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煤田地质与勘探 2023年第2期51卷 146-157页

作者：姚艳斌孙晓晓万磊中国地质大学(北京)能源学院北京100083 煤层气开发利用国家工程研究中心煤储层物性实验室北京100083

煤层CO_(2)地质封存可实现CO_(2)减排和增产煤层气双重目标,是一种极具发展前景的碳封存技术。相对于其他封存地质体而言,煤的微孔极其发育,煤层CO_(2)封存机制与煤中气、水微观作用关系密切,其内在影响机理尚不清楚。以2个烟煤样品的... 详细信息

煤层CO_(2)地质封存可实现CO_(2)减排和增产煤层气双重目标,是一种极具发展前景的碳封存技术。相对于其他封存地质体而言,煤的微孔极其发育,煤层CO_(2)封存机制与煤中气、水微观作用关系密切,其内在影响机理尚不清楚。以2个烟煤样品的系统煤岩学分析测试为基础,构建了煤的大分子结构及板状孔隙空间模型,进一步采用分子动力学方法模拟了不同温、压条件下、不同煤基质类型表面的CO_(2)和水的润湿行为,揭示煤层CO_(2)注入后引起的水润湿性变化规律,初步阐明煤层CO_(2)封存的可注性、封存潜力、封存有效性等影响因素及微观作用机理。结果表明:(1)影响煤润湿性的主要因素是煤中极性含氧官能团,其含量越高煤的润湿性越强;(2)煤中注入CO_(2)后,CO_(2)通过溶解作用穿透水分子层与水分子发生竞争吸附,从而减小水在煤表面润湿性;(3)随注入压力增大和温度降低,煤表面CO_(2)吸附量增多,对氢键破坏作用增强,润湿性减弱越明显;(4)亲水性煤层CO_(2)的可注性及封存潜力均相对较差,然而其封存安全性相对较好;(5)影响煤层CO_(2)封存潜力主要是吸附封存和毛管封存,而影响封存有效性、安全性的主要是毛管封存和构造封存;(6)煤中CO_(2)封存以吸附封存为主,需同时考虑含水条件下毛管封存;相对于低煤阶煤,高阶煤封存潜力较高,但封存注入时需要克服“水锁”效应。进一步开展原位条件下深部煤层中气水作用与CO_(2)地质封存机理研究,这对于CO_(2)-ECBM技术发展具有重要意义。

关键词： CO_(2)地质封存煤层气增产技术碳封存机理煤的润湿性吸附封存毛管封存

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煤层CO地质封存的微观机理研究

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煤田地质与勘探 2023年

作者：姚艳斌孙晓晓万磊煤层气开发利用国家工程研究中心煤储层物性实验室中国地质大学(北京)能源学院

煤层CO2地质封存可实现CO2减排和增产煤层气双重目标，是一种极具发展前景的碳封存技术。相对于其他封存地质体而言，煤的微孔极其发育，煤层CO2封存机制与煤中气、水微观作用关系密切，其内在影响机理尚不清楚。以2个烟煤的系统煤岩学... 详细信息

煤层CO2地质封存可实现CO2减排和增产煤层气双重目标，是一种极具发展前景的碳封存技术。相对于其他封存地质体而言，煤的微孔极其发育，煤层CO2封存机制与煤中气、水微观作用关系密切，其内在影响机理尚不清楚。以2个烟煤的系统煤岩学分析测试为基础，构建了煤的大分子结构及板状孔隙空间模型，进一步采用分子动力学方法模拟了不同温、压条件下、不同煤基质类型表面的CO2和水的润湿行为，揭示煤层CO2注入后引起的水润湿性变化规律，初步阐明煤层CO2封存的可注性、封存潜力、封存有效性等影响因素及微观作用机理。结果表明：(1)影响煤润湿性的主要因素是煤中极性含氧官能团，其含量越高煤的润湿性越强；(2)煤中注入CO2后，CO2通过溶解作用穿透水分子层与水分子发生竞争吸附，从而减小水在煤表面润湿性；(3)随注入压力增大和温度降低，煤表面CO2吸附量增多，对氢键破坏作用增强，润湿性减弱越明显；(4)亲水性煤层CO2的可注性及封存潜力均相对较差，然而其封存安全性相对较好；(5)影响煤层CO2封存潜力主要是吸附封存和毛管封存，而影响封存有效性、安全性的主要是毛管封存和构造封存；(6)煤中CO2封存以吸附封存为主，需同时考虑含水条件下毛管封存；相对于低煤阶煤，高阶煤封存潜力较高，但封存注入时需要克服“水锁”效应。进一步开展原位条件下深部煤层中气水作用与CO2地质封存机理研究，这对于CO2-ECBM技术发展具有重要意义。

关键词： CO 地质封存煤层气增产技术碳封存机理煤的润湿性吸附封存毛管封存

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含油气盆地咸水层二氧化碳封存潜力评价方法

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石油勘探与开发 2023年第2期50卷 424-430页

作者：李阳王锐赵清民薛兆杰周银邦中国石油化工股份有限公司北京100728 中国石化石油勘探开发研究院北京102206

以含油气盆地咸水层为对象,针对规模化工程实施需求,综合考虑地质因素、工程因素、经济因素等3方面限制条件,提出了适合于含油气盆地特点的四尺度、三层级碳封存潜力评价方法。结合中国含油气盆地特点,将含油气盆地封存潜力划分为盆地... 详细信息

以含油气盆地咸水层为对象,针对规模化工程实施需求,综合考虑地质因素、工程因素、经济因素等3方面限制条件,提出了适合于含油气盆地特点的四尺度、三层级碳封存潜力评价方法。结合中国含油气盆地特点,将含油气盆地封存潜力划分为盆地级、坳陷级、区带级与圈闭级4个评价尺度,封存潜力评价划分为理论封存量、工程封存量与经济封存量3个层级。理论封存量基于含油气盆地地质参数、储集层条件及流体性质,可细分为构造封存、束缚封存、溶解封存、矿化封存4种埋存机理;工程封存量受注入能力、安全封存压力、布井数量、注入时间影响;经济封存量基于盈亏平衡原理,主要考虑碳价收益、钻井投资及操作成本的影响。苏北盆地高邮凹陷咸水储集层评价结果表明,咸水储集层理论封存量中构造封存量占比最大,其次为溶解封存量和束缚封存量,矿化封存量最低;考虑注入性、安全性与经济性条件后,CO_(2)工程封存量和经济封存量与理论封存量相比大幅降低,分别仅为理论封存量的21.0%和17.6%。

关键词：含油气盆地咸水层碳封存潜力碳封存机理理论封存量工程封存量经济封存量

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