sodium dan klorida bikarbonat.
sumur gas metan sering menghasilkan pada tingkat gas lebih rendah dari waduk konvensional, biasanya memuncak pada sekitar 300.000 kaki kubik (8.500 m3) per hari (sekitar 0.100 m³ / s), dan dapat memiliki biaya awal yang besar. profil produksi sumur CBM biasanya ditandai dengan "penurunan negatif" di mana tingkat produksi gas pada awalnya meningkat karena airnya yang dipompa off dan gas mulai desorb dan aliran. Sebuah CBM kering juga tidak terlihat berbeda dari gas standar baik.
Proses desorpsi metana mengikuti kurva (dari kandungan gas vs tekanan reservoir) disebut isoterm Langmuir. isoterm ini dapat analitik dijelaskan oleh kandungan gas maksimum (pada tekanan tak terbatas), dan tekanan di mana setengah gas yang ada dalam batubara. Parameter ini (disebut volume dan tekanan Langmuir Langmuir, masing-masing) adalah properti dari batubara, dan sangat bervariasi. Sebuah batu bara di Alabama dan batubara di Colorado mungkin memiliki parameter yang sangat berbeda Langmuir, meskipun sifat batubara dinyatakan sama.
Sebagai produksi terjadi dari reservoir batubara, perubahan tekanan yang diyakini menyebabkan perubahan porositas dan permeabilitas batubara. Hal ini umumnya dikenal sebagai penyusutan matriks / pembengkakan. Sebagai gas desorbed, tekanan yang diberikan oleh gas di dalam pori-pori berkurang, menyebabkan mereka menyusut dalam ukuran dan membatasi aliran gas melalui batubara. Seperti pori-pori mengecil, menyusut matriks secara keseluruhan juga, yang akhirnya dapat meningkatkan ruang gas dapat berjalan melalui (yang cleat), meningkatkan aliran gas.
Potensi tertentu metan sebagai sumber CBM tergantung pada kriteria sebagai berikut. Cleat kepadatan / intensitas: cleat merupakan sendi terkurung dalam lembaran batubara. Mereka memberikan permeabilitas ke lapisan batubara. Sebuah kerapatan cleat tinggi diperlukan untuk eksploitasi CBM menguntungkan. Juga penting adalah komposisi maseral: maseral adalah, mikroskopis homogen, entitas petrografi dari batuan sedimen yang sesuai. Sebuah komposisi vitrinit tinggi sangat ideal untuk ekstraksi CBM, sedangkan inertinit menghambat sama.
Peringkat batubara juga telah dikaitkan dengan konten CBM: sebuah reflektan vitrinit sebesar 0,8-1,5% telah ditemukan untuk menyiratkan produktivitas yang lebih tinggi dari metana.
Komposisi gas harus diperhatikan, karena peralatan gas alam dirancang untuk gas dengan nilai kalor sekitar 1000 BTU (British thermal unit) per kaki kubik, atau hampir metana murni. Jika gas berisi lebih dari beberapa persen gas tidak mudah terbakar seperti nitrogen dioksida atau karbon, maka harus dicampur dengan gas yang lebih tinggi-BTU untuk mencapai kualitas pipeline. Jika komposisi metana dari gas metan kurang dari 92%, itu mungkin tidak berharga komersial.
Dampak lingkungan
sumur CBM dihubungkan oleh jaringan jalan, jaringan pipa, dan stasiun kompresor. Struktur ini bisa kompromi kualitas pemandangan habitat, lanskap fragmen satwa liar, dan menggantikan populasi satwa liar setempat. Seiring waktu, mungkin sumur berjarak lebih erat dalam rangka untuk mengekstrak metana yang tersisa. Selain itu, air yang dihasilkan dapat mengandung konsentrasi zat terlarut yang tidak diinginkan. penarikan Air mungkin menekan akuifer atas area yang luas dan mempengaruhi arus air tanah [1].
