Research on adsorption characteristics and adsorption model of CH4 and CO2 in Leping Formation coal seam of Fengcheng Mining Area
-
摘要:
煤体对气体的吸附特征决定了煤层的地质封存能力。对丰城矿区主力B4煤层进行了不同温度条件下的等温吸附实验，研究了煤层对气体的吸附特征，采用9种不同吸附数学模型对CO2吸附实验数据进行拟合，检验不同模型的拟合效果。结果表明：丰城矿区B4煤层CH4、CO2等温吸附实验规律总体表现为压力正效应、温度负效应；煤层对CO2的吸附能力明显高于对CH4的吸附能力，二者最大吸附量的比值约为2.0；9种模型中，L模型、T模型、LF模型、EL模型的拟合效果最好，最适合表征煤层对CO2的吸附特征。
Abstract:The gas adsorption characteristic of coal body determines the geological storage capacity of coal seam. Isothermal adsorption experiments were conducted in the main B4 coal seam in the mining area under different temperature conditions to study the gas adsorption characteristics of the coal seam. Nine different adsorption mathematical models were used to fit and analyze the CO2 adsorption experimental data, and the fitting effects of different models were tested. The results indicate that: the overall experimental pattern of CH4 and CO2 isothermal adsorption in B4 coal seam of Fengcheng Mining Area shows that the pressure is a positive effect and the temperature is a negative effect; the adsorption capacity of coal seams for CO2 is significantly stronger than that for CH4, and the ratio of the maximum adsorption capacity of the two is about 2.0; the L model, T model, LF model, and EL model have the best fitting effect and are most suitable for characterizing the adsorption characteristics of CO2 in coal seams.
-
在当前高碳化石能源消费为主的背景下，围绕“碳达峰、碳中和”的目标[1-2]，CO2捕集、利用与封存（CCUS）技术被认为是实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择[3-4]。CO2地质封存是这一技术体系的核心，旨在通过技术手段将工业活动中产生的CO2气体收集起来，并将其以超临界液态形式注入地下一定深处且封闭性好的构造圈闭中封存起来[5]。目前，可用于CO2地质封存的地质场地主要有沉积盆地深部含水层、枯竭油气藏、深部煤层等[6-8]。深部煤层封存CO2也称CO2-ECBM技术，是将CO2注入煤层中将CH4置换的技术方法[9-11]，既可实现CO2地质封存，又能高效开采CH4，这一技术已成为当前的研究新热点。
研究煤对CO2、CH4的吸附特征，对于深刻理解CO2-ECBM技术的核心内涵具有重要意义。诸多学者就煤层CO2、CH4单组分或混合气体吸附、解吸特征进行了相关实验和研究[12-15]，并探讨了部分吸附数学模型在描述不同煤矿区煤层吸附性能的适用性。基于此，以丰城矿区B4煤层为研究对象，综合采用等温吸附实验与模型拟合分析的手段，研究该地区煤层对CO2、CH4气体的吸附规律，并进一步探讨适于表征CO2吸附特性的数学模型。丰城矿区作为典型高瓦斯矿区，研究成果预期能够初步掌握丰城矿区煤层对气体的吸附特征，为进一步开展CO2-ECBM潜力研究提供理论依据，也为区内煤层气资源开发提供新的思路。
