चीन: कोयले से मीथेन निकालने की तकनीक? 

जब लोग चीन में कोयला परतों से मीथेन के निष्कर्षण के बारे में बात करते हैं, तो कई लोग तुरंत शेल गैस जैसी किसी चीज़ की कल्पना करते हैं, जो कि और अधिक जटिल है। वास्तव में, यह पूरी तरह से नई कहानी नहीं है, लेकिन पिछले दस वर्षों में यहां गुणात्मक छलांग लगी है - पश्चिमी तरीकों की नकल करने के प्रयासों से लेकर हमारे अपने तरीकों तक, ऑर्डोस या जिनझोंग-नानक्सियांग जैसे स्थानीय बेसिनों की विशिष्टताओं के अनुकूल। मुख्य विरोधाभास जो आपको साइट पर मिलता है: सैद्धांतिक भंडार विशाल हैं, लेकिन संरचनाओं की पारगम्यता अक्सर घृणित होती है, और घटना की गहराई और भूवैज्ञानिक जटिलता मानक दृष्टिकोण को नकार देती है। तो हमें आविष्कार करना होगा.

सिद्धांत से कुएं तक: जहां पकड़ है

पाठ्यपुस्तकों में, सब कुछ सरल दिखता है: कोयले की परत में एक कुआँ खोदना, निर्माण दबाव को कम करना, मीथेन को सोखना और पंप करना। चीन में हकीकत अलग है. उदाहरण के लिए शांक्सी बेसिन को लें। वहां कोयले की परतें अक्सर बहुस्तरीय होती हैं, जिनमें राख की मात्रा अधिक होती है और जलविज्ञान जटिल होता है। हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग (फ्रैक्चरिंग) वाला एक मानक ऊर्ध्वाधर कुआं शुरू में एक सभ्य प्रवाह दर दे सकता है, लेकिन पहले छह महीनों में यह काफी कम हो जाता है। क्यों? क्योंकि बनी दरार भूयांत्रिक तनाव के कारण जल्दी बंद हो जाती है और कोयले में प्राकृतिक दरारों (क्लीट) की व्यवस्था कोर से अपेक्षा के अनुरूप विकसित नहीं हो पाती है। पारगम्यता पर प्रयोगशाला डेटा और वास्तविक क्षेत्र डेटा दो बड़े अंतर हैं।

इसलिए, चीनी इंजीनियरों ने सामूहिक रूप से स्विच कियाक्षैतिज ड्रिलिंगमल्टी-स्टेज हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के साथ। लेकिन यह कोई चांदी की गोली भी नहीं है. तकनीक महंगी है, और दक्षता जियोस्टीयरिंग सटीकता और तनाव की इन-सीटू समझ पर अत्यधिक निर्भर है। ऐसे मामले थे जब एक क्षैतिज कुएं का ट्रंक गठन के साथ चलता था, लेकिन टेक्टोनिक गड़बड़ी के क्षेत्र में गिर गया, और उसके बाद का पूरा फ्रैक्चर खालीपन में चला गया - मीथेन प्रवाहित नहीं हुआ। दरार ज्यामिति के डिजाइन में त्रुटियां, क्लीट्स के सापेक्ष उनका अभिविन्यास, लाखों युआन की लागत है। ये सैद्धांतिक प्रसन्नता नहीं हैं, बल्कि दैनिक अभ्यास हैं।

