【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及但不限于矿产资源的开发和利用以及温室气体减排的，并且具体地涉及利用甲醇夹带剂和超临界co2的混合流体提高深部煤层气ch4采收率和co2封存量的方法。
技术介绍
1、随着可燃矿产资源(煤、天然气、石油)的开发和利用，人为二氧化碳的排放引发的全球气候变暖等系列负面影响引起了国际社会的广泛关注，需要采取有效措施减少co2排放。co2地质存储能够有效地实现co2的长期封存，成为co2减排的主要途径。我国煤炭资源丰富，生成的煤层气(成分以ch4为主)资源也非常可观，我国2000米以浅的煤层气资源储量达到36.81×1012m3。四十余年来，随着浅部煤层气资源的勘探开发和利用，我国煤层气开发逐步步入到深部储层(>1000m)，但深部煤层气非常规储层均存在“高地温、高地压、高地应力和低渗透率”的地质开发问题。常规的水力压裂技术存在水资源浪费、压裂液伤害等问题，影响煤层气资源的高效开采，导致ch4采收率不高。超临界co2压裂兼具无水压裂和传统水力压裂的优点而备受关注。同时，由于co2分子的极化率和电离势均高于ch4分子，导致煤体对co2吸附性更强。将超临界co2作为压裂介质注入到深部煤储层中，从传统的“降压解吸”变化为co2驱替置换ch4或“竞争吸附”解吸，在进行地质处置的同时，co2通过竞争吸附置换出清洁能源ch4。因此，强化ch4开采的深部煤储层co2封存技术(co2-ecbm)融温室气体减排与绿色能源开发为一体，但仍存在一些不足。一方面：超临界co2注入煤层后，会溶于煤基质内部诱导煤基质溶胀，降低煤储层渗透率，影响了c
技术实现思路
1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。
2、本申请提供了一种利用甲醇夹带剂和超临界co2的混合流体提高深部煤层气ch4采收率和co2封存量的方法。该方法采用有机流体甲醇作为夹带剂，将甲醇夹带剂与超临界co2按一定比例混合后注入煤层，通过甲醇夹带剂和超临界co2混合流体与煤体的物理化学作用，提高超临界co2的提取能力，改变和增加超临界co2的吸附空间，弱化co2的吸附溶胀，提高co2置换ch4的效率，达到强化煤层ch4采收率和提高co2封存量的目的。
3、在一个方面中，本申请提供了一种提高深部煤层气ch4采收率和co2封存量的方法，所述方法包括以下步骤：
4、(1)将甲醇夹带剂与高压液态co2以1:10至3:10的质量比混合，并使所述甲醇夹带剂与所述高压液态co2的混合流体通过热交换器，以将所述高压液态co2转化为超临界co2并且使所述甲醇夹带剂达到40-70℃的温度；和
5、(2)将所述甲醇夹带剂和超临界co2的混合流体注入到煤层中。
6、在本申请的实施例中，在步骤(1)中，所述甲醇夹带剂与所述高压液态co2的质量比为1:10至2:10。
7、在本申请的实施例中，在步骤(1)中，使所述甲醇夹带剂达到40-60℃的温度。
8、在本申请的实施例中，煤层深度为800-2200m，对应煤储层的压力范围为8-22mpa；
9、在本申请的实施例中，煤层深度为800-2000m，对应煤储层的压力范围为8-20mpa。
10、在本申请的实施例中，煤层的煤变质程度为褐煤、低阶烟煤、中高阶烟煤和无烟煤。
11、在另一方面中，本申请提供了甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体在提高深部煤层气ch4采收率和co2封存量中的应用，其中所述甲醇夹带剂与高压液态co2的质量比为1:10至3:10。
12、在本申请的实施例中，所述甲醇夹带剂与所述高压液态co2的质量比为1:10至2:10。
13、所述煤层深度，按照地表平均温度15℃、地温梯度2.5-3℃/100m和压力梯度1mpa/100m计算，煤对ch4或co2的吸附温度为40-70℃，对应的煤层深度为800-2200m，对应的储层流体压力为8-22mpa。
14、本专利技术采用体积法测定不同煤阶煤对ch4和co2的吸附量和，对比单纯超临界co2作用、乙醇夹带剂与超临界co2混合流体和甲醇夹带剂与超临界co2混合流体作用后煤样ch4和co2的吸附量，评估甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体对煤层ch4采收率和co2封存量的影响。
15、此外，本专利技术联合低温气体吸附法孔隙结构表征、x射线光电子能谱技术(xps)和吸附-应变实验阐明了甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体作用后煤样ch4采收率提高和co2封存量提升的原因：
