超临界二氧化碳驱替煤层瓦斯研究

发布时间：2017-01-02 15:07

本文关键词：低阶煤孔隙特征与解吸规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

《太原理工大学》 2012年

超临界二氧化碳驱替煤层瓦斯研究

李得飞

【摘要】：煤层气是煤在变质和演化过程中的伴生产物,也是煤的伴生矿产资源,俗称瓦斯,其主要成分是甲烷,属非常规天然气。合理开采并利用煤层气资源,既能弥补我国能源结构比例不平衡所引起的能源缺失,也是对碳资源的节约与高效利用。能源和环境双重危机日益严重地威胁着人类的生存,世界各国纷纷开始寻求化解这一危机的最佳途径。我国煤层整体上渗透性都比较差,大多属于低渗透性储层,瓦斯采收率非常低。在我国大规模的煤炭生产过程中,绝大部分瓦斯气体直接排放到大气中,既浪费资源又造成环境污染等问题。煤矿上对于瓦斯的抽放主要体现在减小井下瓦斯浓度预防瓦斯事故方面。现阶段有关煤层气的概念正在经历根本性的转变,许多国家不再仅仅把煤矿瓦斯看成是影响煤矿安全生产的不利因素,而是将其看做一种重要的自然资源加以开采利用。本文在注气增产煤层气的基础上,提出超临界二氧化碳驱替煤层甲烷的方法。文中探讨了煤体裂隙、孔隙结构特征以及甲烷气体在其中的储运机理。以超临界二氧化碳流体特有的物理化学性质,注入超临界二氧化碳可以有效改善煤的渗透性,从而达到甲烷的增产目的。针对我国煤层储层现状结合超临界二氧化碳流体较强的溶解能力,采用注入超临界二氧化碳流体增产的方法有着很好的应用前景。超临界二氧化碳驱替煤体内瓦斯时,利用超临界流体对有机质较强的溶解能力,将会溶解煤基质中的部分有机化合物,有效改善了煤的孔隙、裂隙结构,扩增了煤体内瓦斯气体的运移通道,有利于瓦斯的采出。这种技术无污染,低能耗,在实际生产中也易于操作控制,是提高煤层气采收率的理想方法。重点以实验研究的方法,进行了CH4和CO2气体的单相吸附、解吸实验,以实验的方法对比研究了二氧化碳和超临界二氧化碳在甲烷增产方面的驱替效率,超临界二氧化碳驱替效率在常规二氧化碳的基础上成倍增加。在超临界二氧化碳驱替甲烷实验中,分等温、等压两组进行,分别考虑温度和压力对实验结果的影响。从最终实验结果来看,温度对驱替效率的影响大于压力的影响,经一系列实验研究并分析结果之后,选取80℃、8.OMpa为超临界二氧化碳在本实验中煤试件的最佳驱替条件。所以,无论是从增产效率来讲,还是从资源利用、安全生产、环境保护等方面来讲,煤层气是否科学合理的开采及利用都具有现实指导意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TD712
【目录】：

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1 盛凯;;超临界二氧化碳在页岩中的实验吸附规律探究[J];科技与企业;2013年13期

【参考文献】

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1 牛玉振;;内压缩空分流程中主换热器的设计[J];低温与特气;2010年02期

2 贾哲;张程;;超临界乙烯水合萃取技术相关问题探讨[J];化学工程与装备;2010年05期

3 杜维甲;肖迅;;水力喷射径向钻孔在阜新刘家区煤层气开发中的应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年01期

4 梁玉兰;;新技术在天然产物分离中的应用进展[J];广东化工;2007年01期

5 崔荣国;;国内外煤层气开发利用现状[J];国土资源情报;2005年11期

6 苏现波;煤层气储集层的孔隙特征[J];焦作工学院学报;1998年01期

7 王乐平;张国华;王现强;;煤层气的储层特征及其对煤层气解吸的影响[J];煤炭技术;2009年01期

8 马红霞;;低碳经济:山西转型跨越发展的必由之路[J];中共山西省委党校学报;2010年06期

9 赵光宇;提高煤层气采收率途径的探讨[J];山西煤炭;2004年03期

10 唐书恒,杨起,汤达祯,邵先杰,王江;注气提高煤层甲烷采收率机理及实验研究[J];石油实验地质;2002年06期

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1 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年