एक और सूक्ष्मता जिसके बारे में चमकदार रिपोर्टों में शायद ही कभी लिखा जाता है वह है पानी की समस्या। कई चीनी कोलबेड मीथेन (सीबीएम) क्षेत्रों में, निर्माण जल केवल एक पृष्ठभूमि नहीं है, बल्कि परियोजना के अर्थशास्त्र को निर्धारित करने वाला एक प्रमुख कारक है। यह न केवल अवसाद के पानी को बाहर निकालने के लिए आवश्यक है, बल्कि इसका निपटान करने के लिए भी आवश्यक है - अक्सर ये अत्यधिक खनिजयुक्त नमकीन पानी होते हैं। उपचार और इंजेक्शन प्रणालियों के निर्माण से परियोजना की लागत 15-20% बढ़ जाती है, और सभी कंपनियां इस पर सहमत नहीं होती हैं, भंडारण टैंकों में पानी छोड़ने को प्राथमिकता देती हैं, जिसके परिणामस्वरूप पर्यावरणीय जुर्माना और काम निलंबित हो जाता है।

उपकरण और सामग्री: अनुकूलन या आयात प्रतिस्थापन?

पहले, प्रमुख उपकरण - उदाहरण के लिए, हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग की निगरानी के लिए यांत्रिक अशुद्धियों या टेलीमेट्री सिस्टम की उच्च सामग्री वाले कुओं के लिए सबमर्सिबल स्क्रू पंप - बेकर ह्यूजेस या श्लम्बरगर से खरीदे गए थे। अब स्थिति बदल रही है. स्थानीय निर्माता, जैसे चेंग्दू या शीआन की कंपनियां, ऐसे एनालॉग पेश करती हैं जो कभी-कभी स्थानीय परिस्थितियों के लिए बेहतर अनुकूलित होते हैं। उदाहरण के लिए, अपघर्षक वातावरण में बढ़ी हुई सेवा जीवन वाले पंप, क्योंकि चीनी कोयले में बहुत सारे छोटे चट्टान कण होते हैं।

लेकिन हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के लिए सामग्री को लेकर अभी भी सवाल हैं। प्रॉपेंट वह है जो दरारों को खुला रखता है। संयुक्त राज्य अमेरिका या चीन से सिरेमिक प्रॉपेंट? चीनी सस्ता है, लेकिन इसकी ताकत और गोलाकारता हमेशा बैच से बैच तक सुसंगत नहीं होती है। अनहुई प्रांत की एक परियोजना में, घटिया स्थानीय प्रॉपेंट के एक बैच के कारण, हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के तीन चरणों को फिर से करना पड़ा - समय और धन की भारी हानि हुई। अब कई ऑपरेटर, यहां तक ​​कि चीनी भी, हाइब्रिड दृष्टिकोण का उपयोग करना पसंद करते हैं: पहले, सबसे महत्वपूर्ण चरणों के लिए आयातित उच्च-शक्ति प्रॉपेंट, और बाद के चरणों के लिए स्थानीय प्रॉपेंट। यह देशभक्ति के बारे में नहीं, बल्कि जोखिमों के अर्थशास्त्र के बारे में है।

एक दिलचस्प मामले में फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ के लिए रासायनिक योजक शामिल हैं। कुछ क्षेत्रों में पानी की कमी की स्थिति में (उदाहरण के लिए, ऑर्डोस बेसिन के पश्चिमी भाग में), पॉलिमर-आधारित जैल या फोम का उपयोग करने वाली प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाने लगा। लेकिन यहां हमें एक और समस्या का सामना करना पड़ा - बाद में इन रसायनों से संरचना को साफ करने की कठिनाई। अवशिष्ट पॉलिमर ने पहले से ही कम पारगम्यता वाले कोयले को अवरुद्ध कर दिया। नियंत्रित विनाश समय के साथ ऐसे यौगिकों को विकसित करना आवश्यक था, जो सर्जरी के बाद एक निर्दिष्ट अवधि के भीतर स्वयं नष्ट हो जाते हैं। वैसे, ऐसे समाधानों को कुछ स्थानीय लोगों द्वारा सक्रिय रूप से प्रचारित किया जाता हैडिज़ाइन संस्थान, विशेष रूप से तेल और गैस के लिए रासायनिक प्रौद्योगिकियों में विशेषज्ञता।

