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二氧化碳地质存储与煤层气强化开发有效性研究述评 被引量：51
1
作者 桑树勋 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1-9,共9页
煤层CO_2地质存储与CH_4强化开采(CO_2-ECBM)技术融温室气体减排与化石新能源开发为一体,极具发展前景。CO_2-ECBM技术有效性是经济性、长期性和安全性的基础和前提,建立深部煤层CO_2-ECBM有效性理论和生产技术在中国的需求尤为迫切。... 煤层CO_2地质存储与CH_4强化开采(CO_2-ECBM)技术融温室气体减排与化石新能源开发为一体,极具发展前景。CO_2-ECBM技术有效性是经济性、长期性和安全性的基础和前提,建立深部煤层CO_2-ECBM有效性理论和生产技术在中国的需求尤为迫切。中国、美国、英国、澳大利亚、日本等国家在该领域开展了大量实验模拟、数值模拟和工程探索研究。研究工作表明:CO_2可注性、CO_2封存机制与存储容量、CH_4增产效果构成了CO_2-ECBM有效性的核心内涵,其中CO_2可注性更为关键;CO_2注入时煤储层发生体积应变效应和地球化学反应效应,其导致的渗透率快速衰减与可注性变差制约着CO_2-ECBM的有效性;CO_2/CH_4竞争吸附与置换是主要的CO_2封存机制,地层条件下CO_2/CH_4竞争吸附与置换封存决定了有效存储容量的主体,对于超临界CO_2,改进的吸附势模型(Modified D-R model)表征计算结果与实验模拟结果的拟合度最好;通过优化注入参数、间歇性注入、先压后注、与N2交替注入等方式可以提高深部煤层的CO_2可注性,试验井组煤层气生产井可实现最高3.8倍的增产效果;沁水盆地深部无烟煤CO_2-ECBM技术的有效性已得到实验室研究和工程试验的初步证实。中国科学家在持续开展和不断深化CO_2-ECBM技术的研究工作,CO_2-ECBM有效性的关键科学技术问题有望在中国得到破解。 展开更多
关键词 煤基CO2地质存储 煤层气强化开发 有效性 研究现状
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不同排采程度煤储层注CO_(2)驱煤层气模拟评价 被引量：4
2
作者 张松航 唐书恒 +1 位作者 张守仁 王敬宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1275-1285,共11页
在“双碳”战略背景下,开展煤中封存CO_(2)和提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)研究有重要现实意义,我国也已开展多方位的先导性试验和工程示范。已有的工程实验表明,煤储层的排采程度对CO_(2)注入的难易程度有重要影响,然而还缺少定量数... 在“双碳”战略背景下,开展煤中封存CO_(2)和提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)研究有重要现实意义,我国也已开展多方位的先导性试验和工程示范。已有的工程实验表明,煤储层的排采程度对CO_(2)注入的难易程度有重要影响,然而还缺少定量数据的支撑以及对CO_(2)注入及驱煤层气的效果的评价。借助数值模拟手段,以沁水盆地柿庄北区块SX018-5H井煤层气地质和工程条件为基础,构建了含1口水平井和2口直井的3号煤层CO_(2)-ECBM工区,设计了水平井排采0,1,2,3和4 a后,在1 a内连续注入万吨CO_(2),以及排采4 a后持续注入CO_(2)共计6个注入驱替方案,对比了10 a模拟时间内注入CO_(2)各方案及不注入CO_(2)方案的气井产出和储层动态变化情况。研究结果表明,在沁水盆地南部柿庄北区块3号煤层地质条件下,水平井具有较高的CO_(2)注气效率,3号煤层具有较大的封存潜力,注入万吨CO_(2)主要封存在水平井筒(长700 m)附近60 m范围内;煤储层的排采程度,也就是注入CO_(2)前储层的含气/含水饱和度,对CO_(2)注入有重要影响,储层中甲烷排采越充分,越有利于CO_(2)注入;CO_(2)注入对邻近煤层气井的生产存在增加储层压力的“负”效应和驱替甲烷的“正”效应。要在CO_(2)-ECBM项目中达到较好的驱替效果,一方面应增加煤储层的排采程度,另一方面应适当降低CO_(2)注入井和煤层气生产井距。 展开更多