2 陈德民;红菱矿区煤层气藏开发方法研究[D];中国地质大学（北京）;2008年

3 罗陶涛;沁水盆地煤岩储层特征及压裂增产措施研究[D];成都理工大学;2010年

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1 张玉利;介孔氧化硅负载Pd、Rh有机金属催化剂的制备及其催化反应研究[D];上海师范大学;2011年

2 王晓亮;煤层瓦斯流动理论模拟研究[D];太原理工大学;2003年

3 石强;煤体结构及渗流特性的核磁共振成像实验研究[D];辽宁工程技术大学;2006年

4 商永涛;煤层气渗流机理及产能评价研究[D];中国石油大学;2008年

5 张青松;CO_2超临界萃取葡萄皮渣中白藜芦醇工艺及其纯化研究[D];甘肃农业大学;2009年

6 乔军伟;低阶煤孔隙特征与解吸规律研究[D];西安科技大学;2009年

7 杨涛;超临界CO_2抽提对煤的改性实验研究[D];太原理工大学;2010年

8 李娜;煤层气分支井产能及优化技术[D];中国石油大学;2010年

9 杜玉娥;煤的孔隙特征对煤层气解吸的影响[D];西安科技大学;2010年

【共引文献】

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1 韩立敏;;分子蒸馏在天然产物研究中的应用[J];安徽农业科学;2009年17期

2 刘应书;杨雄;李永玲;郭广栋;刘文海;张传钊;孟宇;;真空变压吸附提浓煤层气甲烷的均压过程[J];北京科技大学学报;2010年11期

3 孙全力;王爱蓉;张军;孔祥峰;;疏水缔合聚合物APP4流变性能实验研究[J];成都理工大学学报(自然科学版);2012年01期

4 黄孝波;李贤庆;王萌;凌标灿;孙杰;;煤层气储层研究进展[J];断块油气田;2012年03期

5 王志文;潘保芝;李舟波;夏志林;龚劲松;徐卫良;;基于等温吸附线的煤层气储层的测井评价技术[J];地球物理学进展;2010年04期

6 于艳梅;胡耀青;梁卫国;孟巧荣;冯增朝;;应用CT技术研究瘦煤在不同温度下孔隙变化特征[J];地球物理学报;2012年02期

7 姚素平;焦堃;李苗春;吴浩;;煤和干酪根纳米结构的研究进展[J];地球科学进展;2012年04期

8 胡国艺;李谨;马成华;李志生;张敏;周强;;沁水煤层气田高阶煤解吸气碳同位素分馏特征及其意义[J];地学前缘;2007年06期

9 丁佐进;张炜玮;孙寰勇;;瓦斯发电技术的应用[J];上海电力学院学报;2012年03期

10 张贝贝;代世峰;雒洋冰;宋宪存;;河北开滦矿区晚古生代煤对CH_4/CO_2二元气体等温解吸特性[J];地质论评;2010年05期

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1 陈义龙;李巨峰;王若尧;李秀珍;;重金属及其他污染物含量对煤层气采出水利用价值的影响[A];2009重金属污染监测、风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2009年

2 赵光宇;;提高煤层气采收率途径的探讨[A];山西省上半年煤炭经济运行分析会论文集[C];2004年

3 崔永君;;煤吸附多组分气体的特征及模型研究[A];中国煤炭资源现状与勘探开发利用技术进展及环境保护——中国地质学会、中国煤炭学会煤炭田地质专业委员会2004年学术交流会论文集[C];2004年

4 华四良;苏现波;;CO_2吸留的途径与原理[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年

5 李云浩;徐铁军;;煤层瓦斯流动模型及在煤壁的应用[A];安全高效煤矿地质保障技术及应用——中国地质学会、中国煤炭学会煤田地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会学术年会文集[C];2007年

6 张庆玲;;二元气体在等温吸附过程中组分气体浓度的变化规律[A];安全高效煤矿地质保障技术及应用——中国地质学会、中国煤炭学会煤田地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会学术年会文集[C];2007年

7 田德昌;宁超;;控制煤层气产能的地质因素探讨[A];瓦斯地质与瓦斯防治进展[C];2007年

8 段利江;唐书恒;刘洪林;郑贵强;;罐装煤样解吸实验对煤层气开发的指导意义[A];2008年煤层气学术研讨会论文集[C];2008年

9 赵丽娟;秦勇;;深部煤层含气性及其地质控因[A];煤层气勘探开发理论与技术——2010年全国煤层气学术研讨会论文集[C];2010年

10 刘明宇;王兴隆;宋一男;;韩城地区漏失原因分析及对策[A];煤层气勘探开发理论与技术——2010年全国煤层气学术研讨会论文集[C];2010年

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1 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年