विशिष्ट इंजीनियरिंग कंपनियों की भूमिका

यहाँ एक विशिष्ट उदाहरण का उल्लेख करना उचित है -चेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(उनकी वेबसाइट हैyzkjhx.ru). यह सिर्फ एक ठेकेदार नहीं है, बल्कि एक रासायनिक प्रौद्योगिकी कंपनी के आधार पर बनाया गया एक डिजाइन संस्थान है। उनकी 120 मिलियन युआन की पूंजी अनुसंधान एवं विकास में गंभीर निवेश का संकेत देती है। सीबीएम के संदर्भ में वे दिलचस्प क्यों हैं? वे बिल्कुल वही हैं जो भूविज्ञान, ड्रिलिंग और रसायन विज्ञान के चौराहे पर काम करते हैं। उनके पोर्टफोलियो में, मैंने विशेष रूप से जटिल कोयला सीमों के लिए हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के लिए तरल पदार्थों की संरचना को अनुकूलित करने की परियोजनाएं देखीं, जहां गठन क्षति को कम करना आवश्यक है।

ऐसे संस्थानों के साथ काम करते समय, ऑपरेटरों को अक्सर टेम्पलेट समाधान नहीं मिलता है, बल्कि एक विशिष्ट ब्लॉक के लिए अनुकूलित समाधान मिलता है। उदाहरण के लिए, कोयले में उच्च मिट्टी सामग्री वाली साइट के लिए, वे मानक ताजे पानी के बजाय विशेष सूजन अवरोधकों के साथ खारे पानी की प्रणाली (नमकीन पानी) का सुझाव दे सकते हैं। क्या ये छोटी बात है? नहीं, इससे पहले महीनों में प्रवाह दर में गिरावट की समस्या का समाधान हो सकता है। उनका दृष्टिकोण प्रौद्योगिकी का प्रस्ताव करने से पहले कोर और जलाशय तरल पदार्थों का गहन विश्लेषण है। यह वही ?परियोजना है? एक ऐसी नौकरी जिसकी वैश्विक मानक प्रोटोकॉल पर काम करने वाली बड़ी सेवा कंपनियों में अक्सर कमी होती है।

निःसंदेह, उनके सभी विकास व्यावसायिक सफलता नहीं बनते। एक सेमिनार में, एक यिझी प्रतिनिधि ने एक बार मीथेन रिकवरी अनुपात (सीबीएम के लिए ईओआर) को बढ़ाने के लिए नाइट्रोजन इंजेक्शन तकनीक का उपयोग करने के लिए एक पायलट प्रोजेक्ट के बारे में बात की थी। विचार न केवल दबाव कम करना था, बल्कि मीथेन को विस्थापित करना भी था। सब कुछ प्रयोगशाला में और संख्यात्मक सिमुलेशन में काम करता था। लेकिन क्षेत्र में, एक छोटे से क्षेत्र में, प्रभाव मामूली निकला - उत्पादन में वृद्धि से नाइट्रोजन के उत्पादन और पंपिंग की लागत की भरपाई नहीं हो पाई। यह एक विशिष्ट कहानी है: प्रयोगशाला की स्थितियाँ आदर्श हैं, लेकिन जलाशय हमेशा अज्ञात मापदंडों के समूह के साथ एक ब्लैक बॉक्स होता है।

अर्थशास्त्र और विनियमन: क्या धीमा होता है और क्या चलता है

पैसे और कानून की बात किए बिना तस्वीर अधूरी रहेगी. उत्पादन उत्तेजनाकोयला बिस्तर मीथेनचीन में यह मिश्रित सफलता की कहानी है। ड्रिल किए गए मीटरों के लिए उदार सब्सिडी की अवधि थी, फिर उत्पादित क्यूबिक मीटर गैस के लिए सब्सिडी पर जोर दिया गया। इसने कंपनियों को कुओं की संख्या के बारे में नहीं, बल्कि उनकी वास्तविक उत्पादकता के बारे में सोचने के लिए मजबूर किया। अधिक उन्नत प्रौद्योगिकियों को पेश करने के लिए एक अच्छा प्रोत्साहन।

