Report - LLNL Underground Coal Gasificaton Review

8/6/2019 Report - LLNL Underground Coal Gasificaton Review

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UCRL.- 9 2 0 6 8PREPRINT

CIRCULATION Co wSUBJECT TO I ? E ! KAL LI N TWO WEEKS

UNDERGROUND COALGASIFICATIONREVIEW

D. R. S t e p h e n sR. W. Hi l lI . Y . B o r g

T h i s p a p e r wa s p r e p a r e d f o r s u b mi t t a l t o :T h e 1 8 t h An n u a l Oi l S h a l e S y mp o s i u m a n d t h eWe s t e r n S y n f u e l s Sy mp o s i u m, Gr a n d J u n c t i o n , CO,A p r i l 2 4 - 2 6 , 1 9 8 5

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DISCL.4[MER

Th i s documentwasp repa redas an acc rmmt f wo rk sponso redby an ap ,encyo f theUni tedSta tesGovernment .W i the r theUn i tsds ta t esGove rnmen tno r t hsUn i ve rs i t yo f Cal i forn i ano r any o f the i r emp loy% makesanyw ar ran ty ,exp resse r i r r rp f fed ,orassumesany l ega l I i abi f i t yo r respons i biWyfo r theacsu racy ,omp fe te~ o r me fn l -neaeo f any i n forma t i on appara t rmp rodr re t ,o r p roces3dbsc l oscd ,r r sp rssen tsha ti t s usewou tdno t i n f ri ngep r i va te l yownedr i gh ts .Re fe rewsehs re in to qn y s pc c i fi icommerc i a lp ro da c t qp r~ o r s er vi c eb y t r a d en sme , t ra demar kmawa f a t ir er , o ro the rw i se ,doesnot necessar i l y onst i tu t eor impfy i ts endorsement ,ecomm errdat iomo r f a vo r in gb y t h s Un it e d S tat e sGovernmen to r t h e Un iv e r si t y o f Ca l if o rn i a.T hev i ewsand op i ni onso f au tho rsexp ressedhe rei ndo no t nsceasar i l ys ta teo r re f l e r tthoseo f the Un i tedSta tesGove rnmen to r the Un i ve rs i t yo f Cal i fo rr r k andsha l l no tbe usedfor adver t i s ingor productendorsementpurposes.


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UNDE RGROUND COA L GA SI F I CA TI ON RE VI E U*D. R. S t e p h e n s , R. U. Ni l l , a n d I . Y . Bo r gL a wr e nc e L i v en n a r e Na t i o n a l L a b o r a t o r yL i v e n a o r e , CA 9 4 5 5 0

ABSTRACTUn d e r g r o u n d c o a l g a s i f i c a t i o n a p p e a r s t o b e o n e

o f t h e mo s t a t t r a c t i v e s o u r c e s o f f e e d s t o c k t op r o d u c e s y n f u e l s f r a m c o a l b e c a u s e t h e p r o c e s s c a np r o d u c e me t h a n o l a n d s u b s t i t u t e n a t u r a l g a s a tp r i c e s c o mp e t i t i v e wi t h e x i s t i n g e n e r g y s o u r c e s .Sa v i n g s i n t h e f o r m o f r e d u c e d o i l a n d g a s i mp o r t sf r o m t h e f i r s t y e a r o f c a mn e r c i a l o p e r a t i o n s WOU1 dp a y f o r t h e e n t i r e R&D b u d g e t n e c e s s a r y t o p e r f e c tt h e u n d e r g r o u n d c o a l g a s i f i c a t i o n p r o c e s s .

T h e t e c h n i c a l f e a s i b i l i t y o f u n d e r g r o u n d c o a lg a s i f i c a t i o n h a s b e e n we l l e s t a b l i s h e d b y 2 1 s ma l ls c a l e f i e l d t e s t s c a r r i e d o u t i n t h e U. S. s i n c e1 9 7 3 . Co s t e s t i ma t e s b a s e d o n t h e r e s u l t a n t d a t aa r e e nc o u r a g i n g . Me t h a n o l i s e s t i ma t e d t o c o s t$ 0 . 5 2 / g a l ( wi t h o u t t a x ) a n d SNG i S e s t i ma t e d t o c o s t$ 5 . 1 9 / 1 # B t u , a l l i n 1 9 8 2 d o l l a r s . T h ee n v i r o n me n t a l e f f e c t s a s s o c i a t e d wi t h t h e t e c h n o l o g Ya p p e a r t o b e a c c e p t a b l e . Su c c es s f u l c c a s n e r c i a l -i z a t i o n o f t h e p r o c e s s WU1 d p r o b a b l y t r i p l e t h ep r o v e n r e s e r v e s o f U. S . c o a l , wh i c h wo u l d b es u f f i c i e n t t o l a s t f o r h u n d r e d s o f y e a r s .

A t t h i s s t a g e o f d e v e l o pme n t , u n d e r g r o u n d c o a lg a s i f i c a t i o n i s a h i g h r i s k t e c h n o l o g y a n d wi l lr ema i n s o u n t i l l a r g e s c a l e f i e l d t e s t s a r es u c c e s s f u l l y c a r r i e d o u t . T h e s e t e s t s a r er e c o mme n d e d b y t h e Ga s Re s e a r c h I n s t i t u t e a n d b y t h eAn e r i c an I n s t i t u t e o f Ch e mi c a l En g i n e e r s . A s e v e ny e a r p r o g r a m c o s t i n g a b o u t $ 2 0 0 mi l l i o n wo u l d p e r mi ti n i t i a l c c ms n e r c i a l p r o d u c t i o n i n t e n y e a r s .

* Wo r k p e r f o r me d u n d e r t h e a u s p i c e s o f t h e U. S .De p a r t me n t o f En e r & y b y t h e L a wr e n c e L i v e n n o r et & t i o n a l L a b o r a t o r y u n d e r c on t r a c t No . H- 7 40 5 - E NG- 4 8.

A r e c e n t s ma l 1 s e a l e f i e l d t e s t , t h e Ce n t r a l i aPa r t i a l Se a m CRI P t e s t , wa s v e r y s u c c e s s f u l . S t e a ma n d o x y g e n wa s e mp l o y e d t o g a s i f y 2 0 0 0 t o n s o f c o a lo v e r a 3 0 d a y p e r i o d , p r o d u c i n g 2 5 0 B t u / s c f g a s . Al a r g e r s c a l e t e s t i s p r e s e n t l y b e i n g p l a n n e d f o rCe n t r a l i a , Wa s h i n gt o n , i n v o l v i n g t h e U. S . OOE a n a a ni n du s t r i a l c o n s o r t i u m l e d b y t h e Ga s Re s e a r c hI n s t i t u t e .

T h i s u n d e r g r o u n d c a a l g a s i f i c a t i o n r e v i e w i sb a s e d i n p a r t o n a r e c e n t s t a t u s r e p o r t ( St e p h e n s e ta l , 1 9 8 5 ) . l i e t ha n k t h e p u b l i s h e r s o f Hi n e r a lP r o c e s s i n g a n d T e c h n o l o g y Re v i e w f o r g r a n t i n gp e ~ i s s i o n t o r e p r a d u c e p o r t i o n s o f t h a t a r t i c l e .

I N T ~OOUCT I ONI n t h e d e c a d e a r mo r e t h a t r e s e a r c h e r s a t L L NLa n d o t h e r i n s t i t u t i o n s h a v e b e e n d e v e l o p i n g t h et e c h n o l o gy f o r u n d e r g r o u n d c o a l g a s i f i c a t i o n , p u b l i ca t t i t u d e s t o wa r d e n e r g y h a v e o s c i l l a t e d f r o mwi d e s pr e a d c o mp l a c e n c y ( 1 9 7 2 ) t a n e a r p a n i c ( 1 9 7 3 ,1 9 7 9 ) a n d b a c k t o c o mp l a c e n c y . & I a l y s t s t o d a yb e l i e v e t h a t t h e wo r l d h a s f o s s i 1 - f u e l r e s e r v e s t ol a s t a t l e a s t 1 0 0 y e a r s ( Pa r e n t 1 9 8 4 ; Ed n o n d s a n dRe i l l y , 1 9 8 3 ) . Wh i l e t h i s ma y s e e m t o j u s t i f y t h ec u r r e n t c o mp l a c e n c y i n t h e U. S . t o wa r d e n e r g ys h o r t ag e s i n t h e n e a r f u t u r e , i t s a y s l i t t l e a b o u tt h e a d e q u a c y o f U. S . s u p p l i e s . F u r t h e r a 1 0 0 y e a rs up p l y d o e s n o t g u a r a n t e e t i me l y d e v e l o pme n t o ft h o s e r e s o u r c e s t a mi n i mi z e c r i s e s o r g u a r a n t e e ah e a l t h y U. S . a n d wo r l d e c o n o my .

An o n g s t e n e r g y a n a l y s t s ( wh o h a v e a s p o t t Yr e c o r d s o f a r a s p r e d i c t i o n i s c o n c e r n e d ) t h e r e i s ac on s en s u s o n d o me s t i c e n e r g y c on s ump t i o n :

1 . A l t h a u g h e n e r g y c o n s u mp t i o n wi l l i n c r e a s e ,p e r c a p i t a c o n s u mp t i o n wi l l d e c l i n e .

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2 . Us e o f o i l wi l l i n c r e a s e s o me wh a t b y t h ey e a r 2 0 0 0 . W t h a p r o j e c t e d c o n t i n u e d d e c l i n e i nd o me s t i c o i l p r o d u c t i o n , t h i s i mp l i e s a n i n c r e a s e i n0 1 1 i mp o r t s .

3 . Na t u r a l g a s u s e wi 1 1 r ema i n c o n s t a n t t o t h et u r n o f t h e c e n t u r y t h a n k s t o i n c r e a s e d i mp o r t s .

4 . Co a l i s e x p e c t e d t o b e t h e s wi t c h f u e l wh o s eu s a g e wi l l c o n t i n u e t o i n c r e a s e a s o i l a n d g a sp r i c es e s c a l a t e wi t h i n c r e a s e d c o mp e t i t l o n f o rr e ma i n i n g s u p p l i e s . P r o v e d c o a l r e s e r v es r e p r e s e n t8 7 % o f r ema i n i n g f o s s i l f u e l s i n t h e U. S.

5 . T h e r o l e o f n u c l e a r e n e r gy wi l l b e l i mi t e di n t h e f o r e s e e a b l e f u t u r e s i n ce a n y a d d i t i o n s WOU1 dh a v e t o a t l e a s t b e i n t h e p e r mi t t i n g s t a g e I n o r d e rt o i mp a c t t h e U. S. e n e r g y s i t u a t i o n i n t h e n e x t 3 0y e a r s .

6 . T r a n s p o r t a t i o n f u e l s r e ma i n t h e n a t l o n sAc h i l l e s h e e l .

