Giới thiệu phương pháp mô hình số để dự báo các thông số trong quá trình cô lập khí CO2 và thu hồi khí CH4 từ các vỉa than Việt Nam

Trong nghiên cứu này, mô hình số cho việc cô lập CO2 đồng thời thu hồi khí CH4 trong vỉa than đã được xây dựng cho vỉa than của mỏ Mạo Khê (Việt Nam). Mô hình số giúp cho việc nghiên cứu độ nhạy của mô hình đối với các thông số chính trong mô hình như lưu lượng khí CH4 được thu hồi, lưu lượng khí CO2 bơm vào, độ thẩm thấu khí, tốc độ dòng khí, khoảng cách giữa các lỗ khoan và mối quan hệ giữa khả năng hấp thụ khí CO2 , CH4 và nhiệt độ đất đá.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giới thiệu phương pháp mô hình số để dự báo các thông số trong quá trình cô lập khí CO2 và thu hồi khí CH4 từ các vỉa than Việt Nam PETROVIETNAM Giới‱thiệu‱phương‱pháp‱mô‱hình‱số‱₫ể‱dự‱báo‱các‱ thông‱số‱trong‱quá‱trình‱cô‱lập‱khí‱CO2‱và‱thu‱hồi‱ khí‱CH4‱từ‱các‱vỉa‱than‱Việt‱Nam TS. Phùng Quốc Huy Viện Khoa học Công nghệ mỏ GS.TS. Kyuro Sasaki, TS. Yuichi Sugai Khoa Kỹ thuật, Đại học Kyushu 1. Lời giới thiệu những vỉa than sâu, không thể khai thác được); dùng các phương pháp hoá học. Trong số đó, công nghệ cô lập khí Các loại khí nhà kính (greenhouse gases) như khí CO2, CO2 xuống vỉa than đồng thời thu hồi khí CH4 từ vỉa than CH4, NOx, CFC đang tăng nhanh do quá trình công nghiệp (CO2 Enhanced Coalbed Methane Recovery - CO2 - ECBMR) hoá và do các hoạt động của con người. Trong số các loại là một trong những công nghệ có nhiều ưu điểm. Khí CO2 khí đó, CO2 là khí thoát ra bầu khí quyển nhiều nhất và là có thể được cô lập vào vỉa than ở dạng hấp thụ nên có độ nguyên nhân chính gây nên hiệu ứng nhà kính. Khí CO2 ổn định cao và khả năng hấp thụ vào bề mặt của than lớn. sinh ra chủ yếu do đốt các loại nguyên vật liệu có nguồn Hơn nữa, cô lập khí CO2 trong vỉa than còn tạo ra cơ chế gốc hoá thạch (than đá, dầu mỏ và khí đốt) với quy mô thế chỗ CH4 góp phần nâng cao hiệu suất thu hồi khí CH4 lớn như ở các nhà máy nhiệt điện, nhà máy sản suất phân từ vỉa than. bón, xi măng, hoá chất hoặc với quy mô nhỏ hơn như khí thải từ các phương tiện giao thông, từ các khu dân cư, từ Vì vậy, cô lập CO2 xuống vỉa than là một phương pháp việc đốt rừng làm rẫy của nông dân. hiệu quả, kinh tế đối với việc giảm phát thải CO2. Thêm vào đó, các nhà máy nhiệt điện thường được xây dựng Hiện tại, lượng khí CO2 phát thải ra khí quyển chiếm gần các vùng than nên chi phí vận chuyển khí CO2 phục khoảng 72% khí gây hiệu ứng nhà kính và đây là khí có vụ cho việc cô lập cũng giảm đi đáng kể. ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi nhiệt độ của trái đất (IPCC, 2005) [1]. Chính vì thế, việc cắt giảm lượng khí CO2 phát Trong nghiên cứu này, mô hình số cho việc cô lập thải ra khí quyển là một yêu cầu cấp bách đối với việc ổn CO2 đồng thời thu hồi khí CH4 trong vỉa than đã được xây định hàm lượng khí CO2 trong khí quyển và giảm bớt nguy dựng cho vỉa than của mỏ Mạo Khê (Việt Nam). Mô hình cơ về biến đổi khí hậu. số giúp cho việc nghiên cứu độ nhạy của mô hình đối với Nghị định thư Kyoto (1997) đã kêu gọi các nước công các thông số chính trong mô hình như lưu lượng khí CH4 nghiệp hoá giảm phát thải CO2 xuống còn 95% lượng phát được thu hồi, lưu lượng khí CO2 bơm vào, độ thẩm thấu thải của năm 1990 vào năm 2012. Từ thực tế này, rất nhiều khí, tốc độ dòng khí, khoảng cách giữa các lỗ khoan và chương trình quốc gia và quốc tế đã thiết lập nhằm tuyên mối quan hệ giữa khả năng hấp thụ khí CO2, CH4 và nhiệt truyền về khí gây hiệu ứng nhà kính và các biện pháp đối độ đất đá. phó. Theo đó, hàm lượng khí CO2 trong khí quyển có thể 2. Phương pháp mô hình số được kiểm soát bằng cách giảm lượng phát thải khí CO2 hoặc bẫy và thu hồi khí CO2 để đưa đến một vị trí an toàn 2.1. Cô lập CO2 và thu hồi CH4 như cô lập xuống lòng đất. Khí CO2 có khả năng hấp thụ vào các vỉa than mạnh Có nhiều giải pháp công nghệ cho việc cô lập khí CO2 hơn CH4. Vì thế, khi CO2 được bơm vào các vỉa than, các đã được nghiên cứu và đề xuất như bơm khí CO2 xuống phần tử khí CO2 được ưu tiên hấp thụ vào bề mặt trong đáy đại dương; cô lập dưới các địa tầng, địa chất (các của các hạt than. Sau đó các phần tử CO2 này sẽ lần lượt tầng nước muối sâu, các mỏ dầu đã khai thác, mỏ khí và thế chỗ khí mêtan đang tồn tại trong vỉa. Khí CH4 bị đẩy ra DẦU KHÍ - SỐ 12/2011 27 THĂM‱DÒ‱-‱KHAI‱THÁC‱DẦU‱KHÍ khỏi bề mặt trong các hạt than khuếch tán qua hệ thống Sự tiến bộ gần đây của các phần mềm mô phỏng quá vi khe nứt và chảy vào lỗ khoan thu hồi khí thông qua hệ trình CBM/ECBMR đã lập tùy vào việc sử dụng hỗn hợp thống khe nứt tuân theo định luật Darcy. Để đẩy 1 mole khí trong vỉa than và sự thay đổi về tính chất của than khí CH4 ra khỏi vỉa than cần 2 đến 3 mole khí CO2 (P. Q. Huy trong khi thu hồi khí CH4. Xem xét đến các yếu tố phù hợp và nnk, 2009) [2]. với mô hình số, phần mềm mô phỏng ECLIPSETM với chức năng CBM (Coalbed Methane) do công ty Schlumberger Nhìn chung các dự án và nghiên cứu về phần mềm mô phát triển được lựa chọn cho ngh ...