1. 地质背景
丰城矿区位于江西省丰城市，是江西省内重要的煤炭生产基地和煤层气资源富集区。矿区主要赋煤构造为石上−曲江向斜和泉港向斜，构造条件简单，发育少量小规模断层。丰城矿区目前有2对生产矿井，分别为曲江井田和尚庄井田。丰城矿区地质构造如图1所示。
研究区煤系地层为二叠系上统乐平组（P3l），其上为二叠系上统长兴组（P3c），下为二叠系中统茅口组（P2m）。乐平组为海陆交互相碎屑岩沉积建造，经历了海退−海进−海退这样一个完整沉积旋回过程。地层由下至上可划分为4段，其中官山段、老山段、王潘里段为含煤段，分别发育A、B、C 3个煤组，以B煤组含煤性最优，其中又以B4煤层发育最稳定、厚度最大，是全区的主力煤层。B4煤层全区平均厚度约为2~3.5 m，煤类以焦煤、瘦煤为主，煤层埋深一般在500~
1500 m，顶板为泥岩、粉砂岩、细砂岩，底板为泥岩、粉砂岩。作为国内首批公开出让的煤层气探矿权区块，丰城矿区煤层含气性为全省最优，平均含气量达到15 m3/t以上，资源前景较好。丰城矿区B4煤层煤质特征见表1。表 1 丰城矿区B4煤层煤质特征Table 1. Coal quality characteristics of B4 coal seam in Fengcheng Mining Area井田 水分/% 灰分/% 挥发分/% 硫分/% 煤类 曲江 1.39 22.69 21.82 2.09 焦煤 尚庄 1.45 25.35 17.21 1.36 瘦煤 2. 等温吸附实验
目前，实验室测定煤对气体的吸附量方法主要有：容量法、色谱法和质量法[16]。3种实验方法的适用范围各有不同，色谱法主要用于低压条件下的吸附实验，容量法和质量法常用于高压条件下的吸附实验。因此，研究采用高压容量法等温吸附实验，煤样经平衡水分处理后，分别开展CO2、CH4等温吸附实验。
等温吸附实验参照GB/T 19560—2008《煤的高压等温吸附试验方法》执行，实验制备粒径为0.20~0.25 mm的粉煤样，质量为100 g，在平衡水条件下达到饱和湿度。实验所用CO2、CH4气体纯度均达到99.99%，介质气体为高纯氦气，均符合规范要求。
实验仪器为中国矿业大学自主研发的等温吸附实验装置，主要实验环节包括：煤样装罐、封闭性检查、体积测量、实验测试、数据处理等。
以丰城矿区乐平组主力煤层B4煤为研究对象，选择曲江井田（QJG01）、尚庄井田（SZG01）井下煤样，根据采样工作面地层条件，设计CO2吸附实验最高压力约为7 MPa，CH4吸附实验最高压力约为8.3 MPa，在20、30、40、50 ℃实验温度条件下，分别开展CO2、CH4气体等温吸附实验，获取了煤层对CO2、CH4气体的等温吸附数据，并以实验数据为基础，开展吸附特征研究及吸附模型探讨。
3. 煤层对气体的吸附特征
3.1 煤层对CH4的吸附特征
实验采用Langmuir吸附模型，不同温度条件下煤层对CH4的等温吸附拟合曲线如图2所示。
![]()
图 2 不同温度条件下煤层对CH4的等温吸附拟合曲线Figure 2. Isothermal adsorption fitting curves of coal seams for CH4 under different temperature conditions由图2可知，不同实验温度下的等温吸附曲线均呈现随实验压力增大而上升的趋势，压力较低的起始阶段吸附曲线较陡，随着实验压力的增大，吸附曲线变得越来越趋于平缓。这种规律表明，煤体对CH4的吸附量与实验压力呈正相关关系。起始阶段曲线斜率大，原因在于该阶段煤的吸附能力主要受压力影响，处于快速吸附阶段，后期随着实验压力持续增大，由于煤体对CH4的吸附逐渐趋向于饱和状态，所以这个阶段压力对吸附量的影响逐渐减小，曲线斜率也逐渐减小，属于缓慢吸附阶段。
煤层中气体的赋存主要有吸附和游离两相状态[17]。在实验初期快速吸附阶段，煤体内部游离相与吸附相的气体一直处于相互转化的状态，实验压力的增大使部分游离态气体向吸附态转化。因此，实验压力增大，煤对CH4的吸附量也增大。而煤体孔隙内的吸附点位数量有限，并不随着压力增大而无限增多，故实验压力增大到一定程度后，吸附CH4的增量逐渐减少，吸附曲线表现为随着压力增大，吸附量缓慢增加。
