Estudio sobre las características de filtración de carbones de diferentes grados después de la saturación por adsorción de CO2 y sus implicaciones para la sequestro de capas de carbón

El almacenamiento geológico de CO2 en capas de carbón profundas es un enfoque clave para la reducción de emisiones de carbono, donde la permeabilidad del carbón domina la eficiencia de la sequestro. Los estudios actuales se concentran principalmente en la permeabilidad previa a la adsorción de CO2 de varios grados de carbón, mientras que los estudios sobre la evolución de la permeabilidad después de la saturación por adsorción de CO2 siguen siendo limitados, lo cual es vital para optimizar los esquemas de sequestro. Este trabajo realizó experimentos de permeabilidad en muestras de carbón de diferentes grados saturadas con CO2 bajo diversas presiones confinas axiales y temperaturas. Se analizaron la tasa de sequestro, la capacidad y la seguridad de ingeniería para proponer condiciones óptimas de sequestro. Los resultados revelan que la permeabilidad del carbón disminuye significativamente después de la saturación por CO2. Con un aumento de la presión confina axial de 10 a 30 MPa, la permeabilidad de los carbones de bajo, medio y alto grado disminuye continuamente. Dentro del rango de temperatura de 20 °C a 60 °C, la permeabilidad del carbón de bajo grado con llama larga disminuye primero y luego aumenta, mientras que el carbón coquizable de grado medio y la antracita de alto grado muestran la tendencia opuesta. A 800 m de profundidad de entierro, la eficiencia de inyección de CO2 primero disminuye y luego aumenta. Existe una evolución de permeabilidad distinta en diferentes grados de carbón, por lo que se deben adoptar estrategias de inyección diferenciadas para equilibrar la eficiencia y la seguridad de la sequestro. Mediante el ajuste matemático de las curvas de variación de permeabilidad de la antracita saturada con CO2 bajo diversas presiones axiales y confinas, combinado con la fórmula del estrés de la roca circundante alrededor del pozo, cuando CO2 a aproximadamente 4.7 MPa es inyectado en capas de antracita, CO2 puede permeabilizarse a una distancia de 1.35 veces el radio del pozo desde el centro del pozo. La relación del radio de penetración de 1.35 es solo un indicador cualitativo, no un parámetro de diseño fijo.