煤炭地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)展與啟示

張金華，張夢(mèng)媛，陳艷鵬，陳振宏，陳 浩，東 振，陳姍姍，薛俊杰

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

0 引 言

煤炭地下氣化是指將地層中的煤炭通過(guò)適當(dāng)工程工藝技術(shù)，在地下原位進(jìn)行有控制的不完全燃燒，通過(guò)煤的熱解以及煤與氧氣、水蒸氣發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生CH4、H2、CO 等可燃合成氣的過(guò)程［1-2］。 作為一種煤原位清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)，煤炭地下氣化變物理采煤為化學(xué)采煤，具有安全性高、環(huán)境友好、高效等特點(diǎn)［2-3］，符合綠色低碳能源發(fā)展方向。中國(guó)含油氣盆地煤系發(fā)育，超出煤炭企業(yè)井工開(kāi)采深度、埋深1 000 ～3 000 m 的煤炭資源量就達(dá)到3.77×1012t，初步預(yù)計(jì)可氣化煤炭折合天然氣資源量為（272 ～332）×1012m3，是常規(guī)天然氣資源量的3 倍［1］。

近年來(lái)，為了探索煤炭地下氣化理論與工藝技術(shù)，相繼實(shí)施了一系列現(xiàn)場(chǎng)氣化試驗(yàn)，如前蘇聯(lián)的Angren 氣化試驗(yàn)［4］；美國(guó)的Hanna、Hoe Creek、Raw?lins、Rocky Mountain、Centralia 氣化試驗(yàn)［5-7］；加拿大的Swan Hills 氣化試驗(yàn)［4］；比利時(shí)的Thulin 氣化試驗(yàn)［4，8］；波蘭的Wieczorek 氣化試驗(yàn)［4］；西班牙的El Tremedal 氣化試驗(yàn)［4，7，9］；澳大利亞的Chinchilla、Bloodwood Creek 氣化試驗(yàn)［6，10］；南非的Majuba 氣化試驗(yàn)［4，11］；中國(guó)的烏蘭察布、新疆鄯善、內(nèi)蒙古唐家會(huì)氣化試驗(yàn)等［1，12-13］。

煤炭地下氣化試驗(yàn)的實(shí)施，不僅證實(shí)了煤炭地下氣化技術(shù)的可行性，還為研究煤炭地下氣化的選址、氣化工藝、運(yùn)行控制等提供了大量的第一手資料，使得煤炭地下氣化的勘探評(píng)價(jià)、氣化理論與工藝、鉆完井工藝、運(yùn)行控制等都得到了快速發(fā)展［2，14，23-25，15-22］，從而能更好地回答“煤炭地下氣化有利區(qū)如何評(píng)價(jià)”“煤炭地下氣化高效氣化工藝影響因素”“煤炭地下氣化穩(wěn)定運(yùn)行控制因素”這3 個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。……