CO_(2)/N_(2)协同注入驱替煤层气最优配比及动态机制OA
CO_(2)注入煤层开发煤层气兼具清洁能源开采与温室气体封存的双重效益,但单一CO_(2)注入易诱发煤基质膨胀、造成储层渗透率急剧下降,持续注入难以维持理想效率已成为制约CO_(2)-ECBM规模化推广的关键瓶颈。针对上述问题,以无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振技术结合气相色谱分析,系统研究了CO_(2)、N_(2)及其混合气体在模拟储层条件下驱替煤层CH4的动态过程与协同机制,旨在明确最优注入配比。研究结果表明:①N_(2)的加入可显著扩大CO_(2)在煤基质中的波及效率,当CO_(2)/N_(2)体积配比为3∶7时体系驱替效果达到全局最优;②N_(2)作为低吸附性组分推动CO_(2)向更小尺度孔隙扩散,CO_(2)则通过竞争吸附置换出微孔、介孔中的束缚态CH4,二者协同使煤体多尺度孔隙残余束缚气占比明显降低;③协同注入诱发的矿物溶蚀与物理冲刷动态平衡,可将煤体低效墨水瓶状孔重构为高连通性狭缝状孔,有效改善煤储层渗透网络。结论认为,驱替前期采用高N_(2)低CO_(2)的配比可实现驱替、封存协同优化,研究可以为深部煤层气CO_(2)/N_(2)-ECBM注气参数优化及同类低渗煤储层的增产开发工程提供理论依据与技术参考。
葛兆龙;赵欣格;李丹;易嘉奇;符文宇;李倩;贾云中
煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室(重庆大学),重庆市400044 重庆大学资源与安全学院煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室(重庆大学),重庆市400044 重庆大学资源与安全学院重庆朝阳气体有限公司煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室(重庆大学),重庆市400044 重庆大学资源与安全学院煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室(重庆大学),重庆市400044 重庆大学资源与安全学院煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室(重庆大学),重庆市400044 重庆大学资源与安全学院煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室(重庆大学),重庆市400044 重庆大学资源与安全学院
能源科技
煤层气CO_(2)/N_(2)协同注入注入配比孔隙结构重构低场核磁共振提高采收率
《天然气工业》 2026 (6)
P.92-101,10
地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项项目(编号:2024ZD1004106)重庆市技术创新与应用发展专项重点项目“工业烟气强化低渗煤层气开发与CO_(2)封存一体化技术研究”(编号:CSTB2024TIAD-KPX0087)中央高校基本科研业务费项目“深部煤层直封富氧燃煤烟气微观响应特征”(编号:2024IAIS-QN011)。
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