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摘要
老采空区作为潜在的CO2封存地质体，具有巨大的封存潜力。为明确不同井位部署方案下CO2注入后在老采空区的分布特征及封存量，本研究基于黄陵矿区试验煤矿的实际地质条件，在考虑老采空区内渗透率非均质性和煤岩吸附能力差异的基础上，运用COMSOL软件进行老采空区CO2注入的数值模拟。研究表明：CO2在老采空区的分布表现出越靠近底板、分布范围更广、浓度更高的趋势；当注入井井深达65m时，在老采空区上部低渗透区域的CO2分布显著增加，而走向上分布范围显著减小，而且总封存量和游离态CO2封存量分别达到最大值，分别为7.594×106 kg和3.569×106 kg；而注入井井深95m时，吸附态CO2封存量最大，总封存量中占比最高，分别为4.37×106 kg和63.52％。增加监测井数量后，CO2在老采空区走向上的分布范围显著扩大；此外，增加监测井数量并采用对称部署扩大了老采空区参与吸附封存的煤岩体范围，从而提高了CO2在老采空区的封存量以及吸附态封存量的占比，该部署方式下CO2封存量是单监测井部署的1.82倍以上，吸附态CO2封存量占比从53.22％提高至72.693％以上。根据对分布特征和封存量的分析，得出了有利于提高老采空区CO2封存量的纵向注入点位及监测井部署方式，可为CO2在老采空区封存井位部署方案提供重要参考。
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单位西安科技大学; 陕西煤业化工集团有限责任公司