关键词 煤储层 CO_(2)封存 煤层气采收率 储层压力 水平井
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中国CO_2煤层储存容量初步评价 被引量：79
3
作者 刘延锋 李小春 白冰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第16期2947-2952,共6页
地下储存是降低大气中CO2含量以缓解温室效应的有效措施之一。其中煤层储存可有效地减少CO2排放量,同时增加煤层气可开采量,降低CO2地下储存的成本。煤层储存CO2是将CO2吸附在煤基质中,具有安全可靠的特点。中国煤层分布广泛,煤炭资源... 地下储存是降低大气中CO2含量以缓解温室效应的有效措施之一。其中煤层储存可有效地减少CO2排放量,同时增加煤层气可开采量,降低CO2地下储存的成本。煤层储存CO2是将CO2吸附在煤基质中,具有安全可靠的特点。中国煤层分布广泛,煤炭资源储量丰富,是CO2地下储存的首选措施。根据中国煤炭和煤层气勘探资料,不同性质煤的储量分布及CO2与CH4置换比例,对中国主要含煤层气区深度300～1500m范围内的煤层CO2储存潜力进行初步评价。结果表明,利用注CO2增采煤层气技术可使中国总的煤层气可采量达1.632×1012m3,可储存约120.78×108tCO2,相当于2002年全国CO2排放量的3.6倍。 展开更多
关键词 环境工程 二氧化碳 煤层气 注CO2增采煤层气 吸附
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利用CO2-ECBM技术在沁水盆地开采煤层气和埋藏CO2的潜力 被引量：27
4
作者 王烽 汤达祯 +3 位作者 刘洪林 刘玲 李贵中 王勃 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期117-120,共4页
利用CO2-ECBM技术在深部煤层进行CO2埋藏不仅对减缓全球气候变暖具有重大意义,而且能够促进煤层气增产,是CO2减排最有效方式之一。沁水盆地为一NNE复向斜构造,其边缘地区由于断裂发育、强水动力条件和煤矿的开采,不利于CO2埋藏。盆地中... 利用CO2-ECBM技术在深部煤层进行CO2埋藏不仅对减缓全球气候变暖具有重大意义,而且能够促进煤层气增产,是CO2减排最有效方式之一。沁水盆地为一NNE复向斜构造,其边缘地区由于断裂发育、强水动力条件和煤矿的开采,不利于CO2埋藏。盆地中心区稳定的构造环境、弱水动力条件及良好的区域性盖层为CO2埋藏提供了很好的保存条件。依据前人关于CO2/CH4等温吸附特性相关实验参数,初步评价了CO2-ECBM技术在沁水盆地开采煤层气和埋藏CO2的潜力。结果表明:CO2-ECBM技术可使沁水盆地煤层气可采量增加1.04×1012m3,埋藏CO2量可达47.7×108t。 展开更多
关键词 沁水盆地 CO2-ECBM 温室气体 煤层气 采收率 CO2/CH4置换比
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混合气体驱替煤层气技术的可行性研究 被引量：23
5
作者 方志明 李小春 +1 位作者 李洪 陈寒秋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期3223-3229,共7页
