CO2地质埋藏深度对高阶煤孔隙结构及煤层气采收率的影响

"本文主要探讨了CO2地质埋藏深度对高阶煤孔隙结构的影响，研究发现这种影响对于CO2的存储以及煤层气采收率的提高具有重要意义。通过压汞测试和低温液氮吸附实验，作者们分析了经过不同深度地质埋藏模拟处理的煤样品，揭示了孔隙结构在不同深度下的演化规律和机制。具体表现为煤的真密度、视密度、孔隙体积、煤基质体积变化及有机质的膨胀与收缩等参数的变化，这些变化受到埋藏过程中温度和压力的非线性影响。在某一特定的深度范围内，CO2的存在对孔隙，尤其是微孔孔容和比表面积有最大的改造效果，这优化了高阶煤的孔隙结构，有利于CO2的地质存储和提高煤层气开采效率。该研究由多项科研基金支持，包括国家自然科学基金和山东省自然科学基金等。" 文章详细阐述了在高阶煤中进行CO2地质埋藏的科学价值，即既能有效储存CO2，又能促进煤层气的采收。通过对煤样进行模拟实验，作者们发现在不同地质埋藏深度下，煤的物理特性如真密度、视密度等会发生改变，这些变化直接影响到煤孔隙的形态和数量。其中，孔隙体积的增减和煤基质体积的变化反映了CO2与煤之间的地球化学反应，这种反应在特定深度下达到峰值，对微孔孔容和比表面积的改造最为显著。 埋藏过程中的温度和压力是关键因素，它们不仅驱动地球化学反应，而且在非线性作用下影响孔隙结构的演化。这个最佳改造深度对于优化高阶煤的孔隙结构至关重要，因为良好的孔隙结构可以增加CO2的吸附能力和流动路径，从而提高其在煤层中的存储稳定性和煤层气的开采效率。 此外，研究还提及了有机质的膨胀与收缩现象，这是由于CO2的存在引发的化学反应所导致的，它与孔隙结构的改变相辅相成，共同影响着CO2地质存储的效果。这一发现对于理解CO2地质封存的长期稳定性以及提高煤层气开发的技术策略具有深远的理论指导意义。 这项研究强调了CO2地质埋藏深度对高阶煤孔隙结构的微妙影响，并为未来的CO2地质存储和煤层气开采提供了科学依据。通过更深入的研究和优化，可以实现更高效、更环保的能源利用方式，这对于应对全球气候变化和推动清洁能源的发展具有重大意义。