深部煤层封存CO2过程中的煤基质溶胀效应综述与专论-化工进展.PDF

化 工 进 展 2015 年第34 卷第7 期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·2031 · 综述与专论 深部煤层封存 CO2 过程中的煤基质溶胀效应 王浩浩，张登峰，王倩倩，彭健，霍培丽 （昆明理工大学化学工程学院，云南昆明 650500 ） 摘要：强化煤层气甲烷（CH4 ）采收率的深部煤层封存二氧化碳（CO2 ）技术能够将主要人为温室气体（CO2 ） 进行有效的地质存储。考虑到 CO2 流体和煤体的自身特性，封存过程中的CO2 流体将会诱导煤基质发生溶胀效 应。溶胀效应将会对煤层封存 CO2 技术构成潜在的影响。为此，本文结合国内外相关研究工作，归纳了流体诱 导煤基质溶胀的规律，指出了煤基质溶胀对煤层封存CO2 过程的影响，介绍了流体诱导煤基质溶胀的分析手段， 提出了封存过程中煤基质溶胀的研究趋势。分析表明：①煤基质溶胀程度与流体种类、压力、温度和煤的变质 程度有关；②CO2 诱导煤基质溶胀效应将会降低煤层的渗透性能，进而影响CO2 等流体在煤层内部的有效运移； ③溶胀效应会影响煤层的 CO2 封存性能，建立涉及溶胀效应的煤吸附理论模型是溶胀效应研究的重要课题；④ 煤基质溶胀机理及其可逆性能研究目前存在争议，研究人员需要从煤体理化结构的研究出发以明确上述问题。 关键词：煤层；存埋；二氧化碳；煤基质；溶胀 中图分类号：X 511 文献标志码：A 文章编号：1000 –6613 （2015 ）07 –2031 –09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.07.037 Coal matrix swelling during CO sequestration in deep coal seams ：A 2 perspective WANG Haohao，ZHANG Dengfeng ，WANG Qianqian，PENG Jian ，HUO Peili （Faculty of Chemical Engineering ，Kunming University of Science and Technology ，Kunming 650500 ，Yunnan ，China ） Abstract ：Carbon dioxide (CO ) sequestration in deep coal seams with enhanced coal-bed methane 2 (CH ) recovery (CO -ECBM) can store the main anthropogenic greenhouse gas (CO ) in geological 4 2 2 time. In consideration of the properties of both CO2 and coal ，swelling effect induced by CO2 will occur during the sequestration process. The swelling effect can show negative effect on CO2 sequestration in coa