同实验压力对吸附量的影响效果相反，温度对CH4吸附量的影响为负效应。实验温度为20 ℃时的吸附量最大，吸附曲线位于上部；50 ℃时吸附量最小，吸附曲线位于下部；随着实验温度的升高，CH4吸附量逐渐减小。原因在于温度影响了CH4气体分子的活性，并且煤中吸附作用属于放热反应，温度越高，分子活性就越大，因而更难被煤体吸附[18]。
3.2 煤层对CO2的吸附特征
采用Langmuir吸附模型对丰城矿区曲江、尚庄井田B4煤CO2等温吸附实验数据进行吸附曲线拟合，不同温度条件下煤层对CO2的等温吸附拟合曲线如图3所示。
![]()
图 3 不同温度条件下煤层对CO2的等温吸附拟合曲线Figure 3. Isothermal adsorption fitting curves of CO2 in coal seams under different temperature conditions由图3可知：随着压力的升高，煤样对CO2的吸附量也逐步增大；起始阶段，实验压力增大，CO2吸附量的增量较大；随着压力的持续增大，CO2吸附量的增量也逐步减缓，曲线斜率下降，后逐步趋近于水平，CO2的吸附解吸达到平衡。由此可见，煤层对CO2的吸附与CH4吸附曲线具有相似的特点。
煤体对CO2的吸附能力与实验压力成正比，注气压力越高，煤体吸附的CO2量就越多，但是后期增长会减缓。初始阶段由于CO2注气压力的升高，撞击煤体频率加大，增大了CO2被吸附的概率，而且高压状态下CO2更容易进入一些煤体中的微小孔隙，因而压力增大CO2的吸附量也会随之增大。但是由于煤体的吸附位并非无限的，随着吸附的CO2量的增多，吸附位越来越少，所以后面压力增长对CO2吸附量的贡献逐渐减小。
温度对CO2吸附的影响也为负效应，低温时的吸附量大，高温时的吸附量小，随着实验温度的升高，CO2吸附量逐渐减小。
3.3 煤层对CO2和CH4吸附特征对比
为了解丰城矿区B4煤层对CO2与CH4吸附特性的差异，将曲江B4煤样（QJG01）对CO2和CH4的等温吸附数据及拟合曲线进行对比分析，CH4和CO2的等温吸附拟合曲线对比如图4所示。
![]()
图 4 煤层对CH4和CO2的等温吸附拟合曲线对比Figure 4. Comparison of isotherm adsorption fitting curves for CH4 and CO2 in coal seams由图4可知，在同一温度下，CO2吸附曲线均位于CH4吸附曲线之上，即煤对CO2的吸附量大于对CH4的吸附量，且随着实验压力的增大，2条吸附曲线之间距离逐渐增大。表明在相同温度和压力下，煤对CO2的吸附能力明显强于对CH4的吸附能力。
对比分析煤样CH4和CO2的最大吸附量发现，曲江煤样（QJG01）对CO2和CH4的最大吸附量比值为1.91~2.06，平均值为2.0；尚庄煤样（SZG01）对CO2和CH4的最大吸附量比值为1.77~2.04，平均值为1.89。
综上可知，丰城矿区B4煤层对CO2的吸附能力明显强于对CH4的吸附能力，最大吸附量的比值约为2.0。
4. 煤层对CO2的吸附数学模型
关于固体对气体的等温吸附数学模型有多种，用于描述煤层对气体的等温吸附方程式是目前煤炭地质领域研究较为广泛和应用较为成功的[19]。研究探讨煤层对CO2气体的等温吸附模型，不仅可以给气体吸附的变化规律找到一个科学合理的表达式，更能够深刻地理解煤层吸附气体现象的微观机理[20]。
由于Langmuir模型用于表征煤层对CH4等温吸附特征已应用成熟且广泛，已是学术界公认适于表征煤层吸附CH4的数学模型。因此，开展煤层对CO2气体的吸附模型探讨，以期获得适于描述本区煤层吸附CO2的数学模型。
4.1 吸附数学模型
吸附数学模型，也称吸附动力学方程，是描述气体在固体介质中吸附特征的数学方程。基于前人的研究理论与成果[12, 21-24]，选取了9种吸附数学模型进行拟合研究：
Langmuir 吸附模型（L模型）：
$$ V=\dfrac{V_{\mathrm{L}}p}{p_{\mathrm{L}}+p}$$ Freundlich 模型（F模型）：
$$ V=k{p}^{n}$$ Toth模型（T模型）：
$$ V= \dfrac{{V}_{\mathrm{L}}kp}{{\left[1+{\left(kp\right)}^{n}\right]}^{1/n}}$$ Langmuir-Freundlich 模型（LF模型）：
