CO2注入对煤储层应力应变与渗透率影响的实验研究

CO₂注入对煤储层应力应变与渗透率影响的实验研究

作者

牛庆合曹丽文周效志
单位

中国矿业大学资源与地球科学学院中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室
摘要

以沁水盆地成庄矿煤样为研究对象,利用实验室自主研发的CO2注入与煤层气强化开采实验模拟装置进行不同有效应力和CO2吸附压力下的煤岩渗透率测试。实验结果表明,煤岩的裂隙压缩系数受到CO2吸附的影响,初始状态下、亚临界CO2吸附和超临界CO2吸附煤样裂隙压缩系数分别为0.066、0.086和0.089。引起裂隙压缩系数改变的原因主要有两方面:CO2和煤中矿物反应提高了煤基质的不连续性;CO2软化了煤基质同时降低了煤岩的力学性质。利用考虑吸附应变以及内部膨胀系数的渗透率模型对实测渗透率进行拟合,发现有效应力和内部膨胀系数成正比。CO2吸附压力和有效应力的增大均提高了煤岩的内部膨胀系数,这影响了煤岩孔裂隙的开度,降低了煤储层的渗透率,并最终降低CO2在煤储层中的可注性。
关键词

CO2-ECBM渗透率吸附膨胀有效应力超临界CO2
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划项目(2018YFB0605600)；国家自然科学基金重点项目(41330638)~~；
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