लेकिन नौकरशाही बाधाएँ भी हैं। सभी ड्रिलिंग परमिट प्राप्त करने में, विशेष रूप से घनी आबादी वाले या कृषि क्षेत्रों में, एक वर्ष या उससे अधिक समय लग सकता है। कोयला कंपनियों के साथ समन्वय, यदि कोयला सीम भी भविष्य के खदान उत्पादन का उद्देश्य है, एक अलग जटिल प्रक्रिया है जहां हितों का अक्सर टकराव होता है। कभी-कभी वर्षों तक सुरक्षित संयुक्त शोषण व्यवस्था पर सहमत होने की तुलना में एक आशाजनक साइट को छोड़ना आसान होता है।

अब प्रवृत्ति एकीकरण की है। न केवल सीबीएम उत्पादन, बल्कि समूहों का निर्माण: मीथेन उत्पादन, शुद्धिकरण, स्थानीय बिजली संयंत्रों में बिजली उत्पन्न करने या वाहनों को ईंधन भरने के लिए उपयोग। इससे परियोजना की समग्र आर्थिक स्थिरता बढ़ जाती है। लेकिन इसके लिए बुनियादी ढांचे और, फिर से, स्थानीय अधिकारियों और ऊर्जा कंपनियों के साथ समन्वय की आवश्यकता है। तकनीकी रूप से यह संभव है, संगठनात्मक रूप से यह अक्सर सिरदर्द होता है।

भविष्य की ओर देखें: हवा किस ओर बह रही है?

संक्षेप में कहें तो, चीन में प्रौद्योगिकी का भविष्य क्रांतिकारी सफलताओं में नहीं, बल्कि प्रत्येक विशिष्ट बेसिन और यहां तक ​​कि साइट के लिए मौजूदा तरीकों के क्रमिक, लगातार अनुकूलन में देखा जाता है। दबाव, तापमान और प्रवाह दर की निरंतर निगरानी के लिए सेंसर वाले स्मार्ट कुओं का क्षेत्र सक्रिय रूप से विकसित हो रहा है - यह आपको आँख बंद करके काम करने के बजाय पानी और गैस पंप करने की प्रक्रिया को सटीक रूप से नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

संयुक्त प्रौद्योगिकियों पर बड़ी उम्मीदें लगाई गई हैं, उदाहरण के लिए, एक कुएं की संरचना में अंतर्निहित कोयला सीम और शेल क्षितिज से मीथेन का संयुक्त उत्पादन। इससे परियोजना अर्थशास्त्र में नाटकीय रूप से सुधार हो सकता है। लेकिन ये फिर से भूविज्ञान और सटीक इंजीनियरिंग के प्रश्न हैं।

और एक आखिरी बात. अब सबसे मूल्यवान संसाधन प्रौद्योगिकी नहीं, बल्कि डेटा और अनुभव है। असफल कुओं सहित हजारों कुओं के वही डेटाबेस, जिनका विश्लेषण आपको गलतियों को दोहराने से बचने की अनुमति देता है। कंपनियों को पसंद हैचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी, जिनके पास विशिष्ट क्षेत्रों में अनुभव संचित है और बॉक्स्ड समाधान बेचने के बजाय समस्या में गहराई से उतरने के लिए तैयार हैं, मेरी राय में, अधिक से अधिक मांग होगी। क्योंकि चीन में कोयले से मीथेन निकालना अब "ड्रिल करने या न करने" का सवाल नहीं है, बल्कि यह सवाल है कि "सभी स्थानीय नुकसानों को ध्यान में रखते हुए इसे यहां कैसे ड्रिल किया जाए और संसाधित किया जाए?" और केवल वे ही इसका उत्तर जानते हैं जो शुरू से ही, अपने धक्कों को भरकर इस रास्ते पर चले हैं।