含瓦斯烟煤CO2置换吸附行为与形变特性研究

作者：张磊; 李菁华^*; 郭鲁成; 曾世攀; 李佳程

来源：中国矿业大学学报. 自然科学版, 2022, 51(05): 901-913.

DOI：10.13247/j.cnki.jcumt.001423

• 煤层气开发
• CO2封存
• 吸附形变
• 置换吸附
• 吸附解吸
• 地层稳定

为了研究注CO2驱替技术的关键作用机理与CO2封存特性，本文探讨了驱替过程中煤体吸附状态的演变特性.采用含瓦斯烟煤进行CO2置换吸附试验，研究了注气驱赶与注气置换2种作用间的相对关系，分析了CO2置换CH4过程中煤体的形变特征.研究结果表明：试验前期，驱赶作用相比置换作用更强，占据主导地位；但试验过程中驱赶作用的衰减速度更快，这导致试验中后期转变为以置换作用为主导.煤体CO2吸附量随试验推进不断增长，但吸附量与注入量的比值却呈指数式衰减.同时，CO2置换CH4过程中煤体膨胀变形显著，促使地层应力状态向临界破坏线靠拢.当注气驱赶作用与CO2吸附效益衰弱时，择机采取闷井措施将有利于提高CH4体积分数并削弱地层失稳风险.

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学