基于SAXS的超临界CO2-H2O流体对煤纳米孔隙结构的影响研究

• Published in: 煤矿安全 Vol. 54; no. 11; pp. 9 - 17
• Main Authors: 苏俊生, 李彬, 李伟, 高文萱, 林炜丽
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 内蒙古煤炭地质勘查(集团)一五三有限公司,内蒙古 呼和浩特 010010%东北石油大学 非常规油气研究院,黑龙江大庆 163318%太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024%东北石油大学 地球科学学院,黑龙江 大庆 163318 2023
• Subjects: geochemical reaction; 超临界CO2; 地球化学反应; 纳米孔隙结构; supercritical CO2; 煤阶; coal rank; SAXS; nanopore structure
• ISSN: 1003-496X
• DOI: 10.13347/j.cnki.mkaq.2023.11.003

TD712; 超临界CO2(SCCO2)流体对含水煤层纳米孔隙结构的改变将显著影响目标煤层的CO2封存能力;为此,基于流体地球化学反应装置,以长焰煤、气煤和无烟煤为研究对象,模拟了SCCO2-H2O混合流体(温度 45℃、压力 12 MPa)与 3 类煤阶煤的地球化学反应;在此基础上,采用小角X射线散射(SAXS)研究了纳米孔隙结构及其非均质性对SCCO2-H2O流体的响应.结果表明:SCCO2-H2O作用重塑了煤的纳米孔隙结构,但不同煤阶煤的纳米孔隙对混合流体的响应有所差异;SCCO2-H2O流体作用后,长焰煤孔隙度、比表面积和小于 5 nm的孔隙含量降低,但大于 5 nm的中孔含量增大;气煤微孔含量减小,但中孔含量和比表面积显著增大;无烟煤孔隙度和比表面积均提高;煤基质溶胀、SCCO2 流体萃取、矿物的溶解和迁移的综合作用造成煤纳米孔隙的差异演化;SCCO2-H2O流体增强了低中阶烟煤孔隙分布的非均质性,以气煤尤为显著,但降低了所有煤样孔隙表面的不规则性.