T h e r e f o r e , t h e f u t u r e n e e d f o r c l e a n f u e l s f r omc o a l , o i l s h a l e a n d t a r s a n d s a r e o b v i o u s , t o r e d u c eo u r e n e r g y i mp o r t s a n d e n s u r e a s t a b l e d o me s t i cs u p p l y .

Un d e r g r o u n d c o a l g a s i f ~ c a t i o n i s o n e o f t h e mo s tp r o mi s i n g me t h o d s t o c o n v e r t o u r h u g e c o a l r e s e r v est o c l e a n g a s e o u s a n d 1 I qu i d f u e l s a t c o s t s c o mp e t i -t f v e wi t h c u r r e n t c o n s n e r c ia l s o u r c es . Su c c e s s f u 1i mp l e me n t a t i o n o f u n d e r g r o u n d c o a l g a $ i f i c a t i o n i se x p e c t e d t o t r i p l e U. S . c o a l r e s e r v e s , a l l o wi n g u st o t a p e n o r mo u s c o a l d e p o s i t s t h a t a r e u n a t t r a c t i v ef o r c o n v en t i o n a l ml n i n g .

T H E UNDERGROUND PROCESSUn d e r g r o u n d c o a l g a s i f i c a t i o n i s s i mi l a r t o

c o n v e n t i o n a l o r s u r f a c e g a s i f i c a t i o n e x c e p t t h a t t h ec Oa l i s n o t mi n e d a n d g a s i f i e d i n a s u r f ac eg a s i f i e r . I n s t e a d , t h e c o a l b e d i s p r e p a r e d b yd r i l l i n g a n d l l n k l n g p r o c e s s we l l s , a n d t h e c o a l i s g a s i f f e d i n p l a c e .

S t e a m a n d o x y g e n r e a c t a n t s a r e p r e f e r r e d t o a i rs o t h a t n i t r o g e n I s n o t i n t r o d u c e d a s a d i l u e n t a n dt h e g a s c a n b e u s e d t o p r o d u c e a wi d e v a r i e ~ o fp r o d u c t s , s u c h a s me t h an o l , g a s o l i n e , a a s n o n i a , o ro x y g e n a t e d c h e mi c a l s . I n a d d i t i o n t h e g a s c a n b eb u r n e d t o p r o d u c e p r o c e s s h e a t o r e l e c t r i c l ? y .( F i g . 1 ) .

T h e p r i n c i p a l r e a c t i o n s , wh i c h a r e t y p i c a l f o ra n y c o a l g a s i f i c a t i o n p r o c e s s , i n c l u de :

Py r o l y s i s : c o a l + c h a r + t a r + H2 0 +g a s e s

Ox i d a t i o n : C + 0 2 + C 0 2c + l / 2 0 ~ +c o

Ga s i f i c a t i o n : C+ H2 0 * CO+ H2c + c o 2 ~ 2 c o

Ha t er g a s s h i f t CO + H# = C0 2 + H2Co a l i n p l a c e i s t o o I mp e r me a b l e f o r u n d e r g r o u n d

g a s i f i c a t i o n t o p r o c e e d . T h e r e f o r e a c o n n e c t i n gc h a n n e l , o r 1 1 n k , mu s t b e p r e p a r e d b e t we e n p r o c e s swe l l s . On e me t h o d o f p r e p a r i n g a c h a n n e l i s b yr e v e r s e c omb us t i o n . T h e c o a l I s i g n i t e d a t t h eb o t t o m o f t h e p r o d u c t i o n we l l , wh i l e a i r i s f o r c e di n t o t h e i n j e c t i o n we l l , f l o wi n g t o t h e p r o d u c t i o n

M,.,!!,,,!!!,,, ,qd,

w,,,,,,,,W ,! $ , ,, 10 ,,, ,..,

F i g u r e 1 . Un d e r g r o u n d c o a l g a s i f i c a t i o n ( UCG) i s a p r o mi s i n g n e w s o u r c ef o r f u e l s . - 2 -


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we l l t h r o u g h n a t u r a l f r a c t u r e s I n t h e c o a l . T h eb u r n f r e n t f s d r a wn b y c o n d u c t f o n t o wa r d t h e s o u r c eo f o x y g e n , b u r n l n g a n a r r ow c h a n n e l f n t h e d i r e c t f o nc o u n t e r c u r r e n t t o t h e f l o w o f a i r - - h e n c e t h e n a mer e v e r s e c omb us t i o n .

T h e a d v a n t a g e o f t h f s me t h o d f s t h a t i t i si n e x p e n s f v e f o r s h a l l o w ( l e s s t h a n 1 0 0 0 f t d e e p )c o a l . I t s d i s ad v a n t a g e 1 i e s f n t h e o f t e nu n p r e d i c t a b l e p a t h t h e l f n k ma y t a k e a s f t f o l l o wsf r a c t u r e s a n d o t h e r n a t u r a l f n ho mo g e n e i t f e s f n t h ec oa l s e a m.

An o t h e r e f f e c t f v e wa y t o c o n n e c t t h e f n j e c t i o na n d p r o d u c t i o n we l 1 s i s wf t h a h o r i z o n t a l h o l ed r i l l e d i n t h e c o a l s e a m ( Fi g . 2 ) . Su c h a h o l e c a nb e d r f l l e d f r o m t h e s u r f a c e u s f n g t h e t e c h n f q u e o fd i r e c t i o n a l d r i l l i n g .

Dr f 1 l e d h o l e s f o r 1 f n k a g e h a v e t h e a d v a n t a g e o fr e l f a b f 1 i t y ; t h e 1 f n k a g e p a t h f s k n o wn . W@v e r t h ed i r e c t i o n a l r e q u f r e me n t s f o r UCG a r e a t t h e s t a t e o ft h e a r t a n d p r e s e n t c o s t s a r e h f g h e r t h a n f o rr e v e r s e c omb us t i o n .

A f t e r t h e we l 1 s a r e c o n n e c t e d , t h e c o a l a t t h eb o t t o m o f t h e i n j e c t f o n we l l i s i g n i t e d ( F i g . 2 a ) .A i r o r a mi x t u r e o f o x y g e n a n d s t e a m i s i n j e c t e d t os u p p o r t g a s i f i c a t i o n , a n d t h e f f r e t r a v e l s s l o wl y

1

t h r o u g h t h e c o a l b e d t o wa r d t h e p r o d u c t i o n we l 1 o n ab r o a d f r o n t , c o n s u mf n g t h e c o a l a n d p r o d u c f n gv a l u a b l e g a s eo u s p r o d u c t s .

An a l t e r n a t i v e , n e w t e c h n i q u e , s h o wn i n F f g . 2 b ,f s c a l l e d t h e c o n t r o l l e d r e t r a c t i o n f n j e c t f o n p o f n t ,o r CRI P me t h o d .

As a UCG c a v i t y i n f t f a l l y d e v e l o p s , t h ep r o d u c t - g as h e a t f n g v a l u e , c h e l n fs t r y , a n d t h en n a 1 e f f i c f e n c y a r e a l 1 e x c e l l e n t . Uh e n t h e b u r n r e a c h e st h e r o o f , h e a t l o s s e s b e g f n , wf t h a c o r r e s p o n d i n gd e c l f n e i n g a s i f i c a t f o n p e r f o r ma n c e a n d f ne c o n o mi c s . T h e a mo u n t o f d e c l f n e f s a c c e p t a b l e a ts f t e s wi t h s t r on g d r y r o o f ma t e r f a l b u t f s l e s sa c c e p t a b l e a t s f t e s wf t h a we t we a k o v e r b u r d e n . l h eCRI P me t h od wa s d e v e l o p e d t o mf n f mi z e t h es e h e a tl o s s e s ( t i f l1 a n d Sh a n n o n , 1 9 8 1 ) . l h e c o n c e p tr e q u i r e s a d r f l l e d h o l e f o r l f n k a g e a s s h o wn f n F i g .2 b . A 1 i n e r , f n s e r t e d t h r o u g h t h e f n j e c t i o n we l 1c a s f n g u n t i l f t s t i p r e a c h e s a p o s i t i o n n e a r t h ei n t e r s e c t i o n p o f n t wf t h t h e p r o d u c t i o n we l 1 , c a r r f e st h e i n j e c t a n t , e f t h e r a f r o r o x y g e n / s t e a m. k t h eb u r n c a v i t y g r o ws l a r g e r , f t e v e n t u a l l y f n t e r s e c t st h e r o o f o f t h e s e a m a n d r o o f CO1 1 ap s e b e g f n s . A ts o me p o i n t t h e h e a t l o s t t o t h e r o o f ma t e r i a l b e g f n st o s f g nf f f c a n t l y d e g r a d e t h e g a s q u a l f t y . Wh e n t h i s

t

ion( a )

I n j a c t i o n

I~ Op en h o l a

t

(b)I n j a c t i o n

F f g u r e 2 .

\ - L i n a rUn d e r g r o u n d c o a l g a s i f f c a t i o n u s f n g d i r e c t i o n a l d r i l l i n g : ( a ) f f x eda f r / o x y g e n f n j e c t f o n p o i n t , ( b ) c o n t r o l l e d r e t r a c t f n 9 i n j e c t i o np o i n t - - - .- 3 -


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h a p p e n s t h e i n j e c t i o n p o i n t $S r e t r a c t e d f n t h eu p s t r e a m d i r e c t i o n b y b u r n i n g o f f a s e c t i o n o f t h ei n j e c t i o n l i n e r wf t h t h e i g n i t e r . T h e c o a l o p p o s f t et h e b u r n e d z o n e i g n i t e s a n d a n e w c a v i t y s t a r t s t og r o w. S i n c e t h e h i g h t e mp e r a t u r e z o n e I s o n c e a g a i ne n t i r e l y wi t h i n t h e c o a l , t h e h e a t i n g v a l u e o f t h ep r o du c t g a s wtll rise b a c k t o f t s o r i g i n a l v a l u e .T h e CRI P c o n c e p t i n v o l v e s a r e p e t i t i o n o f t h i sp r o c e s s o v e r a n d o v e r a g a i n , d r a wf n g t h e b u r n s t e pb y s t e p , i n a c o n t r o l l e d ma n n e r , u p s t r e a m f r a m t h eo r i g i n al i n j e c t f o n p o i n t .

