Experimental research on supercritical CO2 enhanced coalbed methane recovery in different rank coals
LIANG Weiguo1,2 ,ZHANG Beining3 ,HE Wei1,2 ,YAO Hongbo1,2
我国不同变质程度的煤层中均蕴含大量的煤层气资源,注超临界CO2驱替煤层气是解决目前深部煤层气开发困难有效途径之一。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 不同煤阶煤的孔隙发育程度和孔隙形态有较大差异,弱黏煤、气煤、1/3焦煤和无烟煤包含的主要孔隙类型分别为墨水瓶型孔隙、楔形孔/平行板孔、楔形孔/平行板孔、狭缝型孔,微孔的D-R(Dubinin-Radushkevich)比表面积为无烟煤>弱黏煤>气煤>1/3焦煤;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4.58×10-18,2.75×10-18,0.91×10-18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;③ 超临界CO2驱替效果与煤变质程度、渗透率和孔隙类型密切相关,4种煤试件的CH4产出率和CO2储存量均为气煤>1/3焦煤>弱黏煤>无烟煤。
CBM recovery;supercritical CO2 displacement;different rank coal;CO2 storage in coal bed
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会