近日，太原理工大學(xué)原位改性采礦教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任梁衛(wèi)國(guó)在《能源和燃料》期刊撰文，系統(tǒng)闡述了利用注入能量提高煤層氣采收率的理論，從能耗的角度分析了煤層中甲烷的解吸和運(yùn)移，并提出了兩種提高煤層滲透率的新型增產(chǎn)技術(shù)，即超臨界二氧化碳?jí)毫押妥⒄羝麩釅毫选?/p>

煤層氣是存在于煤層中的一種主要清潔能源。目前煤層氣的回收率非常低，這是由甲烷在煤的孔隙和裂隙上的強(qiáng)吸附及煤層低滲透性所致。文章介紹和分析了超臨界二氧化碳提高煤層氣采收率的實(shí)驗(yàn)研究和相關(guān)結(jié)果。結(jié)果表明，隨著有效應(yīng)力的增加，四種不同級(jí)煤樣中超臨界二氧化碳的滲透率以負(fù)指數(shù)函數(shù)的形式降低。深部高煤階煤層的超臨界二氧化碳輸送能力低于淺部低煤階煤層。

研究者通過(guò)對(duì)焦煤中二氧化碳與甲烷的總滲透率進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著二氧化碳含量的增加，滲透率以對(duì)數(shù)函數(shù)的形式降低。與氣態(tài)二氧化碳相比，超臨界二氧化碳在煤層中具有更高的輸送能力，在含甲烷的合成體系中，總滲透率隨其含量的增加而降低。超臨界二氧化碳強(qiáng)化煤層氣回收實(shí)驗(yàn)表明，如果將生產(chǎn)氣體中每種含量的50%定義為經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的閾值，則四種煤階煤樣的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)時(shí)間不同。氣煤和無(wú)煙煤的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需時(shí)間比低階的弱黏結(jié)煤要長(zhǎng)。

此外，研究還表明，不同煤階煤具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和輸送特性。然而，超臨界二氧化碳可以通過(guò)改變孔隙體積或孔隙和裂隙結(jié)構(gòu)改變不同煤種的原始結(jié)構(gòu)。該研究對(duì)于提高清潔能源煤層氣回收率和深部煤層地下溫室氣體長(zhǎng)期穩(wěn)定封存具有重要意義。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c04026