I t i s i mp o r t a n t t o 1 o c a t e t h e c o n n e c t i n g c h a n n e lb e t we e n t h e we l 1 s n e a r t h e b o t t o m o f t h e s e a m. L o wr a n k c o a l s s u c h a s s u b b i t u mi n ou s a n d 1 i g n i t e s h r i n ka n d f a l 1 a p a r t o n h e a t f n g , s o t h e c o a l I n s n e d fa t e l ya b o v e t h e g a s i f i c a t l o n z o n e f a l l s t o t h e b o t t o m,c r e a t f n g a n u n d e r g r o u n d p a c k e d b e d o f c o a l . T h u st h e b u r n c o n s u me s t h e b o t t o m a s we l l a s t h e t o p o ft h e c o a l b e d , u t i l i z i n g a l mo s t a l l t h e c o a l ,

A c o mb i n a t i o n o f c o n v e c t i v e a n d d i s p e r s i v ee f f e c t s i n t h e t h e t ma l l y e v o l v i n g s y s t e m c a u s e sl a t e r a l mo v e me n t o f o x y g e n a r i a / o r t h er ma l e n e r g y o u tt o a c o n s i d e r a b l e d i s t a n c e f r o m t h e i g n i t i o n p o i n t ,wh i c h a c c o u n t s f o r t h e e x p e r i me n t a l l y o b s e r v ed wi d eg a s i f i c a t i o n z o n e s ( 60 t o 1 0 0 f t wi d e I n l o w r a n kc o a l wi t h 1 0 0 - f t s p a c i n g b e t we e n i n j e c t i o n a n dp r o d u c t i o n we l l s ) . Ac on s ne r c i a l UCG o p e r a t i o n wo u l de mp l o y a l a r g en um b e r (up to 1 0 0 ) o f i n j e c t i o n -p r od u c t i o n we l l p a i r s l i k e t h e p a i r s i n F ~ g . 1 - 2 ,o p e r a t i n g s i mu l t a n e o u s l y i n a s y s t e m. Ea c h we l lp a i r wo u l d c o n s u me a b o u t 1 0 0 t o n s o f c o a l p e r d a y ,p r o d u c i n g s c u n e 5 mi l l i o n s t a n d a r d c u b i c f e e t ( s c f )p e r d a y o f me d i u m- h ea t i n g - v a l u e g a s .Un c o n t r o l l e d b u r n s c a n b e p r e v e n t e d b y u t i l i z i n go n l y t h o s e c o a l s e a ms wh i c h l i e b e l o w t h e n a t u r a lwa t e r t a b l e , s i n c e s t o p p i n g t h e i n j e c t i o n a l l o wswa t e r t o i n v a d e t h e r e a c t i o n z o n e a n d e x t i n g u i s h t h ef i r e . A c e r t a i n a mo u n t o f u n d e r g r o u n d wa t e r i sd e s i r a b l e f o r t h e s t e a m- c h a r r e a c t i o n . Ho we v e r ,mo s t UCG s i t e s c o n t a i n mo r e wa t e r t h a n i s n e e d e d ,a n d e x c e s s i v e ~ n f l u x ma y d e g r a d e t h e p r o d u c t g a sq ua l i t y .

F i g u r e 1 a n d 2 s h o w g a s i f i c a t i o n o f f l a t - l y i n gc o a l b e d s . Ho we v e r , t h e So v i e t Un i o n ( Kr e i n i n a n dRe v v a , 1 9 6 6 ) a n d @ f R6 D ( Da v i s , e t a l , 1 9 8 2 ) h a v es h o wn t h a t s t e e p l y d i p p i n g c o a l b e d s c a n b e g a s i f i e du s i n g s i mi l a r me t h o d s wi t h e x c e l l e n t r e s u l t s . Su c hs t e e p l y d i p p i n g b e d s , wh i c h a r e d i f f i c u l t t o mi n e b yc o n v e n t i o n a l t e c h n i q ue s , a p p e a r t o b e p a r t i c u l a r l ya p p l i c a b l e t o UCG.

S I T E S EL ECT I ON A ND CHA RA CT ERI Z AT I ONT h e s u i t a b i l i t y o f a c o a l d e p o s i t f o r UCG

d e p e n d s u p o n a n @e r o f f a c t o r s , i n c l u d i n g ma r k e tp o t e n t i a l , o wn e r s h i p , i n s t i t u t i o n a l f a c t o r s , a n de n v i r o n me n t a l / s o c i o e c on o mi c a s pe c t s ( Mc Sp a r r a n , e ta l , 1 9 8 0 ) . On l y t h e c o a l t y p e , d e p t h , t h i c k n e s s ,a n d g e o l o g y / ~ d r o l o gy a r e c o n s i d e r e d h e r e .

L o w r a n k c o a l s s u c h a s s u b b i t u mi n ou s a n d l i g n l t ea r e p r e f e r r e d o v e r b i t u mi n ou s c o a l b e c a u s e t h e y, s , h r i n k u p o n h e a t i n g , wh e r e a s b i t u mi n ou s c o a l s we l l sa n d u s u a l l y o c c u r s I n t h i n ne r s e a ms .

T h e So v i e t , Br i t i s h , a n d e a r l y U. S . e x p e r i me n t sI n UCG e n c ou n t e r e d s ev er e p r o b l e ms wh i l e a t t e mp t i n gt o g a s i f y c o a l s e a ms 2 m t h i c k o r l e s s ( Gr e g g , e ta l , 1 9 7 6 ) . Ma t l o s s e s a r e c o n s i d e r a b l e wi t h s u c ht h i n s e a ms , l e a d i n g t o l o w t h e r ma l e f f i c i e n c y a n dp o o r p r o d u c t - g a s q u a l i t y .

Mi n f mu m d e p t h s o f 6 0 m f o r a s e a m 2 m t h i c k a n d9 0 - 1 2 0 m f o r a s e a m 6 - 9 m t h i c k a p p e a r r e a s o n a b l e t oa v o i d s u r f a c e s u b s i d en c e d u r i n g g a s f f l c a t l o n . T h ema x i mu m d e p t h i s l l mi t e d b y e c o n o mi c s .A c o a l s e a m o v e r l a i n b y a s t r on g , d r y r o o f r o c ks e e ms d e s i r a b l e t o mi n i mi z e h e a t l o s s e s a n d e s c a p eo f g a s t o t h e o v e r b u r d e n . Mo r e o v e r , t h e c o a l s e a ms h o u l d n o t b e a ma j o r a q u i f e r , n o r s h o u l d ma j o ra q u i f e r s b e f o u n d a b o v e t h e c o a l f o r a t l e a s t t wi c et h e s t a b l e c a v i t y h e i g h t . On e wi s he s t o mi n ~ mi z ee x c e s s i v e wa t e r i n f l u x i n t o t h e g a s i f i e r , wh e t h e rf r om t h e c o a l i t s e l f o r f r om a q u i f e r s a b o v e i t wh i c hma y c o n n e c t i n t o t h e r e a c t i o n z o n e d u e t o c o l l a p s eo f t h e i n t e r v e n i n g s t r a t a a f t e r a g a s i f i c at i o nc a v i t y h a s b e e n f o r me d .

S i t e s e l e c t i o n a n d c h a r a c t e r i z a t i o n I n v o l v eme a s ur i n g t h e a b o v e p a r a nW. e r s . HDl e s a r e d r i l l e da n d l o g g e d , c o r e s o f t h e c o a l a n d o v e r b u r d e n a r et a k e n f o r p h y s i c a l a n d c h e mi c a l me a s u r e me n t , a n dh y d r o l o g y a n d p e r me a b i l i t y t e s t s a r e c a r r i e d o u t i nt h e c o a l s e a m a n d o v e r b u r d e n . So me s u r f a c et e c h n i q u e s a l s o a p p e a r t o b e u s e f u l i n d e l i n e a t i n gt h e c o a l a n d c e r t a i n s t r u c t u r a l f e a t u r e s ( Ba r t e l , e ta l , 1 9 8 0 ) .

U CG S T AT UST h e So v f e t Un i o n

T h e So v i e t Un i o n wa s t h e f i r s t n a t i o n t oi n i t i a t e UCG r e s e a r c h , s t a r t i n g i n 1 9 3 1 . A f t e rWo r l d Wa r I I , o t h e r n a t i o n s p a r t i c i p a t e d i n UCGr e s e a r c h , i n c l u d i n g t h e USA , b u t wi t h g e n e r a l l y p o o rr e s u l t s . Ho we v e r , b y t h e e a r l y 1 9 5 0 s t h e So v i e t sh a d e v o l v e d a s u c c e s s f u l UCG s y s t e m, wh i c h wa s

- 4 -


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.

a p p l i e d i n : ( 1 ) f l a t - l y i n g b e d s i n t h e c o a l f i e l d sa t T u l a a n d Sc h a t s k a n e a r Mo s c o w a n d l a t e r a t h g r e nn e a r T a s h k e n t , a n d ( 2 ) s t e e p l y d i p p i n g b e d s a tL i s i c h a n s k i n t h e Oo n e t s c o a l b a s i n a n d a tYu z h n &* i n s k i n S i b e r i a . T h e r es u l t s a t T u l a ,L i s i c h a n s k , a n d Yu z h n o - l b i n s k we r e s u f f i c i e n t ye n c o u r a g i n g t h a t b y 1 9 6 8 P I a ns we r e 1 a i d f o rs i g ni f i c a n t p r o d u c t i o n o f e n e r g y t h r o u g h UCG.h n u a l p r o d u c t i o n wa s p r o j e c t e d t o b e 4 . 5 x 1 0 9m3/yr initially and was to be expanded b y 4 1 x1 ( ? m3 / y r . Be c a u s e t h i s o c c u r r ed a t a t i me( 1 9 5 8 ) wh e n a n n u a l p r o d u c t i o n f r o m UCG wa s o n l y 0 . 7 7x 1 0 9 m3 / y r , t h i s e x p a n s i o n i s i n t e r p r e t e d a s a na d v an c e f r o m d e mo n s t r a t i o n t o f u l l - s e a l e c o n s n e r c i a ld e p l o y me n t . I n t e r ms o f a n n u a l c o a l c o n s u mp t i o n ,t h e p l a n c a l l e d f o r a n i n c r e a s e f r om 3 0 0 , 0 0 0 t o n s o fc o a l c o n s u me d i n 1 9 5 8 t o 1 8 mi l l i o n t o n s a n n u a l l y .

T h e a c t u a l p r o d u c t i o n n e v e r r e a c h t h e a mb i t i o u sp r o j e c t i o ns . L i s i c ha n s k a n d T u l a we r e s h u t d o wn , a tl e a s t p a r t i a l l y d u e t o e x h a u s t i o n o f c o a l s o u r c e s .A c t u a l So v i e t p r o d u c t i o n o f UCG- d e r i v e d p r o d u c t g a si s s h o wn i n F i g . 3 . ( St e p h e n s 1 9 8 0 ) . AS c a n b es e e n , p r o d u c t i o n p e a k e d i n 1 9 6 6 a t a 1 i t t l e o v e r 2b i 1 1 i o n m3 o f p r o d u c t h a s t h a t y e a r .

.

F i g u r e 3 . An n u a l So v i e t UCG p r o du c t i o n , 1 9 5 0 - 1 97 7 .

