CO2封存,水岩作用,含水性,矿物组成,孔裂隙结构"/>
  • 论文
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
SCCO2作用下不同含水性煤孔裂隙结构变化机制
  • 53
  • 作者

    张小东靳沙沙张瑜张硕韩磊

  • 单位

    河南理工大学能源科学与工程学院河南省资源环境调查一院

  • 摘要
    深部煤层封存CO2增产CH4产出过程中,处于超临界状态的CO2(SCCO2)与煤中矿物质发生反应,改变煤的孔隙性,进而影响煤层封存CO2的效果和甲烷增产效果。为发现SCCO2-H2O-煤岩作用对煤中孔隙的影响特征,以焦煤为研究对象,开展了不同含水条件下的超临界CO2改造煤实验,基于矿物组成和孔隙性测定结果,对比煤中主要矿物质和不同尺度的孔裂隙变化的差异,探讨了不同含水状态下SCCO2流体对孔裂隙性的作用机制。研究表明:(1)SCCO2作用后,煤体表面粗糙、疏松,且由于矿物溶蚀使得一些裂隙得到贯通,微裂隙连通性增强。(2)SCCO2流体对煤具有“扩孔”作用,表现为微、小孔含量下降,中、大孔占比升高,也即微、小孔隙向大孔隙的转化,且孔隙连通性改善;进一步发现,萃余煤吸附孔的分形维数稍微增加,粗糙度增大,而渗流孔的分形维数显著降低,复杂性和非均质性降低。(3)SCCO2对煤中碳酸盐类矿物的溶解性最好,其次是粘土矿物,且随着含水率增加,萃余煤中的碳酸盐矿物占比先增加后减小。SCCO2使干燥基态、饱和水态煤样中碳酸盐矿物显著溶解,有效改善了孔隙结构,且对饱和水态煤样作用效果更好。空气干燥基态煤样经SCCO2作用后,新生成的白云石矿物聚集在孔喉中造成堵孔效应,缩小原有大孔隙尺寸,是引起不同含水性煤孔隙差异性变化的主要原因。
  • 关键词

    焦煤CO2封存" data-show="keyboard">2封存"name="keyword">CO2封存水岩作用含水性矿物组成孔裂隙结构

  • 文章目录
    1 煤样及实验
    1.1 煤样制备
    1.2 实验方法
    2 实验结果与分析
    2.1 孔裂隙形态
    2.2 孔隙结构参数
    2.2.1 孔容与比表面积
    2.2.2 孔隙连通性
    2.3 微纳米级孔隙的分形特征
    2.3.1 纳米级孔隙
    2.3.2 微米级孔隙
    2流体对不同含水性煤的孔裂隙的影响机理'>3 SCCO2流体对不同含水性煤的孔裂隙的影响机理
    4 结论
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