$$ V=\dfrac{{V}_{\mathrm{L}}kp}{\left[1+{\left(kp\right)}^{n}\right]}$$ 扩展Langmuir 模型（EL模型）：
$$ V= \dfrac{{V}_{\mathrm{L}}kp}{1+kp+n\sqrt{kp}}$$ Dubinin-Radushkevich模型（D-R模型）：
$$ V= V_0\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p} \left(-D\mathrm{ln}^2\dfrac{p_0}{p}\right) $$ 二次方程式模型（二次模型）：
$$ V=a+bp+cp^2$$ 三次方程式模型（三次模型）：
$$ V=a+bp+cp^2+dp^3$$ 对数方程式模型（对数模型）：
$$ V=a+b \mathrm{ln}p $$ 式中：V为吸附量，m3/t；VL为最大吸附量，m3/t ；p为实验压力，MPa；pL为临界解吸压力，MPa；k为结合常数，无量纲；n为模型参数，无量纲；V0为煤孔隙体积，cm3/g；D为净吸附热相关常数，无量纲；p0为CO2饱和蒸汽压，MPa； a、b、c、d为拟合常数，无量纲。
9种吸附模型中，T模型、LF模型、EL模型均为L模型基础上推导出的改进模型。
4.2 拟合度
为验证9种吸附数学模型表征不同温度下煤对CO2等温吸附特征的准确性，研究探讨最适宜描述丰城矿区煤层对CO2吸附特征的数学方程，基于曲江煤样（QJG01）CO2等温吸附实验数据，采用Origin软件拟合了不同温度条件下9种吸附动力学模型。不同模型对曲江煤样（QJG01）吸附数据的拟合结果如图5所示，不同温度条件下曲江煤样（QJG01）吸附模型的拟合度见表2。
![]()
图 5 不同模型对曲江煤样（QJG01）吸附数据的拟合结果Figure 5. Fitting results of different models for adsorption data of Qujiang coal samples (QJG01)表 2 不同温度条件下曲江煤样（QJG01）吸附模型的拟合度Table 2. Fitting degrees of adsorption models for Qujiang coal samples (QJG01) under different temperature conditions温度/℃ 拟合度R2 L模型 F模型 T模型 LF模型 EL模型 DR模型 二次模型 三次模型 对数模型 20 0.998 0.996 0.999 0.999 0.999 0.952 0.974 0.994 0.998 30 0.999 0.996 1.000 1.000 1.000 0.980 0.983 0.996 0.998 40 0.997 0.998 0.999 0.998 0.999 0.991 0.984 0.993 0.994 50 0.996 0.999 0.999 0.999 0.999 0.993 0.984 0.993 0.991 1）20 ℃实验条件下：L模型、F模型、T模型、LF模型、EL模型、三次模型均能较好的拟合CO2的等温吸附变化特征，且拟合度均在0.994以上，但F模型在压力较低（<2 MPa）时，拟合曲线与实测值偏离较大；DR模型拟合曲线与实测值有较大偏差，拟合度仅有0.952，拟合效果较差；二次模型拟合度较好，但拟合曲线偏离实测值较大；对数模型拟合度尚可，但拟合曲线偏离实测值，压力低于0.3 MPa时，拟合吸附量为负值，与实际不符。
2）30 ℃实验条件下：L模型、F模型、T模型、LF模型、EL模型、三次模型拟合度均在0.996以上；DR模型拟合效果优于20 ℃实验条件，拟合曲线有一定程度收敛，拟合度提高至0.98；二次模型拟合度提高至0.983，拟合曲线仍与实测值存在一定偏离；对数模型拟合度与20 ℃实验一致，在低于0.3 MPa时拟合吸附量为负值。
3）40 ℃实验条件下：L模型、F模型、T模型、LF模型、EL模型拟合效果较好，拟合度均在0.997以上；三次模型、对数模型拟合度降低，拟合曲线局部与实测值的偏离程度增大；DR模型拟合效果进一步提高，拟合曲线与实测值偏离较小，拟合度升高至0.991。
4）50 ℃实验条件下：除二次模型外，其它吸附模型均表现较高的拟合度，拟合度均在0.99以上；二次模型在0~3 MPa压力下，拟合曲线偏离实测实较大；对数模型仍旧在0.3 MPa压力下与实际吸附情况不符。