2 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年

3 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

4 杨侃;岩石微孔隙中气体吸附、链状分子运移的计算模拟及其油气地质意义[D];南京大学;2011年

5 张松航;煤储层气体运移特征和CO_2-ECBM数值模拟研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

6 陶树;沁南煤储层渗透率动态变化效应及气井产能响应[D];中国地质大学（北京）;2011年

7 齐黎明;卸压密闭煤层瓦斯含量测定技术研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

8 卜小平;中国煤层气产业发展途径与前景分析[D];中国地质大学（北京）;2011年

9 孟巧荣;热解条件下煤孔隙裂隙演化的显微CT实验研究[D];太原理工大学;2011年

10 徐乃忠;低透气性富含瓦斯煤层群卸压开采机理及应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

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1 刘浩;高煤级煤储层水力压裂的裂缝预测模型及效果评价[D];河南理工大学;2010年

2 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年

3 任子阳;阳泉无烟煤对CH_4、CO_2吸附特性研究[D];河南理工大学;2010年

4 于宝种;阳泉无烟煤对N_2-CH_4二元气体的吸附—解吸特性研究[D];河南理工大学;2010年

5 李义贤;考虑温度作用下煤层气—水两相流运移规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

6 李旺兴;煤体爆破作用数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年

7 张浩然;煤矿瓦斯抽采技术研究及应用[D];太原理工大学;2011年

8 陈赟;基于低渗透率煤储层的煤层气渗流数值模拟研究[D];北京交通大学;2011年

9 候三中;掘进工作面瓦斯涌出规律数值模拟[D];河南理工大学;2007年

10 胡守涛;顺层长钻孔区域预抽瓦斯工艺参数优化及应用[D];河南理工大学;2011年

【同被引文献】

中国期刊全文数据库前5条

1 贾哲;张程;;超临界乙烯水合萃取技术相关问题探讨[J];化学工程与装备;2010年05期

2 唐书恒,杨起,汤达祯,邵先杰,王江;注气提高煤层甲烷采收率机理及实验研究[J];石油实验地质;2002年06期

3 郑爱玲;王新海;刘德华;;注气驱替煤层气数值模拟研究[J];石油钻探技术;2006年02期

4 王海柱;沈忠厚;李根生;;超临界CO_2开发页岩气技术[J];石油钻探技术;2011年03期

5 马志宏,郭勇义,吴世跃;注入二氧化碳及氮气驱替煤层气机理的实验研究[J];太原理工大学学报;2001年04期

中国博士学位论文全文数据库前1条

1 马东民;煤层气吸附解吸机理研究[D];西安科技大学;2008年

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1 张青松;CO_2超临界萃取葡萄皮渣中白藜芦醇工艺及其纯化研究[D];甘肃农业大学;2009年

2 杨涛;超临界CO_2抽提对煤的改性实验研究[D];太原理工大学;2010年

【二级参考文献】

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1 朱立贤,金征宇;虎杖中白藜芦醇提取分离工艺的研究[J];安徽农业科学;2005年01期

2 赵志根,蒋新生;谈煤的孔隙大小分类[J];标准化报道;2000年05期

3 李继山,姚同玉;分光光度法测定阳离子表面活性剂在砂岩表面的吸附[J];日用化学工业;2005年03期

4 莫修文,李舟波,梅忠武;核磁测井资料的解释方法与应用[J];测井技术;1997年06期

5 柳孟文,李能根,赵文光,王海华;煤层气综合评价技术初探[J];测井技术;1999年02期

6 高绪晨,张炳,羡法;煤层工业分析、吸附等温线和含气量的测井解释[J];测井技术;1999年02期

7 宋彩霞,王德宝,古国华,傅洵,胡正水;表面活性剂有序聚集体在纳米材料制备中的应用[J];材料导报;2002年09期

8 吴世跃，刘国利;二维瓦斯流动移动边界的分析解及应用[J];东北煤炭技术;1995年01期

9 武廷山;辽宁煤层气开发与利用[J];东北煤炭技术;1997年03期

10 唐书恒,汤达祯,杨起;二元气体等温吸附实验及其对煤层甲烷开发的意义[J];地球科学;2004年02期

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1 王巧然　王明毅丁建国;[N];中国石油报;2007年

