煤层处置CO2的二元气-固耦合数值模拟

• 作者: 冯启言 刘继山 周来 陈中伟
• 来源期刊: 高校地质学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 二氧化碳 甲烷 二元气固耦合 地质处置 数值模拟
• 年，卷（期）: 2009,（1）
• 所属期刊栏目: 煤田与油气地质
• 页码范围: 63-68
• 页数: 6页
• 分类号: P618.11|X141
• 字数: 3367字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-7493.2009.01.006

摘要

利用不可开采煤层处置二氧化碳可以有效控制温室气体的排放量并可驱动和增加煤层气资源的开采量.二氧化碳注入煤层处置后引入一个复杂的CH4-CO2二元气体与煤体的气固耦合问题,耦合了二元气体竞争吸附、竞争扩散,气体渗流以及煤体变形过程.基于COMSOL Multiphysics建立了二元气同耦合的有限元数值模型,并应用数值模拟实验对二元气固耦合进行了机理分析.模拟结果表明,CO2注入煤层后不断驱替CH4,CH4组分明显减少;气体吸附引起的煤层膨胀量可以抵消部分有效应力引起的压缩变形,由于CH4-CO2二元气体较单一CH4引起的煤层吸附膨胀量大,二氧化碳注入煤层后可以缓解煤层的压缩变形;不同孔隙压力条件下,吸附膨胀与孔隙压力两者竞争作用引起的煤层净变形不同,而净变形也控制着煤层孔隙压力和渗流率的变化,煤层渗透整体呈现先降后升,模拟进行到4.66× 107s时煤层渗透率发生反弹.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	冯启言	中国矿业大学环境与测绘学院	139	2068	23.0	41.0
3	周来	中国矿业大学环境与测绘学院	25	210	7.0	14.0