不同阶煤超临界CO2驱替开采CH4试验研究
梁卫国1
张倍宁2
贺伟1
姚宏波1
1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室,山西太原0300242.华能煤炭技术研究有限公司,北京100070
摘要：由于地质成因与孔裂隙结构的差异,不同阶煤的渗透性与驱替开采CH4效果不同.为研究超临界CO2在不同变质程度煤体中驱替开采CH4的效果,利用尺寸为100 mm×100 mm×200 mm的原煤试件,在恒定的温压(50℃,25 MPa)条件下,以10 MPa超临界CO2驱替压力对4种不同变质程度的煤(弱黏煤、气煤、1/3焦煤和无烟煤)展开试验研究,结果表明:①不同煤阶煤体的孔隙形态与发育程度有较大差异,弱黏煤孔隙类型以墨水瓶型为主,无烟煤孔隙为狭缝型,而气煤与1/3焦煤则为楔形或平行板孔;对比孔隙比表面积,无烟煤与弱黏煤相对较高,分别为259.651 0,154.066 9 m2/g,而气煤与1/3焦煤较低,分别为71.235 9,41.420 1 m2/g;②煤渗透率受成矿地质环境和构造活动等导致的煤体结构、变质程度、裂隙发育程度、煤岩组成等多种因素的影响,在相同的有效应力下,4种测试煤样渗透率随变质程度升高而逐渐降低,驱替过程中CO2注入量也随变质程度升高而降低,在25 MPa围压、10 MPa注入压力条件下,弱黏煤、气煤、1/3焦煤和无烟煤的渗透率分别为4.58×10-18,2.75×10-18,0.91×1O-18和0.05×10-18 m2,驱替实验结束时,CO2注入量分别为18.13,6.45,5.01和0.78 mol;③4种煤试件的CH4产出率和CO2储存量均表现为气煤＞1/3焦煤＞弱黏煤＞无烟煤,孔隙以楔形或平行板孔为主、比表面积较低、渗透率中等的气煤与1/3焦煤驱替置换效果相对较好,反映了超临界CO2驱替开采CH4效果是不同变质程度煤孔隙形态、发育程度以及渗透率的综合表现.
关键词：煤层气开采超临界CO2驱替不同煤阶CO2煤层储存
分类号：P618.11(矿床学)
资助基金：国家自然科学基金(51225404)国家自然科学基金(51874206)
论文发表日期：2020-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 197-203 )
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