综上所述，从拟合曲线与实测值的拟合度来看，L模型、F模型、T模型、LF模型、EL模型的拟合效果较好，DR模型、二次模型、三次模型在各实验温度下，均不同程度的与实测值有一定偏离。对数模型虽具有较好的拟合度，但在较低压力下的拟合效果与实际情况不符。
4.3 相对误差及标准方差
为进一步验证各模型拟合效果的准确性和精度，寻找合适的吸附数学模型，引入相对误差和标准方差的概念。相对误差为不同压力条件下实测值与拟合值之差同实测值之比的平均值，能够反映吸附模型拟合效果的可信程度；标准方差同样采用实测值与拟合值进行计算，反映二者差值的离散程度，能够体现拟合曲线与实际曲线的贴合程度。
不同实验温度下各模型拟合相对误差和标准方差如图6所示，9种模型拟合平均相对误差和平均标准方差见表3。
![]()
图 6 不同实验温度下各模型拟合相对误差和标准方差Figure 6. Relative fitting error and standard deviation of each model under different experimental temperatures表 3 9种模型拟合平均相对误差和平均标准方差Table 3. Mean relative error and mean standard deviation of fitting for nine models模型参数 L模型 F模型 T模型 LF模型 EL模型 DR模型 二次模型 三次模型 对数模型 平均相对误差 0.024 0.017 0.012 0.013 0.012 0.047 0.046 0.028 0.036 平均标准方差 0.559 0.641 0.330 0.336 0.331 1.751 1.265 0.712 0.728 由图6（a）可知：L模型、T模型、LF模型、EL模型、三次模型、对数模型的相对误差随实验温度变化，呈现先减小后增大的变化规律，即30 ℃时拟合效果最好；F模型、DR模型则变现相反，先增大后减小；DR模型和对数模型拟合相对误差变化较大，表明拟合效果不稳定。在平均相对误差方面，L模型、F模型、T模型、LF模型、EL模型均在0.025以下，说明拟合结果整体误差较小。
由图6（b）可知：L模型、T模型、LF模型、EL模型、三次模型、对数模型的标准方差较小，随实验温度变化不大，表明各实验条件下拟合效果较好；F模型、DR模型、二次模型的标准方差随实验温度升高，呈逐渐减小趋势，表明随着实验温度升高拟合曲线的离散程度逐渐收敛，拟合效果逐渐优化。平均标准方差方面，L模型、T模型、LF模型、EL模型的平均标准方差较小，均在0.6以下；F模型、三次模型和对数模型次之，在0.6~0.8之间；DR模型和二次模型平均标准方差较大，均在1.2以上。
4.4 模型拟合结果
通过对9种吸附数学模型的拟合效果分析，综合拟合度、相对误差和标准方差等因素，T模型、LF模型、EL模型的拟合效果最好，L模型拟合效果次之，但均明显优于其它吸附数学模型，能够较好地反映不同实验条件下煤对气相CO2的吸附变化规律，可以认为是适合表征丰城矿区B4煤层吸附CO2气体的数学方程。
L模型作为传统描述煤基质吸附特征的数学模型，是基于均匀表面单分子层物理吸附假设的方程，目前在学术界应用最为广泛[23]。L模型为双参数数学方程，2个参数均有明确的物理意义，其基本假设简单且便于理解，对CO2等温吸附实验数据的拟合不仅能够较为准确地了解煤的吸附能力与压力的关系，而且也能够间接地了解煤吸附CO2气体的吸附机理，达到较为满意的拟合效果。因此，通过L模型来表征煤对气相CO2的吸附特征，是目前使用最为广泛的数学模型。
T模型、LF模型、EL模型均为基于L模型基本假设基础上推导的改进模型，引入无量纲的结合常数k和模型参数n，2个参数虽没有明确物理意义，但将T模型、LF模型、EL模型构成三参数方程。拟合结果显示，上述3个模型在拟合度、相对误差和标准差方面非常接近，在基于L模型假设的基础上达到更为满意的拟合结果，拟合效果均进一步优于L模型。由此可见，基于双参数L模型推导的三参数模型，在增加1个参数的情况下，达到了更好的拟合效果。
5. 结 语
1）对丰城矿区B4煤层CH4、CO2等温吸附实验规律研究表明：压力越大，吸附量越大；温度对煤层吸附气体的影响为负效应，即温度越高，吸附能力越差。
2）B4煤层对CO2和CH4的吸附能力具有明显差异，对CO2的吸附能力明显强于对CH4的吸附能力，二者最大吸附量的比值约为2倍。
3）吸附数学模型拟合结果显示：L模型、T模型、LF模型、EL模型的拟合效果最好，适于表征丰城矿区煤层对CO2的吸附特征；三参数的T模型、LF模型、EL模型拟合效果优于双参数的L模型。
