低渗煤层注CO2增抽瓦斯数值模拟与应用

针对低渗透性煤层瓦斯抽采难度大、抽采效率低等问题,基于CO2-CH4多组分气体竞争吸附作用,开展了注CO2提高煤层瓦斯抽采率数值模拟与试验研究。首先,建立了考虑气水两相流与Klinkenberg效应的煤层注CO2促抽瓦斯流固耦合模型,利用COMSOL软件进行了煤层注CO2后煤层瓦斯压力、瓦斯含量和瓦斯抽采率等参数变化规律,并应用于工程试验。结果表明:构建的气水两相流瓦斯抽采流固耦合数学模型可靠、合理;注入CO2抽采煤层气瓦斯压力、瓦斯含量均比未注入CO2抽采下降速率快;现场试验后,注气抽采条件下瓦斯抽采浓度平均值是未注气条件下的2.02倍,瓦斯抽采纯量是后者的3倍。煤层注入CO2气体后,瓦斯抽采量增加,显著促进了煤层瓦斯抽采。

注CO_2驱替煤层气过程中煤基质膨胀应变的测量方法

对注CO2驱替煤层气过程中煤基质膨胀应变的测量方法的现状与进展进行了综述。煤基质膨胀应变的测量方法主要有应力法与光学法,但要根据煤样是否处于约束条件下来做最佳选择。其中光学法是新近发展起来的一种非接触式测量方法。最后认为光学法应成为今后煤在超临界CO2中的膨胀应变的主要测量方法。

松散煤体注CO_2置驱CH_4效应实验研究

为了研究现场试验"液态CO_2致裂煤体-置驱瓦斯"过程中相变成气态CO_2气体置换与驱替煤体CH_4主要机理及其主导作用。利用自制实验装置,进行了不同实验条件下煤体注CO_2气体置驱瓦斯模拟实验。实验结果表明:在注气初期0~50 min,2种气体组分浓度迅速上升,此过程中置换效应明显;50~300 min,气体浓度变化逐渐趋于平稳,主要依据CO_2自身特性优势,将吸附在煤体吸附域中的CH_4气体驱替出来使其沿着煤体孔裂隙渗流扩散,这一过程中驱替效应占主导作用;300 min后处于置换与驱替效应相互作用的低效置驱阶段。

中国CO_2煤层储存容量初步评价

地下储存是降低大气中CO2含量以缓解温室效应的有效措施之一。其中煤层储存可有效地减少CO2排放量,同时增加煤层气可开采量,降低CO2地下储存的成本。煤层储存CO2是将CO2吸附在煤基质中,具有安全可靠的特点。中国煤层分布广泛,煤炭资源储量丰富,是CO2地下储存的首选措施。根据中国煤炭和煤层气勘探资料,不同性质煤的储量分布及CO2与CH4置换比例,对中国主要含煤层气区深度300～1500m范围内的煤层CO2储存潜力进行初步评价。结果表明,利用注CO2增采煤层气技术可使中国总的煤层气可采量达1.632×1012m3,可储存约120.78×108tCO2,相当于2002年全国CO2排放量的3.6倍。