超临界CO2驱替煤层CH4装置及试验研究

摘要：

自主研发了MCQ-Ⅱ型大试件(100 mm×l00 mm×200 mm)超临界CO2驱替煤层CH4试验装置,该装置不仅能够保障试验过程中CO2始终处于超临界状态,而且可测量煤体吸附过程中的体积膨胀.借助本装置对同一温度不同体积应力条件下的超临界CO2的渗透性及其驱替CH4效果进行了试验研究.试验结果表明:在50℃、恒定体积应力为48 ～ 60 MPa条件下,超临界CO2的渗透率与注入渗透压呈正相关关系,与体积应力呈负相关关系.超临界CO2在煤体中的渗透特性远远高于其在常态条件下的渗透性.试验同时发现,超临界CO2在煤体中的吸附量与孔隙压力及体积应力均呈正相关,在48和60 MPa的体积应力下,单位体积的煤体分别可累计吸附10.82 ～17.52体积和16.12 ～20.40体积的CO2;试验还测得了不同条件下煤体吸附CH4、超临界CO2及超临界CO2驱替煤体CH4过程中,煤体体积膨胀百分比.在超临界CO2驱替CH4试验中,2号焦煤煤样试件中注入气体体积(包括CH4,CO2)均小于1号弱黏煤煤样,但是两煤样中的CO2/CH4置换比及CO2最终储存率相当,分别为4.01/4.16,20.05％/20.09％.

关键词：超临界CO2、驱替置换CH4、煤层气开采、CO2地质储存

所属期刊栏目：39

分类号：P618.11(矿床学)

资助基金：国家杰出青年基金资助项目51225404

在线出版日期：2014-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1511-1520