-
![]()
图 2 不同温度条件下煤层对CH4的等温吸附拟合曲线
Figure 2. Isothermal adsorption fitting curves of coal seams for CH4 under different temperature conditions
![]()
图 3 不同温度条件下煤层对CO2的等温吸附拟合曲线
Figure 3. Isothermal adsorption fitting curves of CO2 in coal seams under different temperature conditions
![]()
图 4 煤层对CH4和CO2的等温吸附拟合曲线对比
Figure 4. Comparison of isotherm adsorption fitting curves for CH4 and CO2 in coal seams
![]()
图 5 不同模型对曲江煤样（QJG01）吸附数据的拟合结果
Figure 5. Fitting results of different models for adsorption data of Qujiang coal samples (QJG01)
![]()
图 6 不同实验温度下各模型拟合相对误差和标准方差
Figure 6. Relative fitting error and standard deviation of each model under different experimental temperatures
表 1 丰城矿区B4煤层煤质特征
Table 1 Coal quality characteristics of B4 coal seam in Fengcheng Mining Area
井田 水分/% 灰分/% 挥发分/% 硫分/% 煤类 曲江 1.39 22.69 21.82 2.09 焦煤 尚庄 1.45 25.35 17.21 1.36 瘦煤 
下载: 导出CSV
表 2 不同温度条件下曲江煤样（QJG01）吸附模型的拟合度
Table 2 Fitting degrees of adsorption models for Qujiang coal samples (QJG01) under different temperature conditions
温度/℃ 拟合度R2 L模型 F模型 T模型 LF模型 EL模型 DR模型 二次模型 三次模型 对数模型 20 0.998 0.996 0.999 0.999 0.999 0.952 0.974 0.994 0.998 30 0.999 0.996 1.000 1.000 1.000 0.980 0.983 0.996 0.998 40 0.997 0.998 0.999 0.998 0.999 0.991 0.984 0.993 0.994 50 0.996 0.999 0.999 0.999 0.999 0.993 0.984 0.993 0.991
下载: 导出CSV
表 3 9种模型拟合平均相对误差和平均标准方差
Table 3 Mean relative error and mean standard deviation of fitting for nine models
模型参数 L模型 F模型 T模型 LF模型 EL模型 DR模型 二次模型 三次模型 对数模型 平均相对误差 0.024 0.017 0.012 0.013 0.012 0.047 0.046 0.028 0.036 平均标准方差 0.559 0.641 0.330 0.336 0.331 1.751 1.265 0.712 0.728
下载: 导出CSV
-
[1] 袁志刚. 碳达峰碳中和国家战略行动路线图[M]. 北京:中国经济出版社,2021. [2] 撒占友,吴静波,陆卫东,等. 注二氧化碳强化煤层气开采研究进展[J]. 煤矿安全,2022,53(10):32−43. SA Zhanyou, WU Jingbo, LU Weidong, et al. Research progress of enhanced coalbed methane exploitation by carbon dioxide injection[J]. Safety in Coal Mines, 2022, 53(10): 32−43.
