本书系统地研究了模拟深部无烟煤储层条件下超临界CO2注入煤岩的体积应变效应、地球化学反应效应,深部煤层CO2可注性,CO2封存机制与存储容量,深部无烟煤储层CO2CH4吸附置换、扩散渗流和驱替产出CH过程等关键科学问题。本书发展了深部煤层CO2地质存储与煤层气强化开发(CO2-ECBM)有效性关键理论,探索创建了基于实验模拟与数值模拟的深部无烟煤储层CO2-ECBM有效性评价方法体系,科学地取得了沁水盆地深部无烟煤储层CO2-ECBM有效性评价结果。 本书可供CO2地质存储、煤层气勘探开发领域的研究人员、工程技术人员、管理人员及高等院校相关专业师生阅读和参考。

序
前言
第1章 绪论
1.1 CO2-ECBM 及其有效性
1.1.1 CO2-ECBM
1.1.2 CO2-ECBM 有效性
1.1.3 意义及应用前景
1.2 CO2-ECBM国内外研究现状
1.2.1 CO2-ECBM相关的吸附过程与CO2 存储容量
1.2.2 CO2-ECBM相关的煤储层物理化学结构的改变
1.2.3 CO2-ECBM相关的煤岩应力应变与渗透率变化
1.2.4 CO2-ECBM相关的岩石物理仿真与流体连续性过程
1.3 研究思路与方法
1.3.1 研究思路
1.3.2 研究方法
1.4 取得的研究成果与进展
1.4.1 主要研究成果
1.4.2 进展与前瞻
第2章 沁水盆地CO2-ECBM地质背景
2.1 沁水盆地基础地质条件
2.1.1 区域地层及含煤地层
2.1.2 区域构造特征与演化
2.1.3 沉积地质特征
2.1.4 岩浆活动
2.1.5 水文地质条件
2.1.6 地层温度压力条件
2.2 沁水盆地煤储层特征
2.2.1 煤储层厚度与埋深
2.2.2 煤岩煤质
2.2.3 煤储层含气性
2.2.4 煤储层压力
2.2.5 煤储层孔隙渗透性
2.2.6 煤储层力学性质与应力应变
2.3 郑庄区块深部无烟煤储层地质模型
2.3.1 储层地层条件
2.3.2 埋深与地质构造
2.3.3 煤储层特征
第3章 沁水盆地煤储层孔裂隙结构与数字岩石物理结构重构
3.1 煤储层裂隙发育特征
3.1.1 煤储层宏观裂隙
3.1.2 煤储层微观裂隙
3.2 煤储层孔隙发育特征
3.2.1 孔径与孔型
3.2.2 孔隙成因类型
3.2.3 孔隙结构特征
3.3 煤储层数字岩石物理结构重构
3.3.1 煤储层岩石物理结构表征
3.3.2 煤储层渗流网络结构
第4章 超临界CO2注入深部无烟煤储层的地球化学反应效应
4.1 超临界CO2-H2O体系与煤岩地球化学作用
4.1.1 超临界CO2-H2O-单矿物间的地球化学反应
4.1.2 超临界CO2-H2O-煤岩相互作用过程中的微矿物响应特征
4.1.3 超临界CO2-H2O-煤岩相互作用过程中的元素地球化学迁移特征
4.1.4 超临界CO2-H2O 与煤中有机质间的物理化学作用
4.2 煤储层结构随煤岩地球化学反应的演化规律
4.2.1 煤储层孔隙结构变化
4.2.2 煤储层渗透性变化
4.2.3 地球化学迁移转化与煤储层结构演化的耦合关系
4.3 煤岩力学性质随煤岩地球化学反应的演化规律
4.3.1 实验模拟方案
4.3.2 超临界CO2注入无烟煤的三轴力学实验结果与分析
4.3.3 超临界CO2注入无烟煤的力学性质变化机制
第5章 超临界CO2注入深部无烟煤储层的体积应变效应
5.1 超临界CO2注入深部无烟煤储层体积应变特征与模型
5.1.1 超临界CO2注入深部无烟煤储层体积应变
5.1.2 超临界CO2注入构造煤导致的煤岩体积应变
5.1.3 超临界CO2注入深部无烟煤储层体积应变外部影响因素
5.1.4 无烟煤CO2吸附-体积应变的数学模型
5.2 超临界CO2注入深部无烟煤储层的膨胀应力变化
5.2.1 超临界CO2注入深部无烟煤储层的膨胀应力演化特征
5.2.2 超临界CO2注入深部无烟煤储层膨胀应力外部影响因素
5.3 超临界CO2注入深部无烟煤储层的岩石力学性质变化
5.3.1 力学参数计算
5.3.2 超临界CO2注入深部无烟煤储层的煤岩强度演化特征
5.3.3 超临界CO2注入深部无烟煤储层煤岩强度变化机理
5.4 煤储层结构随煤岩体积应变的演化规律
5.4.1 体积应变与煤储层结构演化
5.4.2 膨胀应力与煤储层结构演化
5.4.3 岩石力学性质与煤储层结构演化
5.5 超临界CO2注入深部无烟煤储层动态渗透率变化模型
5.5.1 煤储层动态渗透率变化特征
5.5.2 煤储层动态渗透率变化控制因素
5.5.3 煤储层动态渗透率变化模型
第6章 深部无烟煤储层CO2-ECBM的CO2封存机理
6.1 超临界CO2吸附封存
6.1.1 深部无烟煤储层超临界CO2等温吸附实验设计
6.1.2 深部无烟煤储层超临界CO2吸附特征
6.1.3 深部无烟煤储层超临界CO2吸附模型
6.2 超临界CO2构造圈闭封存
6.2.1 深部无烟煤储层超临界CO2 构造封存特征
6.2.2 深部无烟煤储层超临界CO2 构造封存量
6.3 超临界CO2溶解与矿物固定封存
6.3.1 超临界CO2溶解封存
6.3.2 超临界CO2矿物固定封存
6.4 深部无烟煤储层CO2-ECBM的CO2存储容量
6.4.1 存储容量概念
6.4.2 存储容量本构模型
第7章 深部无烟煤储层CO2-ECBM气体吸附置换、扩散渗流和驱替产出过程
7.1 超临界CO2注入无烟煤储层吸附置换作用
7.1.1 超临界CO2注入含CH4煤储层的吸附置换特征
7.1.2 超临界CO2注入含CH4煤储层的吸附置换机理
7.2 超临界CO2注入无烟煤储层扩散渗流作用
7.2.1 无烟煤储层渗流物理仿真模拟
7.2.2 无烟煤储层流体流动形态
7.3 超临界CO2注入无烟煤储层驱替产出CH4过程
7.3.1 超临界CO2注入与煤中CH4产出路径
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