气体驱替煤层气技术是近年来发展起来的具有温室气体减排和提高煤层气采收率双赢效果的新兴技术,相关研究受到世界主要发达国家的广泛重视。对于温室气体减排的压力,发达国家的研究主要着眼于该技术在高渗透、不可采煤层中的应用,注入... 气体驱替煤层气技术是近年来发展起来的具有温室气体减排和提高煤层气采收率双赢效果的新兴技术,相关研究受到世界主要发达国家的广泛重视。对于温室气体减排的压力,发达国家的研究主要着眼于该技术在高渗透、不可采煤层中的应用,注入气体主要为CO2,目的是尽可能多地封存CO2,同时提高煤层气采收率。目前,国内在这方面的研究刚刚起步。国内煤层具有渗透率普遍较低、不开采煤层与要开采煤层难以界定的特点,注CO2气体驱替煤层气在这种煤层中的可行性值得商榷。针对国内煤层特点和煤矿瓦斯抽采率低的现状,建议采用富N2混合气体驱替煤层气技术,以提高煤层气产采收率。通过理论分析、数值模拟和现场试验研究分析了实施混合气体驱替煤层气技术的可行性。研究结果表明,混合气体驱替煤层气技术适用于国内低渗透、可开采煤层,可以提高煤层气采收率和单产量。 展开更多
关键词 混合气体驱替煤层气 低渗透 不可采煤层 煤层气采收率 单产量 可行性
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注烟道气提高煤层气采收率(CO_2-ECBM)的可行性分析 被引量：8
6
作者 王军红 王红瑞 于洪观 《安徽师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第3期344-347,共4页
CO2-ECBM技术是随着煤层气资源的大量开采和对温室效应的逐渐关注提出和发展起来的.应用CO2-ECBM技术可以提高煤层甲烷的采收率,为人类提供更多的清洁能源,同时又可以埋藏大量烟道气CO2,减少温室效应,具有环境效益.此外,本文给出案例分... CO2-ECBM技术是随着煤层气资源的大量开采和对温室效应的逐渐关注提出和发展起来的.应用CO2-ECBM技术可以提高煤层甲烷的采收率,为人类提供更多的清洁能源,同时又可以埋藏大量烟道气CO2,减少温室效应,具有环境效益.此外,本文给出案例分析了CO2-ECBM技术的发展前景. 展开更多
关键词 CO2-ECBM 温室气体 采收率 煤层气 烟道气
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注气驱替提高煤层气采收率实验研究 被引量：7
7
作者 石强 陈军斌 +3 位作者 黄海 熊鹏辉 邓好 王汉青 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第5期10-13,共4页
通过进行单一组分N_2、CO_2以及不同比例混合气驱替的对比实验,探究不同气体、不同比例条件下的煤层气驱替规律。研究结果表明,N_2随驱替压力升高,驱替效率先增后减,置换效率越来越差,驱替渗透率越来越低,但仍高于原始煤岩渗透率;CO_2... 通过进行单一组分N_2、CO_2以及不同比例混合气驱替的对比实验,探究不同气体、不同比例条件下的煤层气驱替规律。研究结果表明,N_2随驱替压力升高,驱替效率先增后减,置换效率越来越差,驱替渗透率越来越低,但仍高于原始煤岩渗透率;CO_2随驱替压力升高,驱替效率一直增加,置换效率变化不大,驱替渗透率先降后升,整体低于原始渗透率;混合气(CO_2∶N_2=1∶4)和混合气(CO_2∶N_2=1∶9)驱替规律接近于N_2,混合气(CO_2∶N_2=1∶1)驱替规律接近于CO_2;N_2恒压驱替优于间歇驱替,CO_2间歇驱替优于恒压驱替。 展开更多
关键词 气驱煤层气 驱替效率 置换效率 渗透率 煤层气抽采
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注二氧化碳强化煤层气开采研究进展 被引量：5
8
作者 撒占友 吴静波 +4 位作者 陆卫东 杨永亮 张鑫 卢守青 刘杰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2022年第10期32-43,共12页
