Die Injektion von CO₂ in tiefe Kohleschichten zur Verstärkung der Kohlegasförderung vereint Umwelt- und Wirtschaftsvorteile und verfügt über ein breites Entwicklungspotenzial. Um die Veränderungen der Kohlestruktur verschiedener Kohletypen nach der CO₂-Injektion zu untersuchen, wurden fünf Proben mit unterschiedlichen maximalen Vitrinitreflektionen (R_{o, max}) ausgewählt. Es wurden Experimente zur Injektion von überkritischem CO₂ unter Temperatur- und Druckbedingungen durchgeführt, die einer Einbautiefe von 1500 m entsprechen. Die Veränderungen der Porenstruktur der Kohleproben vor und nach der Injektion wurden mittels Niedrigtemperaturn₂-Adsorption und Quecksilberporosimetrie untersucht; die Quantifizierung der Veränderungen erfolgte unter Verwendung der Fraktaltheorie. Die Ergebnisse der N₂-Adsorption zeigen, dass das Porenvolumen der Kohleproben nach der Behandlung mit überkritischem CO₂-H₂O mit zunehmendem Kohlerang zunächst abnimmt und dann wieder zunimmt, wobei beim Koks ein Wendepunkt auftritt, und die größte Zunahme des Porenvolumens in der Mikroporenphase (Porendurchmesser 0~2 nm) zu verzeichnen ist. Die Veränderungen im Porenvolumen aus der Quecksilberporosimetrie sind komplexer: In den Übergangsporen (Porendurchmesser >2~50 nm) und den Klüften (Porendurchmesser >1000 nm) ist eine deutliche Zunahme zu beobachten, da die Reaktion von überkritischem CO₂-H₂O die Menge der ineffektiv verbundenen Poren im Kohle erhöht und die lokale Konnektivität der Proben verbessert; bei einigen Proben nimmt das Gesamtporenvolumen nach der Reaktion sogar ab, was möglicherweise mit der Verstopfung der Poren durch abgefallene Mineralien zusammenhängt. Die fraktale Analyse der Porenparameter vor und nach der Reaktion zeigt, dass die Veränderungen der Porenstruktur von den Eigenschaften des Kohles abhängen: Die Porenvolumenänderungen sind bei niedrig- und hochgradigem Kohle größer, und je höher der Mineralgehalt, desto größer sind die Veränderungen. Diese Studie trägt zu einem tieferen Verständnis der Umgestaltung der Porenstruktur von tiefen Kohleschichten durch CO₂-Injektion bei und kann als Referenz für die Standortwahl von CO₂-geologischer Speicherung und verstärkter Kohlegasförderung (CO₂-ECBM) dienen.

überkritisches CO₂;CO₂-ECBM;Kohlerang;Porenänderung;Fraktale