19B0

I t i s c l e a r t h a t s o me t h i n g we n t wr o n g wi t h t h eSo v i e t UCG d e v e l o pme n t p l a ns . T h e p l a ns n e v e r we r ei mp l e me n t e d , a n d a f t e r 1 9 6 6 p r o d u c t i o n f r o m UCGd e c l i n e d a n d c o n t i n u e d t o d e c l i n e a t l e a s t u n t i l1 9 7 7 . T h e r e a s o n s f o r t h i s d e c l i n e a r e n o t g i v e ne x p l i c i t l y b y t h e So v i e t s , b u t o n e o f t h e r e a s o n sma y b e t h e p e r f o r ma n c e a t k g r e n - p o o r e r t h a n wa sp r e d i c t e d .. l h e So v i e t s p l a n n e d f o r 3 0 - t o 4 0 - we l 1 b o r es p a c i n gs a t Yu z h n o - Mi n s k ( Kr e i n i n a n d Re v v a , 1 9 6 6 )a n d 3 ! k n o r e v en g r e a t e r a t An g r e n , ( d e Cr o mb r u g g h e1 9 5 9 ) a f t e r t h e i r s u c c e s s f u l u s e o f 2 5 t o 3 0 4 o r1 a r g e r s pa c i n g s a t S c h a t s k a . ( J en s en , 1 9 7 9 ;d e Cr o mb r u gg h e 1 9 5 9 ; S v j a gi n c ev , 1 9 7 9 ) S i s I i1 a rs p a c i n gs a r e c o n s n e r c i a l l y a t t r a c t i v e i n t h e US .

T h e s e s p a c i n gs ma y o r ma y n o t h a v e b e e n a c h i e v e da t Yu z h no - # i n s k . K r e i n i n a n d Re v va r e p o r t e dwe l l b o r e s p a c i n g s o f 1 7 t o 22 m and a l s o 3 0 t o 4 0 ma t Yu z h no - Pb i n s k . S v j a gi n c ev r e po r t e d a n a v e r a gewe l l b o r e s p a c i n g o f 1 5 m.

L a v r o v e t a l ( 1 9 7 1 ) d i s c u s s e d p o s s i b l e we l l b o r es p a c i n g s o f 4 0 t o 5 0 m a t Pn g r e n u s i n g d i r e c t i o n a ld r i l l i ng t o l i n k t h e we l l s , b u t s t a t e d t h a t i n u s i n gr e v e r s e c c d u s t i o n v e r t i c a l h o l e s h a d t o b e d r i l l e de v e r y 1 8 t o 2 0 m ( 2 0 t o 2 5 m a c c o r d i n g t o t h eA l b e r t a Re s ea r c h Co u n c i l p e r J e n s en ) ( J en s en 1 9 7 9 ) .Sv j a g i n c e v i d en t i f i e d t h e a v e r a g e we l l b o r e s pa c i n go f 1 7 m a t k g r en o T h e A l b e r t a Re s ea r c h Co u n c i 1t r i p r e p o r t b y J e n s e n a s we l 1 a s d a t a f r a n Go l u b e ve t a l . ( 19 6 5 ) ma k e i t c l e a r t h a t n o t a l l we l l s a tMg r en a r e u s e d f o r g a s i f i c a t i o n - s o me a r e u s e do n l y f o r l i n k i n g , a n d t h e d e s i r e d g a s i f i c a t i o n we l 1s p a c i n g s a r e 4 0 m o r mo r e . I f t h e US e mu l a t e d t h ec l o s e l y s p a c e d we l 1 a t ~ g r e n t h e r e WOU1 d b e a ne c on omi c p en a l t y .

T h e p r o d u c t g a s h e a t i n g v a l u e f o r An g r e n wa s.p r e d i c t e d t o b e 1 0 0 0 k c a l An s - l o we r h e a t i n g v a l u e( L HV ) . T h e a v e r a g e L HV a t Sc h a t s k a wa s 8 0 0k c a l / m3 a n d An g r e n wa s e x p e c t e d t o b e g r e a t e r d u et o t h e t h i c k e r c o a l s e a m o f 9 m v s 2 m a t Sc h a t s k a ,a n d mo r e f a v o r a b l e h y d r o l o gy . Ho we v e r , t h e An g r e na c t u a l v a l u e wa s 8 0 0 k c a l / m3 i d e n t i c a l t oSc h a t s k a s L HV ( s e e T a b l e 1 ) . No t e t h a t t h e So v i e t sq u o t e d l o we r h e a t i n g v a l u e . T h e L HV o f 8 0 0k c a l ~ 3 i s a p p r o x i ma t e l y e q u i v a l e n t t o 1 0 0 Bt u / s c f( h i g h e r h e a t i n g v a l u e ( HHV) . 7 h e p r o d u c t g a sh e a t i n g v a l u e f r o m Yu z h n o - % i n s k a s r e p o r t e d b yZ v y a g h i n t s e v e t a l ( 1 9 7 9 ) a v e r a g e d o u t t o a HHV o f1 1 9 B t u / s c f , wh i c h i s s i g n i f i c an t l y h i g h e r t h a n a tAn g r e n o r Sc ha t s k a .

- 5 -


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T a b l e 1 . So v i e t UCG P r o d u c t Ga s Co mp o s i t i o n s a n d k a t f n g Va l u e

A n gr e n - Y u z h n o -COmp o n e n t Po d n o s k o v i a Sc h a t s k a e x p e c t e d Mg r e n + c t u a l ~ i n s k

2 1 5 . 2 5c o 5 . 9 5C H4 1 . 4 5Cn l 0 . 2 7C0 2 1 8 . 1 5L H Va 8 0 6 8 0 0k c a l / m3H H v b 8 8 1 0 0Bt u / s c f

a LHV- L owe r h ea t i n g v a l u e.b HHV - H i g h e r h ea t i n g v a l u e .

T h e So v i e t s r e p o r t e d 2 5 % g a s 1 o s s e s a t Sc h a t s k ab u t o n l y 1 6 t o 1 7 % f o r An g r e n a n d Yu z h n o - Ab i n s k( Z v y a g h i n t s e v e t a l , 1 9 7 9 ) . t b we v e r , t h e So v i e t a n dwe s t e r n me t h o d s f o r c o mp u t i n g g a s 1 o s s e s d i f f e rs i g n i f i c a n t l y . T h e c o mmo n US p r a c t i c e i s t o a s s u met h a t t h e g a s c o mp o s i t i o n l o s t ( b y n i t r o g e n o r o t h e rb a l a n c e s ) i s t h e s a me a s t h e p r o d u c e d g a s . l l I eSo v i e t s a s s u me t h a t t h e c o mp o s i t i o n o f t h e g a s l o s ti s 5 0 % t h a t o f t h e o u t l e t g a s a n d 5 0 % a i r , b u t wi t ho x y g e n r e p l a c e d b y c a r b o n d i o x i d e . T h u s , g a s 1 0 s s e sc o mp u t e d b y t h e We s t e r n me t h od a r e a l w a y s 1 a r g e rt h a n t h e 1 o s s e s c o mp u t e d b y t h e So v i e t s . F o re x a mp l e , t h e a v e r a g e g a s l o s s g i v e n b y Z v y a g h i n t s e ve t a l f o r An g r e n d u r i n g 1 9 6 2 - 1 9 7 7 i s 1 5 . 8 %. Ho we v e rBe l g i a n v i s i t o r s ( J e n s e n e t a l , 1 9 7 9 ) o b t a i n e d t h er a w d a t a f r o m wh i c h b y n i t r o g e n b a l a n t e o n ec a l c ul a t e s a n a v e r a g e g a s l o s s o f 2 5 %. S i mi l a r l y ,Z v y a g h i n t s e v e t a l . s h o w a v e r a g e g a s l o s s e s o f 1 7 . 1 %a t Yu z h n o - # b i n s k c omp a r e d t o t h e 2 6 % a v e r a g ec a l c u l a t e d b y Ue s t e r n me t h o d s . Ga s 1 o s s e s p r o v i d eda p r o p o r t i o n a l c o s t p e n a l t y - - a 2 5 % g a s l o s s me a n st h a t t h e p r o d u c t g a s c o s t 3 3 % mo r e t h a n i t o t h e r wi s eWOU1 d h a v e .

T h e s e r e p o r t e d g a s 1 o s s e s , c l o s e we l l s p a c i n gs ,a n d 1 o we r p r o d u c t g a s q u a l i t i e s WOU1 d p r o d u c eu n f a v o r a b l e e c o n o mi c s i n t h e U. S . I n a d a i t i o n , t h eSo v i e t Un i o n a t t h e s a me t i me we r e r a p i d l y i n c r e a s -i n g t h e i r n a t u r a l g a s p r o d u c t i o n a n d i mp r o v i n g t h e i ro p e n p i t c o a l mi n i n g , s o UCG f a c e d s t i f f c o mp e t i t i o n .

It i s u n f o r t u n a t e t h a t t h e So v i e t s ma d e 1 i t t l eu s e o f u n d e r g r o u n d d i a g n o s t i c s a n d mo d e l i n g , a n d

.

1000

1 2 6

1 7 . 6 - 1 9 . 74 . 5 - 7 . 51 . 8 - 1 . 90 , 2 - 0 . 31 7 - 2 o7 6 0 - 8 6 0( - J OO B t u / s c f )9 3 - 1 1 2[ A V- 9 6 1

1 1 9

a p p a r e n t l y i g no r e d s e v e r a l i n no v a t i o n s t h a t we r es u g g e s t e d i n t h e i r o wn 1 i t e r a t u r e . So me o f t h e s e ,s u c h a s l i n k i n g b y d i r e c t i o n a l d r i l l i n g , a r e n o wb e i n g u s e d i n t h e U. S .

T h e U. S . p r o g r a m s po n s o r e d b y t h e De p a r t me n t o fEn e r g y ( 0 0 E ) , i n c o n t r a s t t o t h e mo r e ma t u r e So v i e tp r o g r a m, e mp ha s i z e s mo de l i n g a n d s ub su r f a c ei n s t r u me n t a t i o n i n a n a t t e mp t t o u n d e r s t a n d , a n dh e n c e t o a c h i e v e , b e t t e r c o n t r o l o f t h e u n d e r g r o u n ddp r o c e s s . Pe r h a p s b e c a u s e o f t h e s u c c e s s o f t h e s ea t t e mp t s t o u n d e r s t a n d t h e p r o c e s s , t h e U. S . r e s u l t sh a ve b e en mo r e e n co ur a g i n g .

U. S . P r o gr a m S t a t u sI n i t i a l UCG a c t i v i t i e s i n t h e U. S . we r e c a r r i e d

o u t b y t h e U. S . Bu r e a u o f Mi n e s i n 1 9 4 7 - 1 9 6 0 n e a rGo r g a s , A l a ba ma . T h e r e s u l t s we r e p o o r , a n d t h ep r o g r a m wa s t e n n i n at e d .