为给二氧化碳驱替煤层气研究提供综合性参考,探究了不同影响因素对煤吸附能力的影响,分析了气体在煤层内运移及吸附原理,以及不同吸附模型间的区别与联系;介绍了不同国家注CO_(2)强化煤层气开采(CO_(2)-Enhanced Coalbed Methane Recove... 为给二氧化碳驱替煤层气研究提供综合性参考,探究了不同影响因素对煤吸附能力的影响,分析了气体在煤层内运移及吸附原理,以及不同吸附模型间的区别与联系;介绍了不同国家注CO_(2)强化煤层气开采(CO_(2)-Enhanced Coalbed Methane Recovery,CO_(2)-ECBM)的先导性试验及应用;利用VOSviewer软件及CNKI自有计量可视化分析功能,分析了CNKI和Web of Science数据库中与“CO_(2)-ECBM”相关文献的发表年度趋向及关键词时间趋向,并对CO_(2)-ECBM存在的问题进行了探讨。结果表明:煤级与孔隙结构、温度与压力、水分含量等因素能通过不同形式影响煤吸附能力;气体在煤层中运移是吸附/解吸-扩散-渗流组成的复杂系统;在研究煤吸附气体时应考虑不同情况采用最佳吸附模型;基于VOSviewer分析,CO_(2)-ECBM研究在我国是热点话题,研究方向由宏观的地质封存评价逐渐转向从煤的孔隙结构、组成成分等微观或分子层面揭示煤封存和驱替气体机理,以及CO_(2)-ECBM的多场耦合模拟研究。 展开更多
关键词 煤层气开采 CO_(2)-ECBM 采收率 吸附模型 VOSviewer
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微生物增采煤层气技术发展历程及研究进展 被引量：2
9
作者 王优阳 陈润 +2 位作者 王琳琳 张鹏飞 李明 《煤炭技术》 CAS 2018年第12期17-20,共4页
微生物增采煤层气技术能够使煤炭资源得到清洁高效利用,实现煤层气的增采。基于该技术在不同时期的表现,将其发展历程划分为3个阶段,并根据应用手段上的差异特征将该技术划分为生物添加、生物刺激、增加生物通道及提高煤的生物转化率4... 微生物增采煤层气技术能够使煤炭资源得到清洁高效利用,实现煤层气的增采。基于该技术在不同时期的表现,将其发展历程划分为3个阶段,并根据应用手段上的差异特征将该技术划分为生物添加、生物刺激、增加生物通道及提高煤的生物转化率4类。在此基础上,评述了微生物增采煤层气产气特征、有机地球化学特征及微生物群落特征。最后,总结了该技术研究存在的问题。 展开更多
关键词 微生物增采煤层气 产气特征 地球化学特征 微生物学特征
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煤样尺度的二氧化碳驱替煤层气数值模拟 被引量：1
10
作者 王伟 方志明 李小春 《中国矿业》 北大核心 2019年第2期121-125,共5页
为了实现ECBM实验研究和数值模拟结合分析,基于实验室应力条件的渗透率模型,建立了煤孔隙裂隙介质系统的CO2驱替煤层CH4的数值模型。开展了不同CO2注入压力下煤样尺度的二氧化碳驱替煤层气的数值模拟。结果表明:CO2的注入压力越大,注入... 为了实现ECBM实验研究和数值模拟结合分析,基于实验室应力条件的渗透率模型,建立了煤孔隙裂隙介质系统的CO2驱替煤层CH4的数值模型。开展了不同CO2注入压力下煤样尺度的二氧化碳驱替煤层气的数值模拟。结果表明:CO2的注入压力越大,注入后CO2从煤样末端流出所需时间越小;CO2的注入会引起煤的渗透率减小,注入压力较小时渗透率变化分为三个阶段,包括有效应力影响的阶段、CH4压力不变的阶段和CO2吸附影响阶段,但是当注入压力较大时则不存在CH4压力不变的阶段;注入压力增大,CH4产出量在注入CO2后的一定时间内有很大提高,然后在注气后期,CH4产出量反而较小。上述结果对指导室内开展ECBM实验和分析ECBM室内实验的结果具有指导意义。 展开更多
关键词 ECBM数值模型 渗透率模型 注入压力 煤层气产量
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