超临界CO2热力耦合驱替煤层CH4实验：提高抽采效率

"热力耦合条件下超临界CO2驱替煤层CH4实验" 本文主要探讨了在热力耦合环境下，利用超临界二氧化碳（SCo2）作为驱替剂来提高煤层甲烷（CH4）开采效率的实验研究。实验由辽宁工程技术大学力学与工程学院的研究团队进行，他们自主开发了一套实验系统，以模拟深部煤层中SCo2驱替CH4的实际过程。 实验的核心是研究不同温度和注入压力下，SCo2在原煤样本中的渗流、吸附以及对CH4的驱替效应。结果显示，在保持温度恒定的情况下，随着SCo2注入压力的逐渐增加，煤体的渗透率会提升，同时SCo2的吸附量也有所增加。这表明，提高注入压力有助于增强SCo2在煤层中的流动性和对CH4的替换能力。 进一步分析发现，SCo2的注入压力和温度对驱替效果具有显著影响。在不同的温度条件下，当注入压力从8 MPa增加到12 MPa时，平均CH4驱替量增加了0.076 cm3/g，而CH4的驱替效率提高了17%至23%。这说明，增加注入压力可以更有效地将CH4从煤层中驱赶出来，从而提高开采效率。 此外，实验还揭示了温度对驱替效率的影响。在相同的注入压力下，每升高10℃的温度，驱替效率平均能提升8%。然而，这也伴随着置换体积比的线性下降，平均下降了0.5。这表明，提高温度虽然能增强驱替效果，但可能会降低SCo2对CH4的置换程度。 这些研究成果对于理解和优化煤层CH4的抽采工艺具有重要意义，为实现高效抽采提供了理论支持。同时，由于SCo2的使用还能潜在地促进碳捕获与封存（CCS），该技术的应用还有助于减少温室气体排放，对环境保护具有积极影响。 这项研究揭示了热力耦合条件下，SCo2在煤层CH4开采中的关键作用，强调了温度和压力调控对于优化驱替过程的重要性。通过深入理解这一过程，可以为未来开发更高效的煤层气开采技术和CO2封存策略提供关键的科学依据。