L'injection de CO2 dans les couches de charbon profondes pour améliorer l'extraction du gaz de couche de charbon présente à la fois des avantages environnementaux et économiques, avec un large potentiel de développement. Afin d'étudier les changements de la structure du charbon après l'injection de CO2 dans différents types de charbon, cinq échantillons avec des indices de réflectance maximale du vitrain (Ro, max) différents ont été sélectionnés. Des expériences d'injection de CO2 supercritique ont été menées sous des conditions de température et pression simulant une profondeur d'enfouissement de 1500 m. La variation de la structure poreuse des échantillons de charbon avant et après injection a été analysée par adsorption de N2 à basse température et par porosimétrie au mercure, et une comparaison quantitative des degrés de changement a été effectuée à l'aide de la théorie fractale. Les résultats de l'adsorption de N2 montrent que le volume des pores diminue puis augmente avec l'augmentation du rang du charbon après l'effet du CO2-H2O supercritique, avec un point d'inflexion observé dans le charbon à coke, et une augmentation maximale du volume poreux dans la phase microporeuse (diamètre des pores entre 0~2 nm). Les variations du volume poreux mesurées par porosimétrie au mercure sont plus complexes, avec une augmentation significative dans les pores de transition (diamètre >2~50 nm) et les fissures (diamètre >1000 nm), due à la réaction du CO2-H2O supercritique qui augmente la porosité connectée non efficace dans le charbon, améliorant la connectivité locale des échantillons. Pour certains échantillons, le volume total des pores après réaction diminue, ce qui peut être lié à l'obstruction des pores par des minéraux détachés. Les analyses fractales des paramètres de porosité avant et après réaction montrent que les changements de la structure poreuse dépendent des caractéristiques du charbon : les charbons de rang faible et élevé montrent une plus grande amplitude de variation du volume poreux après réaction, et plus la teneur en minéraux est élevée, plus le degré de changement est important. Cette étude contribue à une meilleure compréhension de l'effet de l'injection de CO2 dans les couches profondes de charbon sur la modification de la structure poreuse du charbon, et peut servir de référence pour le choix des sites des projets de stockage géologique du CO2 et de développement renforcé du gaz de couche de charbon (CO2-ECBM).
关键词
CO2 supercritique;CO2-ECBM;rang du charbon;variation des pores;fractales