T h e U. S . g o v e r n me n t r e s u me d i t s s po n s o r s hi p o fUCG f i e l d t e s t i n g i n 1 9 7 3 . S i n c e t h a t t i me 2 1 UCGt e s t s h a v e b e e n c a r r i e d o u t , 1 6 o f wh i c h we r e f u n d e db y t h e f e d e r a l g o v e r t u n e n t . T e s t r e s u l t s a r es u n a n a r i z e d i n T a b l e s 2 a n d 3 . Re s u l t s f r a n t e s t s a tt h e s a me s i t e t e n d t o b e c o n s i s t e n t . S i t e Se l e Ct i O np l a y s a ma j o r r o l e i n g a s i f i c a t i o n q u a l i t y . S i t e swi t h r e l a t i v e l y d r y , s t r o n g o v e r b u r d e n a n d a t l e a s tmo d e r a t e l y t h i c k c o a l p r o d u c e f a v o r a b l e r e s u l t s .T h e s e e x amp l e s i n c l u d e t h e Ha n n a , Ra wl i n s a n dCe n t r a l i a s i t e s . S i t e s wi t h t h i n c o a l o r c o n t a i n i n gwe t , we a k o v e r b u r d e n p r o d u c e l e s s f a v o r a b l e r e s u l t s ,a s t h e Ho e Cr e e k o r t h e T e x a s t e s t s .

- 6 -


10/15

T a bl e 2 . S L XWWY o f U . S . DOC- s p on s o r e d UCG f i e l d t e s t s [ f o r wa r dg f s l f l c a t i o n p ha s e ) . T h e Ga s Re s e a r c h I n s t i t u t e l e ad s a n i n du s t r i a lc o n s o r t i u m 1 n s p o n s o r i n g , wi t h t h e U. S . DOE, al a r g e - s c a l e UCG t e s t a t Ce n t r a l i a , Wa s h i n gt o n t od e mo n s t r a t e t h e CRI P a n d o t h e r UCG me t h o d s . T h e

Co l d Ga s *2 4 4 1 & s t h a w 1Du r a t i o n c o n s u me d e f f i c i e mqT e s t Wa r ( d a y s ) [ t o n s ) [ x l . ? ) l x 3 / d ) ( a )t e s t wi l 1 e mp l o y s t e am- o x y g e n g a s i f i c a t i o n u s i n gd u a l i n j e c t i o n a n d p r o d u c t i o n we l l s . Ga s i f i c a t i o ni s p r e s e n t l y p l a n n e d f o r t h e l a t e f a l 1 o f 1 9 8 6 .T h i s t e s t f o l l o ws t h e s u c c e s s f u l Ce n t r a l i a Pa r t i a l

L a r u n i e Cn e r g y l e c hn o l o ~ C en t e r ~2 7 2 0%27 8 02 2 0 13 4 1 42 6 6 32 9 43 1 8 44 6 86 6 3

Wy c mi n g , Stte11 1 - 1 A11-1611-1111-111

) 9 7 3 - 1 9 7 41 9 7 51 9 7 51 9 7 61 9 7 61 9 7 71 9 7 81 9 7 8T 9 7 91 9 7 9

1261 3 71 4 31 6 81 3 21 3 8: 0 71 4 91 2 2

4 , 75 , 1: : ;4 . 95 . 14 . 13 . 8H

7 18 56 69 27 77 77 87 39 58 3

~ e a m CRI P t e s t , wh i c h i s d e s c r i b e d i n t h e n e x ts e c t i o n .T h e Pa r t i a l Se a m CRI P T e s t

T h e p a r t i a l s e a m CRI P t e s t wa s c a r r i e d o u t i n a

111I V - A( a )l V - A ( b )I v - B ( a lI v - B ( b )L awr e nc e L i v e mo r e Na t i o na l L ab or a t o r y - - I b e Cr a c k , My Mi n g , s i t eI 1 9 7 6 1 1: I $ t ; l 1 9 7 7 1 3

? 1 9 7 7I 1 ( a r ) 1 9 7 7 4 :I I l l a f r ) 1 9 7 9 71 1 1 1 * ) 1 9 7 9 4 7

1 2 32 8 61 1 : :2 5 63 2 5 1

1 0 11 0 02 6 31 0 41 1 32 1 2

3 . 04 . 09 . 83 . 94 . 27 . 9

8 28 08 87 48 17 3

1 9 - f o o t t h i c k s u b b i t u mi n o u s c o a l s e a m n e a rCe n t r a l i a , Wa s h i n g t o n , d u r i n g Oc t o b e r - No v emb e r1 9 8 3 . I t wa s c o n d u c t e d b y t h e L a wr e n c e L i v er mo r eWa t i o n a l L a b o r a t o r y , i n c o o p e r a t i o n wi t h T h eWa s h i n g t o n I r r i g a t i o n 6 De v e l o pme n t Co . , u n d e r t h es p o n s o r s h i p o f t h e U. S . De p a r t me n t o f En e r g y a n d t h e

Ce n t r a l i a , Wa s h i n g t o n , S i t eL BK [ )? 1 9 8 1 - 8 2 2 0 1 4 0( a r ) 2 6 2 - 28 4 9 . 8 - 10 . 61 4 0c R I P ( o ~ ) 1 9 8 3 2 8 2 0 0 0 2 4 8 : : :

807 4

-OX ~ n wY T e c hn o l w Ce nt e r - - P r i c e t . 3 wn ,n es t V i r g i n i a , s i t e1 1 9 7 9 1 7 2 3 4 1 4 9 5 . 5

GSS Re s ea r c h I n s t i t u t e .A s c h e ma t i c o f t h e t e s t i s s h o wn i n F i g . 4 wh i l e

p l a n a n d e l e v a t i o n v i e ws o f t h e c o a l a n d p r o c e s s9 7

@l Re s ea r c h a n d De v el o pm n t U . - . Ra w l i n s , Uy c n l n g , $ I t k; y i \ ) 1 9 7 9 3 0 1 2 0 7 1 5 1 5 . 6

%1 9 7 9 1 2 5 2 5 0 9 . 31 1 ( ) 1 9 8 1 6 : 8 5 5 0 3 3 0 1 2 . 3

we l l s a r e s h o wn i n F i g . 5 . I n s t r u me n t a t i o n we l 1 sc on t a i n i n g t h e r mo c ou p l e s a n d TOR ( t i me d o ma i nr e f l e c t o me t r y ) c a b l e s a r e a l s o s h o wn i n F i g . 5 .Ra t i o o f h e a t i n g v a l u e o f g a s t o h e a t i n g v a l u e o f t h e c o a l u s e d i nd er t v i n g t h e g as .

T h e i n j e c t i o n we l 1 wa s d r i l l e d f r o m a n e x p o s e dc o a l f a c e n e a r t h e b o t t o m o f t h e s e a m f o r a d i s t a n c eo f 9 0 0 f t . T wo p r o d u c t i o n we l 1 s we r e e mp l e y e d , at b l e 3 . P r i v a t r l y s po n s or e d u CG f i e l d t e s t s i n USA .v e r t i c a l we l l n e a r t h e e n d o f t h e i n J e c t i o n we l 1 a n da n i n c l i n e d p r o d u c t i o n we l l , wh i c h s l a n t e d t h r o u g ht h e o v e r b u r d e n d o wn i n t o t h e c o a l . T h e S1 a n t

&s 2 0 8 1 t i l d g a sDu r a t i o nY e a r ( d e y s ) ( B ! WX 1 4 3 r %3

g a s i f i e d t h e r x a l e f f i -l t o n s ) c i e n c y [ t )e s t

B@s i c Re s ou r c e s , I n c .F a i r f i e l d . T X 1 9 7 6 2 6 1 2 6 4 . 7 - - - .

p r o d u c t i o n we l l c r o s s e d n e a r t h e i n j e c t i o n we l 1 b u td i d n o t c o n n e c t t o i t , wh i l e t h e v e r t i c a l we l l wa sT en Ms s ee O l o ny , T X:A f r i n j e c t i o n 1 9 7 8 - 7 9 1 ; ; 8 1 4 DW, - ; CH? O - -Ox y y n f n j e c t f o n 2 3 0 : : : . - me c h a n i c a l l y c o n n e c t e d t o t h e i n j e c t i o n we l 1 p r i o r

ARCO Co a l Co .Re no J u n c t i o n , MY 1 9 7 8 6 0 . 2 @J 7 . 4 3 6 CQ 9 4 Production =T e x a s MM Un i v er s i t y [ w i t h I n d u s t r i a l Co ns o r t i u m]t . a l l e geS t a t i o n , T X 1 9 7 1 1 3 5 - 1 1 4 1 . 3 - 4 . 2 - .b as t r o p Co un t y , T X 1 9 7 9 2 3 . 2 - : - -Ba s t r o p Co un t y , T X 1 9 8 0 - - 3 5 - 1 : : 1 . 3 - 5 . 6 - - - -

.Th e p r e s e n t l o w p r i c e s f o r o i l a n d g a s h a v e

r e d u c e d c a mn e r c i a l i z a t i o n i n t e r e s t f o r UCG, a s i th a s f o r a l l s y n f u e l s . t b we v e r , a t l e a s t t wop r o gr a ms a r e a c t i v e :

Ra ! ; i c Re s o u r c e s , I n c . , a s u b s i d i a r y o f T e x a sUt i l i t i e s , p u r c h a s e d t h e U. S . r i g h t s o f t h e So v i e tUCG t e c h n o l o gy i n 1 9 7 5 , a n d , a f t e r c o n d u c t i n g an u mb e r o f t e s t s i n T e x a s l i g n i t e ( Hs n e y 1 9 7 9 ; Gr a n ta n d F e r n b a c h e r 1 9 7 9 ) ( T a b l e 2 ) h a s d e s i g ne d a n d i si n t h e c o n s t r u c t i o n p h a s e o f a n e l e c t r i c a lg e n e r a t i n g d e mo n s t r a t i o n p l a n t ( 7 MWe c ap a c i t y ) .

- 7 -

,,areY


11/15

Mmlcrmtiiwlpbll.m - 1 2 ,.,, ,+ ,., ,.4 E ,4 ,.2 ,., PnD.2 ,.,100;. m11-l am

.Injut. ##,-dw8tlmh

F i g ur e 5 . L a y o u t o f i n s t r u me n t a t i o n , p r o d u c t i o n ,a n d i n j e c t i o n we l 1 s f o r CRI P t e s t a t t h eUIDCOmi n e n e a r Ce n t r a l i a , Wa s hi n g t o n .T h e b u r n wa s s t a r t ed a t t h e e n d o f t h e1 i n e r a n d t h e g a s e s we r e d r a wn o f ft h r o u g h v er t i c a l p r o d u c t i o n we l 1 PRD- 2a n d 1 a t e r t h r o u g h t h e $ 1 a n t p r o d u c t i o nwe l l . b o u t mi d wa y t h r o u g h t h e g a s i f i -c a t i o n t h e i n j e c t i o n p o i n t wa s r e t r a c t e d~ t i ~ I d CRI P p o i n t wh e r e a n e w b u r n wa s. I n s t r u me n t a t i o n we l 1 s a r e d e s i 9 -n a t e d 1-1, I-2, etc. p-l was a Pu mP we l l

t o t h e b u r n . As g a s i f i c a t i o n p r o c e e d e d , t h e s l a ntp r o d u c t i o n we l 1 c o n n e c t e d t o t h e b u r n c a v i t y .