[3] 桑树勋,刘世奇,陆诗建,等. 工程化CCUS全流程技术及其进展[J]. 油气藏评价与开发,2022,12(5):711−725. SANG Shuxun, LIU Shiqi, LU Shijian, et al. Engineered full flowsheet technology of CCUS and its research progress[J]. Petroleum Reservoir Evaluation and Development, 2022, 12(5): 711−725.
[4] 米剑锋,马晓芳. 中国CCUS技术发展趋势分析[J]. 中国电机工程学报,2019,39(9):2537−2543. MI Jianfeng, MA Xiaofang. Development trend analysis of carbon capture, utilization and storage technology in China[J]. Proceedings of the CSEE, 2019, 39(9): 2537−2543.
[5] 张洪涛,文冬光,李义连,等. 中国CO2地质埋存条件分析及有关建议[J]. 地质通报,2005,24(12):1107−1110. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2005.12.004 ZHANG Hongtao, WEN Dongguang, LI Yilian, et al. Conditions for CO2 geological sequestration in China and some suggestions[J]. Geological Bulletin of China, 2005, 24(12): 1107−1110. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2005.12.004
[6] 刘廷,马鑫,刁玉杰,等. 国内外CO2地质封存潜力评价方法研究现状[J]. 中国地质调查,2021,8(4):101−108. LIU Ting, MA Xin, DIAO Yujie, et al. Research status of CO2 geological storage potential evaluation methods at home and abroad[J]. Geological Survey of China, 2021, 8(4): 101−108.
[7] 李甫成,张杨,张晓娟,等. 深部咸水层CO2地质储存适宜性评价方法研究[J]. 冰川冻土,2014,36(3):649−660. LI Fucheng, ZHANG Yang, ZHANG Xiaojuan, et al. Suitability evaluation method of CO2 geological sequestration in deep saline aquifers[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2014, 36(3): 649−660.
[8] SHUKLA R, RANJITH P, HAQUE A, et al. A review of studies on CO2 sequestration and caprock integrity[J]. Fuel, 2010, 89(10): 2651−2664. doi: 10.1016/j.fuel.2010.05.012
[9] 桑树勋,王冉,周效志,等. 论煤地质学与碳中和[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(1):1−11. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.001 SANG Shuxun, WANG Ran, ZHOU Xiaozhi, et al. Review on carbon neutralization associated with coal geology[J]. Coal Geology & Exploration, 2021, 49(1): 1−11. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.01.001
[10] 吴建光,叶建平,唐书恒. 注入CO2提高煤层气产能的可行性研究[J]. 高校地质学报,2004,10(3):463−367. doi: 10.3969/j.issn.1006-7493.2004.03.016 WU Jianguang, YE Jianping, TANG Shuheng. A feasibility study on CO2 injection for enhancing the coalbed methane recovery[J]. Geological Journal of China Universities, 2004, 10(3): 463−367. doi: 10.3969/j.issn.1006-7493.2004.03.016
[11] 韩思杰. 深部无烟煤储层CO2-ECBM的CO2封存机制与存储潜力评价方法[D]. 徐州,中国矿业大学,2020. [12] 代世峰,张贝贝,彭苏萍,等. 河北开滦矿区晚古生代煤对CO2和CH4气体吸附模型探讨[J]. 地质学报,2009,83(5):731−737. DAI Shifeng, ZHANG Beibei, PENG Suping, et al. Models of pure CO2 and pure CH4 adsorption on the late paleozoic coals from the Kailuan Coalfield, Hebei, China[J]. Acta Geologica Sinica, 2009, 83(5): 731−737.
