注二氧化碳提高煤層氣采收率理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤層氣是煤礦安全生產(chǎn)的主要危害,是造成溫室效應(yīng)與臭氧層破壞的主要?dú)怏w,同時(shí)煤層氣作為一種新型的潔凈能源,可以改善我國以煤炭為主的不合理的能源結(jié)構(gòu)。因此,從安全、環(huán)保和能源的角度看,煤層氣的開采具有重要意義。
　　 本文針對(duì)我國煤層氣藏低滲透、低飽和、低壓力的特點(diǎn)和煤層氣采收率低的現(xiàn)狀,采用注入二氧化碳驅(qū)替的技術(shù)來提高煤層氣的采收率。本文首先介紹了煤體孔裂隙結(jié)構(gòu)特征、煤層氣的賦存狀態(tài)和運(yùn)移產(chǎn)出機(jī)理以及煤層氣的吸附解吸特征。然后在此

2、基礎(chǔ)上進(jìn)行了甲烷、二氧化碳?xì)怏w的滲透率測(cè)試試驗(yàn),通過試驗(yàn)得出:煤體滲透率受體積應(yīng)力及滲透壓力的雙重影響,滲透壓一定時(shí),隨體積應(yīng)力增大滲透率減小,主要由煤體的變形作用引起;體積應(yīng)力一定時(shí),隨滲透壓增大滲透率的變化不是單調(diào)的而是存在一個(gè)臨界點(diǎn),滲透壓小于這一臨界壓力值時(shí)滲透率減小,滲透壓大于這一臨界壓力值時(shí),滲透率呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì),主要是由氣體的吸附作用引起;并且二氧化碳的滲透率是甲烷滲透率的10倍以上。最后進(jìn)行不同壓力下甲烷和二氧化碳?xì)?/p>

3、體的吸附、甲烷解吸和注二氧化碳驅(qū)替甲烷等試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,甲烷和二氧化碳吸附、解吸曲線基本相同,體積應(yīng)力一定時(shí)滲透壓增大吸附量也相應(yīng)增大,相同壓力下二氧化碳的吸附量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲烷的吸附量,滲透壓分別為6MPa和7.5MPa時(shí),煤層氣解吸率分別為36.9％和37.2%,兩種情況下甲烷的解吸率變化不大,由此可知煤體解吸量和滲透壓力的大小幾乎無關(guān),而是與煤體本身含氣量的多少有關(guān);驅(qū)替壓力6MPa時(shí),注氣開采率、瓦斯解吸率、注氣開采增產(chǎn)率和置換