T h e c oa l s ea m wa s ignited on Oc t o b e r 1 6 , 1 9 8 3 .&o d p r o d u c t g a s wa s o b t a i n e d wt t h s t e am+ x yg e ni n j e c t i o n . A i r wa s i n j e c t e d f o r b r i e f p e r i o d s wh e np o we r o u t a g e s o c c u r r e d o r wh e n t h e s t e a m b o i 1 e rn ee de d r e pa i r s .

T h e v e r t i c a l p r o d u c t i o n we l l wa s u s e d u n t i lOc t o b e r 2 8 , wh e n t h e s l a n t we l 1 wa s c o n n e c t e d t o t h ec a v i t y a n d we s wi t c h e d t o i t . We o b s e r v e d a ni mp r o v e me n t i n p r o d u c t g a s q u a l i t y u p o n c h a n g i n g t ot h e S1 a n t we l 1 , a n d t h e e n t i r e c h a n g e o v e r we n ts mo o t h l y . On Oc t o b e r 3 0 t h e c o n t r o l 1 e d r e t r a c t i o nma n e u v e r wa s e x e c u t e d a n d a n e w c a v i t y wa ss u c c e s s f u l l y e s t a b l i s h e d .

Me c on t i n u e d s t e am/ o x y g e n g a s i f i c a t i o n u s i n g t h en e w c a v i t y a n d t h e s l a n t p r o d u c t i o n we l 1 u n t i 1No v emb e r 1 4 , 1 9 8 3 , wh e n t h e e x p e r i me n t wa s s h u td o w n . F i g u r e 6 s h o ws t h e p r o d u c t g a s h e a t i n g v a l u ef o r t h e b u r n p e r i o d , a n d F i g u r e 7 s h o ws s o me o f t h ep r o du c t g a s c he mi s t r y . Mi n i ma i n h e a t i n g v a l u e ,H2 a n d CO c o mp o s i t i o n c o r r e l a t e d wi t h i n j e c t i o n o fa i r , r a t h e r t h a n s t e a m a n d o x y g e n , f o r c e d b y t h eb o i l e r f a i l u r e s a n d p o we r o u t a ge s me n t i o n e d

- 8 -

p r e v i o u s l y . I n t e r a c t i o n o f t h e b u r n wi t h t h e r o o fc a n b e s e e n d u r i n g d e y s 6 - 1 2 f o r t h e f i r s t c a v i t ya n d d u r i n g d a y s 2 2 - 2 9 ( No v e mb e r ? - 1 4 ) f o r t h es e c o n d . T h e s l a n t p r o d u c t i o n we l 1 wa s u s e db e g i n n i n g o n d a y 1 2 ( Oc t o b e r 2 8 ) , a n d a n i n c r e a s e i np r o d u c t g a s q u a l i t y c a n b e s e e n . T h e CRI P ma n e u v e rwa s e x e c u t e d o n d a y 1 4 .

T h r e e d i s t i n c t g a s i f i c a t i o n p e r i o d s c a n b eh b s e r v e d . T h e i n i t i a l p e r i o d , i n wh i c h t h e v e r t i c a lp r o d u c t i o n we l l wa s i n u s e , y i e l d e d a t y p i c a ld r y - g a s h e a t i n g v a l u e o f 2 4 8 Bt u / s c f . T h i s wa sf o l l o we d b y a p e r i o d o f c o n s i d e r a b l y h i g h e r g a sq u a l i t y , 2 9 6 B t u / s c f , wh i c h r e s u l t e d f r o m t h e s wi t c ht o t h e s l a nt p r o d u c t i o n we l 1 a n d t h e CRI P ma n e u v e r .T h e f i n a l p e r i o d b e g a n wh e n a l a r g e - s c a l eu n d e r g r o u n d r o o f f a l l o c c u r r e d a n d t h e t y p i c ald r y - g a s h e a t i n g v a l u e d e c r e a s e d t o 2 2 0 Bt u / s c f ( @n ae t a l , 1 9 8 4 ) .

Ap p r o x i ma t e l y 6 7 0 t o n s o f c o a l we r e g a s i f i e dwi t h t h e f i r s t c a v i t y a n d 1 3 3 0 t o n s d u r i n g t h es e c o n d , f o r a t o t a l o f 2 0 0 0 t o n s .

Ma j o r r e s u l t s f o r t h e s t e a m+ x y g e n i n j e c t i o np e r i o d s a r e g i v e n i n T a b l e 4 .

Bu r n c a v i t y c o n t o u r s we r e e s t i ma t e d f o r v a r i o u st i me s d u r i n g t h e t e s t , u s i n g o n - 1 i n e t h e r ma l a n ds ub s i d e n c e i n s t r u me n t a t i o n , t o t a l c oa l c on s ump t i o nb y ma t e r i a l b a l a n c e, p r o c es s p e r f o r ma n c e a n dmo de l i n g . T h e c o n t o u r s a r e s h o wn i n F i g . 8 . T h ef i n a l c o n t o u r s we r e e s s e n t i a l l y v e r i f i e d b yp o s t - b u r n c o r i n g ( Da n a , Co v e n , e t a l 1 9 8 4 ) .

Ou r ma j o r c on c l u s i o n s f r o m t h i s u n d e r g r o u n d c o a lg a s i f i c a t i o n t e s t a r e :( 1 )

(2)

( 3 )

( 4 )

T h e Ce n t r a l i a s i t e i s f a v o r a b l e f o r u n d e r g r o u n dc oa l g a s i f i c a t i o n ( UCG) .T h e s ma l l - s c a l e L a r g e B l o c k t e s t s , wh i c h wec o n d u c t e d t wo y e a r s a g o a t t h e s a me s i t e ,p r o d u c e d s i mi 1 a r r e s u l t s a s t h e mu c h 1 a r g e rs e a l e p a r t i a l s e a m t e s t .Us e o f a s l a n t p r o d u c t i o n we l 1 i s a d v a n t a g e o u sf o r UCG.T h e c o n t r o l 1 e d r e t r a c t i o n i n j e c t i o n p o i n t me t h o d( CRI P ) wa s s u c c e s s f u l l y t e s t e d , wi t h a ni mp r o v eme n t i n I J CGp er f o r ma nc e .

F o r e i g n P r o g r a msUCG f i e l d t e s t i n g h a s b e e n c a r r i e d o u t i n F r a n c e

( Gs d e l l e e t a l , 1 9 8 4 ) a n d Be l g i u m. ( Pa t i g n y e t a l ,1 9 8 4 ) Due to t h e u s e o f t h i n ( 2m) s e a ms a t g r ea td e p t h ( u p t o 1 0 0 0 m) , t h e p r o j e c t s h a v e b e e n t h u sf a r u n a b l e t o p r o c e e d t o f o r wa r d g a s i f i c a t i o n .

...-


12/15

35 0 [ I I I I 1 I I I I I I 130 0

25 0

5>m 150

10 0

601

I I II

# 1 II I_I III II II II 1 II

I Final. .y~::>

;=CRIP [ ,_

!1 I

I I# I

o 1 I 1 I I Io 5 1 0 1 5 m 2 5Tima (days)

F i g u r e 6 . P r o d u c t g a s q u a l i t y ( h e a t o f c o mb u s t i o n ) a s a f u n c t i o n o f t i me f o rt h e e n t f r e t e s t . Mi n i ma a r e d u e t o a i r i n j e c t i o n f o r c e d b y p o we ro u t a g e s a n d b o i l e r r e p a i r s .

. 5

.4zol-i1-IJ . 3


13/15

T a b l e 4 . Pa r t i a l Se a m CRI P T e s t Su n s n a r yAv e r a g eVa l u e s Du r i n g St e a m- Ox y g e n Ga s i f i c a t i o n( Oc t o b e r 1 6 - No v emb e r 1 4 , 1 9 8 3 )

Dr y P r o d u c t MS Ne s t i n g Va l u e 2 4 8 BtU/SC9 . 2 MJ / m $Co a l Ga s i f i e d 2 0 0 0 t o n sOr y Ga s Co mp o s i t i o n ( v o l %)

2 3 6 . 1c % 5 . 4c o 1 8 . 5C0 2 3 6 . 1Cn % 1 . 0H2 S 1 . 6~&A r 1 . 3

P r o d u c t Ga s mo l Ra t i o~ 0 / D r y Ga s 1 . 3

T h e r ma l E f f i c i e n c y % 7 4

r PRO . > ,,,

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, ,0//, .mr ,m t .u .

F i g ur e 8 .k ems act. planw

Ap p r o x i ma t e b u r n c a v i t y c o n t o ur s a ts e l e c t e d t i me s d u r i n g t h e Pa r t i a l Se a mCRI P e x p e r i me n t . Ap p r o x i ma t e l y 6 7 0 t o n so f c o a l we r e g a s i f i e d f r om t h e f i r s tc a v i t y a n d 1 3 3 0 t o n s f r o m t h e s e c o n d , f o ra t o t a l o f 2 0 0 0 t o n s .L i n k ag e a t t e mp t s h a v e b e e n ma d e u s i n g r e v e r s ec o mb u s t i o n i n Be l g i u m a n d h y d r a u l i c f r a c t u r i n gf o l l o we d b y r e v e r s e c o mb u s t i o n i n F r a n c e .

T h e U , S . De p a r t me n t o f En e r q y e n t e r e d i n t o t wor e c e n t a g r e e me n t s t o t r a ns f e r UCG t e c h n o l o g y f r o mt h e U. S . t o t h e g o v e r n me n t s o f Br a z i 1 a n d Sp a i n .

B r a z i 1 h a s a n a b u n d a n c e o f v e r y p o o r q u a l i t Y ,h i g h a s h c o a l wh i c h , h o we v e r , ma y b e s u i t a b l e f o rUc b . T h i s i s o f g r ea t i n t e r e s t t o B r a z i l d u e t o i t sh i g h i mp o r t b i l l f o r c r ud e o i l .

T h e Sp a n i s h g o v er n me n t i s p r e s e n t l y c o n s i d e r i n gs po n s or s h i p o f a n UCG p r o gr a m. Sp a i n h a sc o n s i d er a b l e r e s o u r c e s o f c o a l s u i t a b l e f o r UCG a n di s p a y i n g h i g h p r i c e s f o r I mp o r t e d n a t u r a l g a s .

-1o-

ENV I RONMENTA L CONSI D ERAT I ONST h e p r i n c i p a l e n v i r o n me n t a l issues for UCG a r e

wa t e r c on t a mi n a t i o n a n d s ub s i d e n c e. Su b s ur f a c eg r o u n d mo t i o n o c c u r s i n a l 1 UCG e x p e r i me n t s . I n USe x p e r i e n c e , t h e c a v i t i e s CO1 l a p s e , i n g e n e r a l , t o ad i s t a n c e o f t wo c o a l s e a m t h i c k n e s s e s o r l e s s . T h eSo v i e t t e s t s e x h i b i t e d s u r f a c e s u b s i d e n c e d u e t ot h e i r 1 a r g e r s c a l e a n d c l o s e l y s p a c e d p r o c e s s we l 1 s( Gr e g g , e t a l 1 9 7 6 ) .

