La inyección de CO2 en capas profundas de carbón para potenciar la extracción de gas de carbón combina beneficios ambientales y económicos, con un amplio potencial de desarrollo. Para investigar los cambios en la estructura del carbón después de la inyección de CO2 en diferentes tipos de carbón, se seleccionaron 5 muestras con diferentes reflectancias máximas de vitrinita (Ro, max) y se realizaron experimentos de inyección de CO2 supercrítico bajo condiciones de presión y temperatura simulando una profundidad de enterramiento de 1500 m. Se estudiaron los cambios en la estructura porosa de las muestras de carbón antes y después de la inyección utilizando adsorción de N2 a baja temperatura y porosimetría con mercurio, y se cuantificó el grado de cambio mediante teoría fractal. Los resultados de la adsorción de N2 muestran que el volumen de los poros disminuye inicialmente y luego aumenta con el aumento del rango del carbón después de la acción del CO2-H2O supercrítico, con un punto de inflexión en el carbón coquizable, y el aumento más significativo del volumen poroso en la fase de microporos (diámetro de poros entre 0~2 nm). Los cambios en el volumen poroso según la porosimetría con mercurio son más complejos, con aumentos significativos en los poros de transición (diámetro de poros >2~50 nm) y en las fracturas (diámetro de poros mayores a 1000 nm), debido a la reacción del CO2-H2O supercrítico que incrementa los poros no conectados efectivamente dentro del carbón, mejorando la conectividad local de las muestras; en algunos casos, el volumen total de poros disminuye después de la reacción, lo cual podría estar relacionado con el bloqueo de poros por minerales desprendidos. El análisis fractal de los parámetros porosos antes y después de la reacción muestra que los cambios en la estructura porosa dependen de las características del carbón: los carbones de rango bajo y alto presentan variaciones mayores en el volumen poroso tras la reacción, y a mayor contenido mineral, mayor es el grado de cambio. Este estudio ayuda a comprender mejor cómo la inyección de CO2 en capas profundas de carbón remodela la estructura porosa del carbón, y puede servir como referencia para la selección de sitios en proyectos de almacenamiento geológico de CO2 y para el desarrollo mejorado de gas de carbón (CO2-ECBM).
关键词
CO2 supercrítico;CO2-ECBM;rango del carbón;cambio de poros;fractales