KNAW

Research

Effect of coal matrix swelling on enhanced coalbed methane production. A...

Pagina-navigatie:


Update Research data


Title Effect of coal matrix swelling on enhanced coalbed methane production. A field and laboratory study
Period 01 / 2006 - 11 / 2009
Status Completed
Dissertation Yes
Research number OND1313750
Data Supplier Website NAC8

Abstract

Subsurface storage of CO2 in underground coal seams is considered to be an option to reach the goals set by the Kyoto protocol. This type of storage is anticipated to be combined with the production of coalbed methane. Although field projects are taking place and much laboratory work has already been done, the processes that are going on in situ are not fully understood. Within the CATO research programme further investigations were undertaken by Utrecht University, Shell International, Delft University of Technology and TNO. At UU there is a focus on volumetric changes as a result of gas adsorption or desorption, which are crucial for field performance because of its impact on porosity and permeability. Laboratory experiments showed that all coal samples demonstrate a volumetric expansion as a result of contact with high pressure CO2. It was concluded that possibly two processes are active; a reversible and an irreversible expansion which are related to physisorption and chemisorption, respectively. The chemical interaction between the coal and the CO2 was confirmed by analyses of the gas after the experiments. The role of chemisorption might be overlooked in previous research while its impact on physical changes of the coal, e.g. swelling, is important.

Abstract (NL)

Ondergrondse CO2-opslag wordt gezien, naast energiebesparing en het gebruik van alternatieve energiebronnen, als een van de technologische oplossingen om de uitstoot van het broeikasgas CO2 in de atmosfeer tegen te gaan. Een van de mogelijkheden om CO2 ondergronds op te slaan is in steenkoollagen. In deze steenkoollagen is natuurlijk methaan aanwezig, wat gewonnen kan worden als brandstof. Het geïnjecteerde CO2 vervangt het methaan in de kolen, en stimuleert daarmee de productie van methaan. Aangezien deze techniek nog niet is uitontwikkeld, zijn demonstratieprojecten in het veld noodzakelijk. Frank van Bergen rapporteert in zijn proefschrift de resultaten en interpretaties van de eerste veldtest in Europa. Deze laten zien dat de mogelijkheid om CO2 te injecteren afneemt in de tijd doordat de steenkool ondergronds opzwelt en daarmee de doorlaatbaarheid doet afnemen. Daarnaast lijkt het interne transport van het gas in en uit de kolen relatief traag te verlopen. Verder laat Van Bergen de resultaten zien van laboratoriumonderzoek dat zich richt op deze fenomenen. Het beter begrijpen van het interne transportgedrag van CO2, methaan en water in de steenkool kan leiden tot een verbetering of optimalisatie van projecten in het veld, wat uiteindelijk moet leiden tot economisch haalbare toepassing van de technologie. Dit is met name van belang voor landen en gebieden met forse uitstoot van CO2, maar waar alternatieve opslagmogelijkheden beperkt zijn. Voorbeelden hiervan zijn delen van Centraal en Oost-Europa, Zuid-Afrika en China.

Related organisations

Related people

Supervisor Prof.dr. C.J. Spiers
Co-supervisor Dr. C.J. Peach
Doctoral/PhD student Dr. F. van Bergen

Classification

A13000 Soil
D14620 Engineering geology
D15100 Geochemistry, geophysics

Go to page top
Go back to contents
Go back to site navigation