Эффективный способ добычи газа из глубоко залегающих угольных пластов с помощью их газификации прямо на месте залегания угля предложили сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) им. А. А. Трофимука СО РАН и Томского политехнического университета (ТПУ), 30 июля сообщила пресс-служба ИНГГ СО РАН.

Специалистам хорошо известно, что угольные бассейны Западной Сибири содержат значительные запасы метана, объемы которого соизмеримы с объемами промышленно разрабатываемых месторождений газа. Добыть метан из угольных бассейнов можно с помощью подземной газификации угля. О возможности добычи метана таким методом первым рассказал еще в конце ХIХ века великий русский химик Дмитрий Менделеев.

Сама технология газификации топлива настолько проста, что уже в начале Великой Отечественной войны большинство грузовых автомобилей в СССР оснастили работающими на дровах газогенераторными установками. А после войны в Советском Союзе построили крупные промышленные газовые предприятия, работающие по этой же технологии, которые централизованно поставляли потребителям газ.

Однако после открытия в середине ХХ века гигантских залежей газа на севере Западной Сибири эти предприятия постепенно закрылись. Но в настоящее время почти все угледобывающие страны снова заинтересовались технологией подземной газификации угля.

Томские и новосибирские ученые провели исследование возможности применения данного метода на угольных месторождениях Западной Сибири в рамках проекта № FWZZ-2026-0043 Программы фундаментальных научных исследований «Геолого-геохимические модели разноранговых объектов осадочных бассейнов протерозоя и фанерозоя Сибири, включая арктические регионы, как основа для создания приоритетной ресурсной базы и эффективной переработки углеводородного сырья».

Результаты проделанной работы сибирские ученые представили в статье «Мацеральный состав средне- и верхнеюрских углей на юго-востоке Западно-Сибирского мегабассейна», опубликованной в издании «Геология и геофизика — 2026».

Способ подземной газификации угля представляет собой преобразование органической части этого сырья в горючие газы с помощью высокотемпературного нагрева (до 2000 °C) в присутствии окислителя, которым могут служить кислород, воздух, водяной пар, углекислый газ или их смесь.

Через нагнетательную скважину окислитель подается в угольный пласт, в котором возникает управляемый очаг горения. Там проходит процесс газификации, а образующийся генераторный газ выходит из другой, эксплуатационной, скважины, который затем очищают на поверхности.

Авторы статьи отмечают: «Преимущество этого процесса — в возможности эксплуатировать глубокозалегающие пласты угля, в том числе высокозольные и маломощные, разработка которых традиционными способами невозможна. Кроме того, при подземной газификации не нарушается верхний покров Земли и не наносится существенный вред экологии».

Еще одним преимуществом метода является наличие на территории Западной Сибири миллионов пробуренных скважин, которые можно использовать для подземной газификации угольных пластов.

Необходимы только данные о мацеральном составе (набор и соотношение микрокомпонентов — мацералов, составляющих органическую часть ископаемого угля) и уровне катагенеза углей, т. е. степени преобразования исходного органического вещества угля под влиянием увеличения глубины его погружения и роста пластовой температуры.

Важность такой информации для рентабельности подземной газификации угольных пластов заключается в том, что именно от мацералов, которые образуются из различных органов или тканей растений, зависят физические, химические и технологические свойства углей.

Так, например, угли марок Б и Д, находящихся на начальных стадиях мезокатагенеза, бедны метаном, а из антрацита, имеющего высокие концентрации газа, его трудно извлекать, так как такие угли обладают большой плотностью и очень низкой проницаемостью породы.

Поэтому угли, характеристики мезокатагенеза которых являются промежуточными между бурыми и антрацитом, наиболее перспективны для добычи метана методом подземной газификации угольных пластов.

К таким наиболее газоносным углям относятся марки Г, Ж и К (средние стадии мезокатагенеза), а примерами наиболее метаноносных угольных бассейнов являются Кузбасский, Печорский и Карагандинский. В составе их углей преобладают мацералы, преобразованные до средней степени катагенеза. Кроме того, такие угли находятся в глубокозалегающих юрских отложениях на юго-востоке Западно-Сибирского мегабассейна — в Томской и Новосибирской областях.

Для определения мацерального состава верхне- и среднеюрских углей васюганской и тюменской свиты специалисты ИНГГ СО РАН и ТПУ исследовали более 100 образцов. Они установили, что эти угли формировались примерно в одинаковых условиях из остатков высших растений — стволов, ветвей, пней и корней деревьев, которые произрастали в теплом и влажном климате, в условиях торфяных болот.

Исследователи считают, что полученные ими данные в будущем будут востребованы недропользователями, когда начнут истощаться существующие месторождения газа.