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超临界co2与煤相互作用及其压裂增透机理概述及解释说

明

1.引言

1.1概述

随着能源需求的不断增长，传统的煤炭资源逐渐变得紧缺，而且使用煤炭作为能

源也对环境造成了严重污染。因此，寻找一种有效和环保的方法来提高煤炭开采

效率并减少环境影响是当前能源领域的关键任务之一。超临界CO2技术便是一

种被广泛探索和应用的方法，它利用CO2在超临界状态下的特性来与煤相互作

用，并通过压裂增透机理实现对地下储层的有效开采。

1.2文章结构

本文将分为五个主要部分进行讨论和解释。引言部分将对文章的整体内容进行概

述，并介绍CO2与煤相互作用及压裂增透机理这一课题的背景和意义。其次，

在“超临界CO2与煤相互作用”部分，我们将深入探讨超临界CO2及煤的特

性以及它们之间的相互作用机制。随后，在“压裂增透机理”部分，我们将对压

裂技术进行概述，并详细介绍CO2压裂增透的原理与实践应用，同时评估其优

势和挑战。在“实验研究及案例分析”部分，我们将介绍相关实验的方法、条件

设置以及实验结果的分析和讨论。最后，在“结论与展望”部分，我们将总结文

章的主要发现，并提供后续研究方向和展望。

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1.3目的

本文旨在全面概述超临界CO2与煤相互作用及其压裂增透机理这一课题，并解

释其原理和应用。通过对超临界CO2与煤相互作用特性、压裂技术以及相关实

验研究的探讨，旨在揭示CO2压裂增透技术的工程应用前景，并为进一步深入

开展相关研究提供指导。通过本文的阐述，读者能够了解到这一领域中近年来取

得的重要成果和存在的挑战，提高对超临界CO2技术在能源领域中的认识并促

进其更广泛地应用于工程实践中。

2.超临界CO2与煤相互作用：

2.1超临界CO2的特性：

超临界CO2是指当温度和压力接近或超过其临界点时，呈现出介于气态和液态

之间的状态。其主要特性包括高扩散能力、低粘度、可变密度以及溶解性强等。

这些特性使得超临界CO2具有在材料中穿透和溶解的能力。

2.2煤的组成和结构：

煤是一种含碳量较高的化学物质，其主要成分是碳、氢、氧以及少量的硫、氮等

元素。煤通常由有机质经过长时间地埋藏、热解和压缩形成。其结构呈多孔松散

的网络结构，其中包含着各种大小不一的孔隙和裂缝。

2.3超临界CO2与煤的相互作用机制：

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超临界CO2与煤之间存在多种相互作用机制。首先，超临界CO2能够通过渗

透进入煤基质中的孔隙和裂缝，并与其中的有机质发生物理吸附作用。其次，超

临界CO2的高溶解性使得其能够与煤中的有机质发生化学反应。这些反应包括

碳酸化反应和聚合反应，从而导致煤基质的物理性质发生改变。此外，超临界

CO2还能够通过呈现饱和蒸气压的方式转化为气态状态，并产生巨大的膨胀力，

从而对煤进行脆化并促进孔隙和裂缝的形成。

总之，超临界CO2与煤之间的相互作用主要包括物理吸附、化学反应以及脆化

作用等机制。这些相互作用能够影响煤基质中孔隙和裂缝的特征参数，并