Bo t h i n o r g a n i c a n d o r g a n i c c o n t a mi n an t s a r ei n t r o d u c e d f n t o t h e c o a l a q u i f e r a n d p o s s f b l y i n t oo v e r l y l n g a q u i f e r s f o l l o wi n g UCG. T h e i n or g a n i ca r e c o n f i n e d t o t h e c a v f t y wa t e r a n d a r e d e r i v e df r o m c o a l a s h a n d h e a t e d o v e r b u r d e n f i l l i n g t h ec a v i t y . Pe r s f s t e n t I n o r g a n i c i n c l u de a n s n o n i u m,f l u o r i d e , b o r o n , s u l f a t e a n d c a l c i u m. T h e c a v i t ywa t e r c h e mi s t r y i s c o mp l e x a n d i s n o t we l 1u n de r s t o o d.

Or g a n i c s , p r i ma r i l y p h e n o l s , a p p e a r t o b ed e p o s i t e d p r i ma r i l y n e a r t h e e d g e o f t h e b u r nc a v i t y . L o w b u t me a s u r a b l e a mo u n t s a r e f o un d f a rf r o m t h e c a v i t y , p r o b a b l y t r a n s p o r t e d b y e s c a p e dp r o d u c t g a s ( Ua n g , e t a l 1 9 8 2 ) ,

T h e c o n c e n t r a t i o n o f b o t h o r g a n f c a n d f n o r g a n f cc o n t a mi n a n t s t e n d t o d e c r e a s e wi t h t f me , a p p a r e n t l yd u e t o d i l u t i o n , d i s pe r s i o n , s o r p t i o n a n d b a c t e r f a 1a c t i o n . Co n t a mi n a t i o n o f a q u i f e r s a b o v e t h e c o a lh a s b e e n mi n o r .

T h u s f a r t h e p r e d i c t i v e c a p a b i l i t y f o rs u b s i d e n c e i s g o o d b u t i s l a c k f n g f o r wa t e rq ua l i t y . If wa t e r c o n t a mi n a t i o n p e r s i s t s , a c t f v ea q u i f e r r e s t o r a t i o n ma y b e r e q u i r e d . T n i s i st e c h n i c a l l y f e a s i b l e f o r c a v i t y wa t e r b u t wo u l d b ee x t r e me l y d i f f i c u l t f o r wa t e r b e y o n d t h e b u r n z o n e .

A t p r e s e n t t h e e n v i r o nme n t a l e f f e c t s o fc c ms n e r c i a l UCG o n wa t e r q u a l i t y a r e u n c e r t a i n . Mo r ed a t a a r e n e e d e d , p a r t i c u l a r l y wf t h 1 a r g e r s e a l et e s t s , t o d e mo n s t r a t e a c c e p t a b l e e n v i r o n me n t a l r i s ko f UCG.

COS T E ST I MA TE SPr o d u c t c o s t s f o r a n e w t e c h n o l o g y s u c h a s UCG

a r e d i f f i c u l t t o e s t i ma t e . T h e e s t i ma t o r mu s t ma k ea s s ump t i o n s a b o u t p r o c es s u n c er t a i n t i e s i n ma k i n gc os t p r o j e c t i o n s . T h e a s su mp t i o n s ma d e a r e u s ua l l ymo d e r a t e l y o p t i mi s t i c ; i . e . , t h e p r o c e s s i s assumedt o wo r k r e a s o n a b l y we l 1 .

T a b l e 5 p r e s e n t s c o s t e s t i ma t e s f r o m t wos o u r c e s : Mc Co wn e t a l ( 1 9 8 2 ) f o r me d i u m h e a t i n 9v a l u e g a s , me t h an o l a n d g a s o l i n e , a n d Hi 1 1 , Bu r n h a m


14/15

..

T a b l e 5 . Co s t Es t i ma t e s f o r Un d e r g r o u n d COa lGa s i f i c a t i o n P r o d u c t s

$ / 1 06 Bt u $ / 9 a 1Me d i u m Wa t i n 9 Va l u e Gas 4,35( 2 5 0 - 3 0 0 B t u j s c fP i p e l i n e Qu a l i t y Ga s( 9 50 B t u / s c f )Me t h a n o lGa s o l i n e

5 . 1 9

9 . 1 9 0 . 5 20.20 1.39

e t a l (1984) f o r s y n t h e t i c n a t u r a l g a s . T h ep r o j e c t e d c o s t s f o r me d i u m h e a t i n g Va l Ue g a s ,s y n t h et i c n a t u r a l g a s , a n d me t h an o l f r o m UCG c o mp a r ef a v o r a b l y wi t h c o s t s o f t h e s a me p r o d u c t s f r o me x i s t i n g s o u r c es , wh i l e g a s o l i n e f r o m UCG e x c e e d st h e p r e s e n t p r i c e .

Ba s e s f o r t h e c o s t s d i f f e r . Mc Co wn e t a la s $ u me d a 3 0 % e q u i t y a n d a 2 0 % d i s c o u n t e d c a s h f l o wp r o f i t . Hi l l e t a l a s s u me d a 3 5 % e q u i t y a n d al e v e l i z e d c o s t b a s e d o n h i s t o r i c a l r e a l r e t u r n s o nc a p i t a l b y t h e n a t u r a l g a s i n d u s t r y .

T h e s e e s t i ma t e s a r e p l a n t g a t e p r i c e s ,i n c l u d i n g p r o d u c e r s p r o f i t b u t e x c l u d i n gt r a n s p o r t a t i o n , r e t a i l c o s t s a n d e x i s e t a x e s .

CONCLUSI ONST h e t e c h n i c a l f e a s i b i l i t y o f UCG c o mb i n ed wi t h

i t s f a v o r a b l e c o s t e s t i ma t e s i n d i c a t e t h a t i t is o n eo f t h e mo s t p r o mi s i n g me t h o d s t o p r o d u c e c l e a n f u e l sf r o m u n mi n a b l e c oa l . Su c c e s s f u l i mp l e me n t a t i o n o ft h e c o u l d mo r e t h a n t r i p l e t h e p r o v e d U. S . c o a lr e s e r v e s . l h e UCG p r o c e s s a p p e a r s t o b ee nv i r o nme nt a l l y a c c e pt a b l e .

A t t h i s s t a g e o f d e v e l o p me n t , UCG i s a h i g h r i s kt e c h n o l o g y a n d wi l l r e ma i n s o u n t i l l a r g e r s c a l ef i e l d t e s t s a r e s u c c e s s f u l l y c a r r i e d o u t . T h e s et e s t s a r e r e c o n s n e n d e d b y t h e Ga s Re s e a r c h I n s t i t u t e( We b b 1 9 8 5 ) a n d b y t h e Mn e r i c a n I n s t i t u t e o fCh e mi c a l En g i n e e r s . ( Ha n s ne s f a h r , Ed g a r , e t a l s 1 9 8 1 )A s e v e n y e a r p r o g r a m c o s t i n g a b o u t $ 2 0 0 mi l l i o nWOU1 d p e r mi t i n i t i a l c o n s n e r c i a l p r o d u c t i o n i n t e ny e a r s . W t h t h e c o n t i n u e d j o i n t e f f o r t s o f i n d u s t r ya n d g o v e r n me n t , UCG s h o u l d ma k e a s i g n i f i c a n t i mp a c to n t h e U. S . e n e r g y t e c h n o l o g y .

REFERENCES

Ba r t e l , L . C. , Do b e c k i , T . L . a n d S t o n e , R. , 1 9 8 0 ,Re s u l t s o f t h e Ch a r a c t e r i z a t i o n o f a n I n - S i t uCo a l Ga s i f i c a t i o n S i t e I n t h e S t a t e o fWa s h i n g t o n : P r o c . S i x t h Un d e r g r o u n d Co a lCo n v e r s i o n Sy mp o s i u r n , p p . 1 - 4 1 - I - 4 8 .

$ e n a , R. J . , Hi l l , R. W. , S t e p h e n s . D. R. a n dT h o r s n e s s , C. B . , 1 9 8 4 , T h e Ce n t r a l i a Pa r t i a lSe a m CRI P Un d e r g r o un d Co a l Gs s l f i c a t i o nEx pe r i me n t , L a wr e n c e L i v en n o r e Na t i o n a lL a b o r a t o r y , L i v e t mo r e , CA , UCRL - 9 1 2 5 2 .

Da n a , G. F . , Co v e n , J . , Ol i v e r , R. L . a n d E l l i o t t ,J. R. , 1 9 8 4 , P r e l i mi n ar y Re s u l t s o f Po s t b u r nCo r i n g a n d Dr i l l i n g a t WI DCO - CRI P UCGEx p e r i me n t a l T e s t S i t e , Ce n t r a l i a , WA : P r o c .T e n t h Un d e r g r o u n d Co a l Co n v er s i o n Sy mp o s i u m, t ob e p u b l i s he d .

Da v i s , B . E . , Ab n e r , P . F . , Co v e n , J . a n dS i n g l e t o n , A . , 1 9 8 2 , S t a t u s o f t h e Ra wl i n sUCG- S DB Pr o g r a m: P r o c . E i g h t h Un d e r g r o u n d Co a lCo nv e r s i o n Sy mp os i u r n , ( K ey s t o ne , CO, Ag us t1 5 - 1 9 , 1 9 8 2 ) SAND 2 - 2 35 5 ( 1 9 8 2 ) , PP . 2 0 5 - 2 12 .

d e Cr o mb r u gg h e , O. , 1 9 5 9 , Un d e r g r o u n d Ga s i f i c a t i o n( o f c o a l ) i n t h e USSR, U. S. De p t . I n t e r i o rT r a n s l a t i o n TN7 , E5 9 , No . 3 9 4 , f r om h a l e s d e sMi n es d e Be l g i q u e , No . 5 , 4 7 8 - 5 3 4 ( Ma Y 1 9 5 9 ) .

E r h n o n d s , J . a n d Re i l l y , J . , 1 9 8 3 , En e r g y 8 No . 6 ,4 1 9 .

Ga d e l l e , C. , L e s s i , J . , Ma r r as t , J . , Po t t i e r , M. ,Ra f f o u x , J . F . , Sa r d a , J . P . , a n d T e r n o t A . Y1 9 8 4 , UCG T e s t s a t L a Ha u t e De u l e - F i r s t Re s u l t s :P r o c . T e n t h Un d e r g r o u n d Co a l Co n v e r s i o nSy mp o s i u n , t o b e p u b l i s he d .