16、(1)273.15k温度下的低温co2吸附法结果揭示，相比单纯的超临界co2作用和乙醇夹带剂与超临界co2混合流体的作用，甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体作用后的煤样开放孔隙体积和比表面积明显增加，孔隙可达性增强。分析结果认为，甲醇较强的极性能力增强了超临界co2的萃取性能，加大了超临界co2对煤中有机分子化合物的溶解能力，进而生成更多的孔隙空间；
17、(2)xps结果显示甲醇夹带剂与超临界co2混合流体作用后的煤样含氧官能团增多。含氧官能团属于极性小分子，会弱化非极性分子ch4的吸附能力，提高ch4的解吸速率，降低ch4的吸附量，但co2分子中的c-o键具有极性，会与含氧官能团中具有较强的电负性的氧基团相互吸引，在范德华力、静电作用力和氢键的作用下，co2的吸附能力变强，进而提高了co2的吸附量和封存量；
18、(3)吸附-应变结果表明，相比纯超临界co2作用、乙醇夹带剂与超临界co2的混合流体作用后的煤样，甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体作用后，煤样吸附溶胀率下降。混合流体作用后增大了孔隙空间，减弱了超临界co2吸附诱导的吸附溶胀对孔隙的压缩，从而降低了吸附溶胀率。
19、上述结果均有助于co2吸附量或封存量的增加，降低ch4的吸附量，co2:ch4的优先吸附比增大，提高了驱替效率，提高了ch4采收率。
20、本专利技术的有益效果为：
21、(1)相比单纯的超临界co2注入和乙醇夹带剂与超临界co2混合流体的注入，本专利技术所述的采用甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体注入强化了超临界co2的萃取性能，削弱了co2的吸附溶胀率，促进了超临界co2的增孔能力，造成孔隙连通性升高，提升了表面修饰的含氧官能团含量，提高了co2的吸附空间，增加了co2的封存量。
22、(2)相比单纯的超临界co2注入和乙醇夹带剂与超临界co2的混合流体注入，甲醇夹带剂与超临界co2的混合流体注入削弱了ch4的吸附能力，加快了驱替过程，加大了ch4的解吸效率，进而提高了ch4采收率，加大了ch4开采的有效性，对我国实现煤基碳减排，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高深部煤层气CH4采收率和CO2封存量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述甲醇夹带剂与所述高压液态CO2的质量比为1:10至2:10。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，使所述甲醇夹带剂达到40-60℃的温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，煤层深度为800-2200m，对应煤储层的压力范围为8-22MPa。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，煤层深度为800-2000m，对应煤储层的压力范围为8-20MPa。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，煤层的煤变质程度为褐煤、低阶烟煤、中高阶烟煤和无烟煤。
7.甲醇夹带剂与超临界CO2的混合流体在提高深部煤层气CH4采收率和CO2封存量中的应用，其中所述甲醇夹带剂与高压液态CO2的质量比为1:10至3:10。
8.根据权利要求7所述的应用，其中，所述甲醇夹带剂与所述高压液态CO2的质量比为1:10至2:10。
【技术特征摘要】
1.一种提高深部煤层气ch4采收率和co2封存量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述甲醇夹带剂与所述高压液态co2的质量比为1:10至2:10。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，使所述甲醇夹带剂达到40-60℃的温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，煤层深度为800-2200m，对应煤储层的压力范围为8-22mpa。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬长武，李伟，魏振吉，徐博瑞，张双源，成前辉，袁朴，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。