《深部煤層CO2地質存儲與CH4強化開採的有效性理論研究》是依託中國礦業大學，由桑樹勛擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：深部煤層CO2地質存儲與CH4強化開採的有效性理論研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：桑樹勛
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以自主開發的“模擬超臨界CO2/H2O體系與煤岩地球化學反應實驗裝置”和“模擬CO2注入煤層滲透性變化實驗裝置”為實驗模擬研究平台，基於沁水盆地示範工區及其深部溫、壓、水、地應力條件下無煙煤儲層基本地質模型，探索深部無煙煤儲層條件下超臨界CO2注入煤層體積應力效應和CO2/H2O/煤岩地球化學反應效應本質，煤儲層結構演化、吸附解吸、滲透性變化和流體運移規律，吸附解吸-擴散-滲流-驅替耦合關係及其物理化學過程連續性等關鍵科學問題，研究構建深部煤層CO2注入-吸附解吸-流體運移-CH4產出地質模型、數學模型，開發數值模擬技術；揭示深部無煙煤儲層CO2-ECBM有效性機理，形成CO2-ECBM有效性評價方法，科學回答以沁水盆地為代表的深部無煙煤儲層CO2-ECBM有效性問題；為我國實施深部煤層CO2-ECBM工程探索提供科學依據，發展CO2-ECBM溫室氣體減排及其大氣環境效應評價的關鍵理論。
結題摘要
CO2-ECBM面臨挑戰的主要理論和技術問題中有效性是基礎和前提，CO2-ECBM有效性涵蓋煤層CO2可注性、CO2封閉、CO2存儲容量與CH4增產效果關鍵要素。以最值得關注的沁水盆地為主要工區，以山西組3#無煙煤層為主要模擬研究對象，以地層條件、煤儲層特徵和基本地質模型為實驗模擬設定條件、數值模擬邊界條件和參數，探索研究了深部無煙煤儲層條件下超臨界CO2注入煤層體積應力效應和CO2/H2O/煤岩地球化學反應效應，煤儲層結構演化、吸附解吸、滲透性變化和流體運移規律，吸附解吸-擴散-滲流-驅替耦合關係及其物理化學過程連續性等關鍵科學問題。項目研究取得的創新結果集中表現為系統揭示了深部無煙煤儲層CO2-ECBM有效性機理，發現深部無煙煤儲層CO2可注性變化受控於煤儲層特徵差異性及其煤岩應力應變（負）效應與地球化學反應（正）效應，CO2注入煤層後的競爭吸附-CO2置換CH4-CH4解吸是深部煤層CO2封存的主要機制，基於儲層地質模型和CO2封存機理本構模型建立了CO2封存容量計算評價模型和煤儲層流體連續性過程模型；探索建立了深部無煙煤儲層CO2-ECBM有效性評價方法體系，研創了模擬CO2/H2O與煤岩地球化學反應、模擬CO2-ECBM煤岩應力應變效應等5台實驗裝置，深部煤層CO2-ECBM實驗模擬、流體連續性過程建模與數值模擬等3項技術，建立了深部煤層CO2存儲容量計算評價、CO2可注性與CH4增產效果評價預測2個評價方法；評價結果表明沁水盆地CO2-ECBM有效性較好。發表學術論文101篇，其中SCI論文39篇；出版學術專著2部，主編專刊1期；授權國家發明專利7項，授權軟體著作權4項。研究結果科學回答了以沁水盆地為代表的深部無煙煤儲層CO2-ECBM的有效性問題，為我國實施深部煤層CO2-ECBM工程探索提供了科學依據，發展了CO2-ECBM溫室氣體減排的關鍵理論。