@ u b e v , Yu . B . , Z y b a l o v a , G. p . , p e t u k h o v a ~ N. N. tSc h a d k o , A . M. , 1 9 6 5 , Dy na mi c s o f Ga s F o r ma t i o nDu r i n g t h e b s i f i c a t i o n o f a Se a m o f B r o wn Co a li n a n Ex p e r i me n t a l Ga s Ge n e r a t o r a t t h e A ng r e nPo d z emg a z S t a t i o n , T r . Vs es . Na u c h . - 1 s s 1e d .I n s t . Po d z e mn . Ga s i f i k a t s i i Ug l e i ( 1 3 ) , 1 1 - 1 7( 1 9 6 5 ) [ E n g l i s h t r a n s l : UCRL - T r a n s - 1 1 0 5 1 ,L awr e n c e L i v e n no r e L ab or a t o r y ] .Gr a n t , J . F . a n d F e r n b a c h e r , J . M. , 1 9 7 9 , T e n n e s s e eCo l o n y S t e am- Ox y g e n I n - S i t u L i g n i t e Ga s i f i c a t i o nT e s t : P r o c . F i f t h Un d e r g r o u n d Co a l Co n v e r s i o nSy mp os i u r n , C ONF 7 90 63 0 , 1 09 - 1 1 7 .

- 1 1 -


15/15

Gr e g g , D. W. , Hi l l , R. W. a n d Ol n e s s , D. U. , 1 9 7 6 ,Ov e r v i e w o f t h e So v i e t E f f o r t i n Un d e r g r o u n dGa s i f i c a t i o n o f c o a l , L a wr e n c e L i v e n n o r eNa t i o n a l L a b o r a t o r y Re p o r t , L i v e r mo r e , CA ,U CR L - 5 2 0 0 4 .

Mt mn e s f a h r , F . W. , Ed g a r , T . F . , Gu n n , R. O. , Me y e r ,H. S . , S i n g l e t o n , A . H. a n d Z e y , A . F . , 1 9 8 1 ,Un d e r g r o u n d Co a l Ga s i f i c a t i o n , r e p o r t o f t h et a s k f o r c e t o t h e @v e r n me n t P r o g r a ms S t e e r i n gCo mmi t t e e , Ame r i c an I n s t i t u t e o f Ch e mi c a lEn g i n e e r s , De c emb e r 1 8 , 1 9 8 1 .

Ha n e y , S . E . , 1 9 7 9 , T e n n e s s e e Co l o n y I n - S i t uGa s i f i c a t i o n P r o j e c t - - A Re v i e w: P r o c . F i f t hUn de r g r o u n d Co al Co nv e r s i o n Sy mp os i u m, CONF No .7 90 63 0 , 1 03 - 1 0 8 .

Hi l l , R. W. a n d Sh a n n o n , M. J . , 1 9 8 1 , T h e Co n t r o l l e dRe t r a c t i n g I n j e c t i o n Po i n t ( CRI P ) Sy s t e m: AMo d i f i e d S t r e a m Me t h o d f o r I n - S i t u Co a lGa s i f i c a t i o n , L a wr e nc e L i v er mo r e Na t i o n a lL a b o r a t o r y Re p o r t , L i v e r mo r e , CA , UCRL - 8 5 8 5 2 .

Hi l l , V . L . , 8 u r n h a m, K . 8 . , 8 a r o n e , S . P. ,Ro s e n b e r g , J . I . . A s h b y , A . B . , 1 9 8 4 ,Un d e r g r o u n d Co a l &s i f i c a t i o n : I t s Po t e n t i a lf o r L o n g - T e r m Su p p l y o f SNG, Ga s Re s e a r c hI n s i g h t s , T h e Ga s Re s e a r c h I n s t i t u t e , Ch i c a g o ,I L . , F e b r u a r y 1 9 8 4 .

J e n s e n , E . J . , 1 9 7 9 , V i s i t t o t h e USSR b y t h e Ga sWo r k i n g Gr o up , ( A l b e r t a Re s ea r c h Co u n c i 1 ) ,( J an u a r y 1 5 - 2 2 , 1 9 7 9 ) ; i n c l u d e d i s t h e Se p t e mb e r1 9 7 5 Be l g i a n r e po r t : Un d e r g r o u n d Co a l( g a s i f i c a t i o n , a r e p o r t b y I n s t i t u t Na t i o n a l d e sI n d u s t r i e s Ex t r a c t i v es o f 8 e l g i u m o n t h e v i s i to f a 8 e l g i a n d e l e g a t i o n t o Ru s s i a .

K r e i n i n , E . a n d Re v v a , M. , 1 9 6 6 , Un d e r g r o u n dGa s i f i c a t i o n o f Co a l , Po d z emn a y a g a z i f i k a t s i y au g l e i . Ke me r o v s k o e k n i z hn o e i z da t e l s t v o[ E n g l i s h t r a ns l . : UCRL - T r a n s - ? 0 8 1 0 , L a wr e n c eL i v e r mo r e L ab o r a t o r y ] .

L a v r o v , N. V . , Ku l a k o v a , M. A . , Ka z a c h k o v a, S . T s . ,Z h i r n y i , A . E . , ~ t o n o v a , R. l . , Vo l k , A . F . ,1 9 7 1 , Un d e r g r o u n d Ga s i f i c a t i o n o f t h e An g r e n8 r o wn - Co a l F i e l d , Kh i mi y a T v e r d o g o TOPI i v a , ( 1 ) ,7 3 - 7 9 [ 1 9 7 1 ) [ E n g l i s h t r a n s l . : UCRL - T r a ns - l 0 9 2 2 ,L a wr e n c e L i v e r mo r e L a b o r a t o r y I .

L a v r o v , N. V . , Ku l a k o v a , M. A . , Ka z a c hk o v a , 1 9 7 1 , AnAma l y s i s o f Se v e r a l T e c h n i c a l F a c t o r s i n t h eUn d e r g r o u n d Ga s i f i c a t i o n o f B r o wn Co a l , f r o mMOSCOW Vs e s . Na u c h - Issled. I n s t . Po dz emn .Kh r a n e n i y a Ne f t i , Ne f t e r p r o d u k t o v I Sz h i z h e nn y k h&z o v . T r . I n s t . I P r o i z v o d s t v e n n Y i Op y t . , ( 5 ) ,

1 3 3 - 1 3 7 ( 1 9 7 1 ) [ E n g l i s h t r a ns l . :UCRL - T r a n s - 1 0 9 7 9 , L a wr e n c e L i v en n o r e L a b o r a t o r y ] .

Mc Co wn , P . J . a n d Smi t h , G. W. , 1 9 8 2 , Un d e r g r o u n dCo a l Ga s i f i c a t i o n ( UCG) - - Ga s t o Me t h a n o l a n dMGT Ga s o l i n e : An Ec o n o mi c a n d Se n s i t i v i t yS t u d y : P r o c . E i g h t h Un d e r g r o u n d Co a l Co n v er s i o nSy mp os i UM, SAND 8 2- 2 3 5 5, 4 99 - 5 1 0.

~ Sp a r r an , O. K . , F o l l i c k , J . H, a n d T a t e , J a me s J r . ,1 9 8 0 , Ma j o r En v i r o nme n t a l a n d So c i Op e l i t i c a lIssues to b e Re s o l v e d 8 e f o r e UCG i sCo mme r c i a l i z ed : P r o c . S i x t h Un d e r g r o u n d Co a lCo n v e r s i o n Sy mp o s i u r n ( S h a n g r i - L a , Ok l a . , J u l y1 3 - 1 7 , 1 9 8 0 ) , CONF . NO. 8 0 0 7 1 6 , p p . I I - 5 9 -I I - 6 3 .

Pa r e n t , J . O. , 1 9 8 4 , I n s t i t u t e o f Ga s T e c h n o l o g y , 4En e r g y T o p i c s , Ap r i l 2 , 1 9 8 4 .

Pa t i g n y J . , L i T . K . , Ch a n d e l l e V . , So n n t a g e C. ,F a b r y R. a n d Ku r t h M. , 1 9 8 4 , S t a t u s o f t h e J o i n tBe l g o - Ge r ma n Ex pe r i me n t o f Un d e r g r o u n d Co a lGa s i f i c a t i o n : P r o c . T e n t h Un d e r g r o u n d Co a lCo n v e r s i o n Sy mp o s i u m, t o b e p u b l i s he d .

S t e ph e n s , D. R. , 1 9 8 0 , An Ap p r a i s a l o f So v i e tUn d e r g r o u n d Co a l Ga s i f i c a t i o n : L L NL I n - Si t u Co a lGa s i f i c a t i o n P r o j e c t Qu a r t e r l y P r o g r e s s Re p o r tJ an u a r y t h r o u g h Ma r c h 1 9 8 0 , L a wr e nc e L i v er mo r eNa t i o n a l L a b o r a t o r y Re p o r t , L i v e r mo r e , CA ,UCRL - 5 0 0 26 - 8 0 - 1 , 2 - 7 .

S t e p h e n s , D. R. , Hi l l , R. W. , a n d Bo r g , I . Y . , 1 9 8 5 ,S t a t u s o f Un d e r g r o u n d Co a l b s i f i c a t i o n , Mi n er a lP r o c e s s i n g a n d T e c hn o l o g y Re v i e w ( i n p r e s s ) .

Sv j a g i n c e v , K . H. , 1 9 7 9 , Un d e r g r o u n d Co a lGa s i f i c a t i o n i n t h e So v i e t Un i o n , Gl u c k a u f 1 1 5( No . 1 1 ) , 5 4 0 - 5 4 6 ( 1 9 7 9 ) . [ E n g l i s h t r a n s l . :UCRL - T r a n s - l 1 5 5 6 , L a wr e n c e L i v e r mo r e L ab o r a t o r y ] .

Wa n g , F . T . , Me a d , S . W. a n d S t u e r me r , D. H. , 1 9 8 2 ,Me c ha n i s ms f o r Gr o un d wa t e r Co n t a mi n a t i o n b y UCG- P r e l i mi n ar y Co n c l u s i o ns f r o m t h e Ho e Cr e e kS t u w: P r o c . E i g h t h Un d e r g r o u n d Co a l Co n v e r s i o nSy mp os i u m, SAND 8 2 - 2 3 5 5 , 3 99 - 4 1 0 .

We b b , O. , 1 9 8 5 , T e s t i mo n y t o Co mmi t t e e o n Sc i e n c ea n d T e c hn o l o g y , U. S . Ho u s e o f Re p r e s e n t a t i v es ,Ma r c h 6 , 1 9 8 5 .

Z v y a g i n t s e v , K . , K r e i n i n , E . a n d Or l o v , G. , 1 9 7 9 ,Un d e r g r o u n d Ga s i f i c a t i o n o f De e p Co a l s ,I GU/ B 4 - 7 9, 1 4 t h Wo r l d Ga s Co n f e r e n c e , T o r o nt o ,C a n a d a .

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Report - LLNL Underground Coal Gasificaton Review