| 深部煤层CO2注入煤岩力学响应特征及机理研究进展 |
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| 引用本文： | 桑树勋, 牛庆合, 曹丽文, 王伟, 2022. 深部煤层CO2注入煤岩力学响应特征及机理研究进展. 地球科学, 47(5): 1849-1864. doi: 10.3799/dqkx.2021.241 |
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| 作者姓名： | 桑树勋 牛庆合 曹丽文 王伟 |
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| 作者单位： | 1.中国矿业大学碳中和研究院,江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221116;;2.石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,河北石家庄 050043;;3.河北省金属矿山安全高效开采技术创新中心,河北石家庄 050043;;4.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221008 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目(No.2018YFB0605600);;国家自然科学基金项目(Nos.41330638,U1967208); |
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| 摘 要： | 
为揭示CO2注入煤岩力学响应特征及机理,回顾了CO2注入煤岩力学性质影响因素、CO2注入对煤岩大分子-孔隙-裂隙结构改造作用和煤岩力学参数的统计模型、理论模型与智能预测模型.结果表明：CO2注入煤岩力学性质受控于煤阶、CO2压力、水分、围压和时间等因素,CO2注入压力的增高、水的加入及时间的延长均会进一步降低煤岩力学性质,而围压对CO2注入力学性能弱化具有一定改善作用.CO2水溶液通过溶胀作用、萃取作用和塑化作用促使煤岩大分子结构重组,通过微晶结构改变、化学溶蚀和非均匀变形改造煤岩孔隙结构,通过化学溶蚀、膨胀应力和化学-应力耦合作用诱发煤岩结构损伤,均不同程度引起煤岩力学性能弱化.
在CO2注入煤岩力学参数预测模型中,类Langmuir模型、广延指数模型和修正的粘聚力模型具有明确的物理意义,而智能预测模型具有更高的预测精度,预测准确度可达99%以上.本次研究为科学评价CO2-ECBM安全性和促进深部煤层CO2高效注入奠定了理论基础.
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| 关 键 词： | CO2-ECBM 力学性质 弱化机理 多尺度结构 预测模型 油气地质 |
| 收稿时间： | 2021-12-15 |
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