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1 张群;煤层气储层数值模拟模型及应用的研究[D];煤炭科学研究总院;2002年

2 张冬丽;煤层气定向羽状水平井开采数值模拟方法研究[D];中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所）;2004年

3 王起新;阜新盆地煤层气储运规律及资源预测研究[D];辽宁工程技术大学;2005年

4 王红岩;山西沁水盆地高煤阶煤层气成藏特征及构造控制作用[D];中国地质大学（北京）;2005年

5 马东民;煤层气吸附解吸机理研究[D];西安科技大学;2008年

6 杜春志;煤层水压致裂理论及应用研究[D];中国矿业大学;2008年

7 高辉;特低渗透砂岩储层微观孔隙结构与渗流机理研究[D];西北大学;2009年

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1 王北福;无伤害压裂液的研究[D];大庆石油学院;2003年

2 徐剑良;煤层气渗流过程中流固耦合问题的研究[D];西南石油学院;2003年

3 陈海龙;水平井、分支井产能分析理论研究[D];西南石油学院;2003年

4 郭大浩;煤层气井数值模拟研究[D];成都理工大学;2004年

5 高坤;低透气性煤层瓦斯抽放定向钻进技术研究[D];辽宁工程技术大学;2005年

6 李祥春;煤层瓦斯渗流过程中流固耦合问题研究[D];太原理工大学;2005年

7 万小迅;人工压裂后压降曲线分析[D];大庆石油学院;2005年

8 郑军;煤层气储层敏感性实验研究[D];成都理工大学;2006年

9 李圣涛;压裂用粘弹性表面活性剂的合成及其结构与性能研究[D];西南石油大学;2006年

10 刘飞;山西沁水盆地煤岩储层特征及高产富集区评价[D];成都理工大学;2007年

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1 冯丞;;改变“原油”粘度对驱替方向与驱替效率关系的验证[J];中国石油和化工标准与质量;2014年06期

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3 苏玉亮，奕志安;不平衡对稠油驱替的影响[J];石油勘探与开发;1996年02期

4 孙雷;闫成海;潘毅;陈亮;李士伦;;长岩芯驱替中不同位置的相渗曲线计算[J];西南石油大学学报(自然科学版);2014年02期

5 徐丕东;王丽霞;苏玉亮;;粘弹性稠油的驱替特征及其影响因素分析[J];西南石油大学学报(自然科学版);2008年06期

6 苏玉亮，栾志安;宾汉非牛顿稠油微观驱替特征[J];石油大学学报(自然科学版);1996年01期

7 张建,宗立平;孔隙含盐量对原油驱替效率的影响[J];大庆石油地质与开发;2001年01期

8 谢俊,梁会珍;黄原胶作为油田驱替剂的性能研究[J];矿物岩石;2003年02期

9 邹兴,吴凡,孙黎娟,乔国安;一种两相启动压力曲线的建立方法[J];石油勘探与开发;2004年03期

10 王文环;;特低渗透油藏驱替及开采特征的影响因素[J];油气地质与采收率;2006年06期

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1 苏玉亮;李东霞;郝永卯;修建龙;;黏弹性稠油的松弛特性对其注水开发的影响[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（一）[C];2007年

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1 段秋者;沥青在石英砂上的吸附、润湿性以及微观驱替动态和机理[D];西南石油学院;2001年

2 刘明高;火山岩裂缝性底水油藏油、气、水三相驱替机理及数值模拟研究[D];西南石油学院;2002年

3 王立国;注气驱替深部煤层CH_4实验及驱替后特征痕迹研究[D];中国矿业大学;2013年

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1 郭红强;双井对流驱替煤层气试验研究[D];太原理工大学;2013年

2 张承丽;聚合物—油界面特性对驱替的影响[D];大庆石油学院;2006年

3 董成林;多功能岩心驱替仪的研制[D];扬州大学;2012年

4 王同雷;CO_2驱替原油提高石油采收率的可视化研究[D];大连理工大学;2013年

5 李得飞;超临界二氧化碳驱替煤层瓦斯研究[D];太原理工大学;2012年

6 牛菲;直线平行流开发模式机理[D];长江大学;2012年