本文關(guān)鍵詞：低階煤孔隙特征與解吸規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《太原理工大學(xué)》 2012年

超臨界二氧化碳驅(qū)替煤層瓦斯研究

李得飛  

【摘要】：煤層氣是煤在變質(zhì)和演化過(guò)程中的伴生產(chǎn)物,也是煤的伴生礦產(chǎn)資源,俗稱瓦斯,其主要成分是甲烷,屬非常規(guī)天然氣。合理開(kāi)采并利用煤層氣資源,既能彌補(bǔ)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)比例不平衡所引起的能源缺失,也是對(duì)碳資源的節(jié)約與高效利用。能源和環(huán)境雙重危機(jī)日益嚴(yán)重地威脅著人類的生存,世界各國(guó)紛紛開(kāi)始尋求化解這一危機(jī)的最佳途徑。 我國(guó)煤層整體上滲透性都比較差,大多屬于低滲透性儲(chǔ)層,瓦斯采收率非常低。在我國(guó)大規(guī)模的煤炭生產(chǎn)過(guò)程中,絕大部分瓦斯氣體直接排放到大氣中,既浪費(fèi)資源又造成環(huán)境污染等問(wèn)題。煤礦上對(duì)于瓦斯的抽放主要體現(xiàn)在減小井下瓦斯?jié)舛阮A(yù)防瓦斯事故方面�，F(xiàn)階段有關(guān)煤層氣的概念正在經(jīng)歷根本性的轉(zhuǎn)變,許多國(guó)家不再僅僅把煤礦瓦斯看成是影響煤礦安全生產(chǎn)的不利因素,而是將其看做一種重要的自然資源加以開(kāi)采利用。 本文在注氣增產(chǎn)煤層氣的基礎(chǔ)上,提出超臨界二氧化碳驅(qū)替煤層甲烷的方法。文中探討了煤體裂隙、孔隙結(jié)構(gòu)特征以及甲烷氣體在其中的儲(chǔ)運(yùn)機(jī)理。以超臨界二氧化碳流體特有的物理化學(xué)性質(zhì),注入超臨界二氧化碳可以有效改善煤的滲透性,從而達(dá)到甲烷的增產(chǎn)目的。針對(duì)我國(guó)煤層儲(chǔ)層現(xiàn)狀結(jié)合超臨界二氧化碳流體較強(qiáng)的溶解能力,采用注入超臨界二氧化碳流體增產(chǎn)的方法有著很好的應(yīng)用前景。 超臨界二氧化碳驅(qū)替煤體內(nèi)瓦斯時(shí),利用超臨界流體對(duì)有機(jī)質(zhì)較強(qiáng)的溶解能力,將會(huì)溶解煤基質(zhì)中的部分有機(jī)化合物,有效改善了煤的孔隙、裂隙結(jié)構(gòu),擴(kuò)增了煤體內(nèi)瓦斯氣體的運(yùn)移通道,有利于瓦斯的采出。這種技術(shù)無(wú)污染,低能耗,在實(shí)際生產(chǎn)中也易于操作控制,是提高煤層氣采收率的理想方法。 重點(diǎn)以實(shí)驗(yàn)研究的方法,進(jìn)行了CH4和CO2氣體的單相吸附、解吸實(shí)驗(yàn),以實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)比研究了二氧化碳和超臨界二氧化碳在甲烷增產(chǎn)方面的驅(qū)替效率,超臨界二氧化碳驅(qū)替效率在常規(guī)二氧化碳的基礎(chǔ)上成倍增加。 在超臨界二氧化碳驅(qū)替甲烷實(shí)驗(yàn)中,分等溫、等壓兩組進(jìn)行,分別考慮溫度和壓力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。從最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,溫度對(duì)驅(qū)替效率的影響大于壓力的影響,經(jīng)一系列實(shí)驗(yàn)研究并分析結(jié)果之后,選取80℃、8.OMpa為超臨界二氧化碳在本實(shí)驗(yàn)中煤試件的最佳驅(qū)替條件。 所以,無(wú)論是從增產(chǎn)效率來(lái)講,還是從資源利用、安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等方面來(lái)講,煤層氣是否科學(xué)合理的開(kāi)采及利用都具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TD712
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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5 高坤;低透氣性煤層瓦斯抽放定向鉆進(jìn)技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2005年

6 李祥春;煤層瓦斯?jié)B流過(guò)程中流固耦合問(wèn)題研究[D];太原理工大學(xué);2005年

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9 李圣濤;壓裂用粘彈性表面活性劑的合成及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D];西南石油大學(xué);2006年

10 劉飛;山西沁水盆地煤巖儲(chǔ)層特征及高產(chǎn)富集區(qū)評(píng)價(jià)[D];成都理工大學(xué);2007年

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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6 牛菲;直線平行流開(kāi)發(fā)模式機(jī)理[D];長(zhǎng)江大學(xué);2012年

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