Di Australia, air yang dihasilkan biasanya menguap di kolam besar karena salinitas tinggi air. Baru-baru ini sejumlah perusahaan gas telah memulai operasi atau mengembangkan tanaman untuk mengobati air produk untuk digunakan sebagai pasokan domestik, pendingin air untuk pembangkit listrik atau dibuang ke sungai. tanaman ini biasanya menggunakan reverse osmosis untuk mengobati air produk. [rujukan?]
Dampak lingkungan pengembangan CBM dianggap oleh berbagai badan pemerintah selama proses perijinan dan operasi yang menyediakan peluang bagi komentar publik dan intervensi [2] Operator diharuskan untuk memperoleh izin bangunan untuk jalan, pipa dan struktur, memperoleh air limbah (diproduksi air). izin debit, dan mempersiapkan Dampak Lingkungan Laporan [3]. Seperti kegiatan lainnya pemanfaatan sumber daya alam, penerapan dan efektivitas undang-undang lingkungan, peraturan, dan penegakan bervariasi dengan lokasi. Pelanggaran hukum dan peraturan yang ditujukan melalui badan pengawas dan proses peradilan pidana dan perdata.
organisasi lingkungan dan konservasi Beberapa bekerja khusus pada advokasi pengembangan coal bed metana bertanggung jawab. Dewan Sumber Daya Plains Utara telah memimpin pertarungan ini di Montana sejak tahun 1999, dan Peduli Warga Tentang Metana B mutlak telah bekerja di luar Fernie, BC sejak tahun 1998.
Cadangan
Estimasi cadangan metana bervariasi, namun perkiraan 1997 dari US Geological Survey memperkirakan lebih dari 700 triliun kaki kubik (20 Tm ³) metana di AS. Pada harga gas alam sebesar US $ 6,05 per juta Btu (US $ 5.73/GJ), bahwa volume bernilai US $ 4,37 triliun. Setidaknya 100 triliun kubik kaki (2,8 Tm ³) itu secara ekonomi layak untuk menghasilkan.
Di Kanada, British Columbia diperkirakan memiliki sekitar 90 triliun kaki kubik (2.500 km3) gas metana. Alberta, sampai saat ini satu-satunya provinsi dengan komersial sumur gas metan, diperkirakan memiliki sekitar 170 × 1012 cu ft (4.800 km3) dari gas metan secara ekonomis dapat diperoleh. [4]
Mahalnya harga gas alam yang membuat CBM ekonomis mana sebelumnya mungkin belum.
Saat ini dianggap sebagai sumber daya tidak terbarukan, ada bukti oleh Alberta Research Council, Alberta Geological Survey dan lain-lain menunjukkan gas metan adalah sumber daya terbarukan, karena aksi bakteri yang membentuk metana yang sedang berlangsung. Penegasan yang terbarukan, bagaimanapun, telah dirinya menjadi salah satu perdebatan karena juga telah menunjukkan bahwa dewatering yang menyertai produksi CBM menghancurkan kondisi yang diperlukan untuk bakteri untuk memproduksi metana [5] Di samping itu., Tingkat pembentukan tambahan metana yang belum ditentukan. Perdebatan ini saat ini menyebabkan isu hak kepemilikan di provinsi Alberta Kanada, karena hanya sumber daya yang tidak terbarukan secara hukum dapat dimiliki oleh provinsi. [6]
Daerah dengan gas metan
Australia
Bowen Basin, (Fairview, Scotia, Spring Gully), Queensland, Australia
Surat Basin, Berwyndale, Windibri, Kogan, Daandine, Tipton Barat, Queensland, Australia
Kanada
Telkwa lapangan batubara, British Columbia
Cekungan sedimen Barat Kanada, Alberta
Amerika Serikat
Black Warrior Basin, Alabama
Cahaba Basin, Alabama
Cherokee Basin, Kansas
Slater Dome Basin, Wyoming dan Colorado
Powder River Basin, Wyoming dan Montana
Raton Basin, Colorado dan New Mexico
San Juan Basin, Colorado dan New Mexico