編號(hào)：CYYJ03322
篇名：CO2相變致裂煤的納米孔隙尺度改造效應(yīng)
作者：張震 劉高峰 李寶林 劉歡 司念 關(guān)文博
關(guān)鍵詞： 礦井瓦斯 CO2相變致裂 孔隙結(jié)構(gòu) 致裂壓力 尺度效應(yīng)
機(jī)構(gòu)： 河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 河南理工大學(xué)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)煤層氣（頁巖）氣河南省協(xié)同創(chuàng)新中心 河南理工大學(xué)煤炭安全生產(chǎn)與清潔高效利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心
摘要： 為探討不同CO2相變致裂壓力對(duì)納米孔隙的尺度改造效應(yīng)及其對(duì)瓦斯(煤層氣)運(yùn)移的影響,開展120,150,185 MPa作用下的CO2相變致裂煤體實(shí)驗(yàn),綜合采用高壓壓汞、低溫液氮吸附、低溫CO2吸附孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)試方法,分析CO2相變致裂后煤的大孔(>50 nm)-介孔(2~50 nm)-微孔(<2 nm)結(jié)構(gòu)演化特征。結(jié)果表明:CO2相變致裂對(duì)大孔和介孔具有擴(kuò)孔效應(yīng);致裂后,大孔平均孔徑與孔容大幅度增大,孔表面積降低;介孔平均孔徑增大,孔表面積明顯降低;孔隙連通性明顯增強(qiáng)。CO2相變致裂過程時(shí)間極短,高壓氣體優(yōu)先選擇裂隙和大尺度孔隙進(jìn)行擴(kuò)展,延伸至微孔時(shí),衰減的壓力不足以改造具有化學(xué)性質(zhì)的微孔。CO2相變致裂在大孔-介孔尺度的擴(kuò)孔效應(yīng),隨致裂壓力的增大而增強(qiáng);不同變質(zhì)、變形程度煤的大孔-介孔-微孔發(fā)育存在差異;因此,研發(fā)“高致裂壓力-長(zhǎng)作用時(shí)效-大能量”的CO2相變致裂器,有助于進(jìn)一步增強(qiáng)CO2相變致裂的擴(kuò)孔效應(yīng)、改善納米尺度瓦斯運(yùn)移通道、提高瓦斯抽采效率。研究成果為CO2相變致裂技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)提供了科學(xué)依據(jù)。
