煤田地质与勘探

作者：苏现波, 黄津, 王乾, 于世耀,

关键词：煤层气, CO₂-ECBM, CO₂驱替CH₄, CO₂同步封存, 吸附/解吸,

长期以来针对CO2-ECBM已做了大量研究工作，然而有限的工业试验没能达到预期目的，使得这一煤层气强化技术推广应用欠缺。近些年随着各国碳中和路线的制定，CO2封存逐渐受到重视，煤储层可否作为CO2的封存空间、可否实现CO2驱替CH4和封存同步进行，又重新回归人们的视野。为此，以新疆准南区块目标煤层样为研究对象，采用不同CO2与CH4混合比例气体进行煤的吸附/解吸实验，探索混合气体比例对CO2-ECBM和CO2吸附封存潜力的影响。结果表明，随着混合气体CO2比例减少，CH4驱替效果降低，其中40%CH4+60%CO2混合气体的CO2残余量最多，在解吸至0.7 MPa时已有83.05%的CH4产出，而83.62%的CO2吸附残余在煤中，表明其CO2吸附封存潜力最佳。根据道尔顿分压分体积理论和Langmuir方程，对降压解吸阶段各混合气体解吸量与解吸率进行理论计算，结果显示，随混合气体CO2含量减少，煤中CO2的残余率、残余量以及CH4最终解吸率均降低。理论计算与实验中CH4解吸率和CO2残余量随混合气体组成变化趋势基本一致，表明混合气体中CO2占比越高，越有利于最大限度地提升CH4采收率以及煤储层CO2吸附封存潜力。研究认识为CO2-ECBM和煤储层CO2封存现场应用提供理论依据，为这一技术的推广应用提供实验支撑。

来源：2023年第1期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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