[13] 李向东,冯启言,刘波,等. 注入二氧化碳驱替煤层甲烷的试验研究[J]. 洁净煤技术,2009,16(2):101−103 LI Xiangdong , FENG Qiyan , LIU Bo, et al. Study on displacement coalbed methane by carbon dioxide injection[J]. Clean Coal Technology, 2009, 16(2): 101−103.
[14] 吴迪,孙可明. 不同温度条件下型煤吸附CH4/CO2混合气的实验研究[J]. 岩石力学与工程学报,2013,32(S2):3291−3296. WU Di, SUN Keming. Experimental study for coal briquette adsorption of CH4/CO2 mixture under different temperatures[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2013, 32(S2): 3291−3296.
[15] 王晋,王延斌,范晶晶,等. 注CO2置换煤层CH4试验研究[J]. 科技导报,2015,33(17):84−89. WANG Jin, WANG Yanbin, FAN Jingjing, et al. Experimental study on coal-bed methane displacement by carbon dioxide injection[J]. Science & Technology Review, 2015, 33(17): 84−89.
[16] 王瑞雪. 不同变质程度煤对CH4和CO2吸附特征差异的实验研究[D]. 徐州:中国矿业大学,2020. [17] 苏现波,张丽萍,林晓英. 煤阶对煤的吸附能力的影响[J]. 天然气工业,2005,25(1):19−21. doi: 10.3321/j.issn:1000-0976.2005.01.006 SU Xianbo, ZHANG Liping, LIN Xiaoying. Influence of coal rank on coal adsorption capacity[J]. Natural Gas Industry, 2005, 25(1): 19−21. doi: 10.3321/j.issn:1000-0976.2005.01.006
[18] 降文萍,崔永君. 深部煤层封存CO2的地质主控因素探讨[J]. 中国煤炭地质,2010,22(11):1−6. doi: 10.3969/j.issn.1674-1803.2010.11.01 JIANG Wenping, CUI Yongjun. A discussion on main geologic controlling factors of CO2 sequestration in deep coal seams[J]. Coal Geology of China, 2010, 22(11): 1−6. doi: 10.3969/j.issn.1674-1803.2010.11.01
[19] 于洪观. 煤对CH4、CO2、N2及其二元混合气体的吸附特性、预测和CO2驱替CH4的研究[D]. 青岛:山东科技大学,2005. [20] 朱苏阳. 煤层气的吸附—解吸机理及应用研究[D]. 成都:西南石油大学,2018. [21] 刘成龙. 煤层CO2埋藏主控地质因素及对煤储层影响研究[D]. 北京:中国矿业大学(北京),2017. [22] 郝光旭. 煤对CH4、CO2和N2混合气体等温吸附实验研究[D]. 北京:中国地质大学(北京),2021. [23] 于洪观,范维唐,孙茂远,等. 煤中甲烷等温吸附模型的研究[J]. 煤炭学报,2004,29(4):463−467. doi: 10.3321/j.issn:0253-9993.2004.04.019 YU Hongguan, FAN Weitang, SUN Maoyuan, et al. Study on fitting models for methane isotherms adsorption of coals[J]. Journal of China Coal Society, 2004, 29(4): 463−467. doi: 10.3321/j.issn:0253-9993.2004.04.019
[24] 李延河,李喜员,孙矩正,等. 煤对超临界CO2的吸附实验及不同表征模型对比[J]. 煤矿安全,2023,54(6):18−26. LI Yanhe, LI Xiyuan, SUN Juzheng, et al. Adsorption experiments of supercritical CO2 by coals and comparisons of different description models[J]. Safety in Coal Mines, 2023, 54(6): 18−26.
计量
- 文章访问数: 58
- HTML全文浏览量: 7
- PDF下载量: 8
