[发明专利]二氧化碳与煤中有机质反应速率测试装置

说明书

二氧化碳与煤中有机质反应速率测试装置，包括二氧化碳钢瓶、气体注入装置、高压反应釜、有机质测量装置和计算机，二氧化碳钢瓶的顶部出气端通过气体注入装置与高压反应釜的进气端连接，高压反应釜的出气端与有机质测量装置的进气端连接，计算机分别与气体注入装置和有机质测量装置信号连接。本发明能够测试不同温度、不同压力、不同煤样条件下二氧化碳与煤样中有机质的反应速率，可为注CO₂后与煤中有机质反应引起的煤储层孔隙结构变化提供一定的理论依据，为二氧化碳煤层封存现场试验提供一定的参考。

技术领域

本发明涉及二氧化碳煤层封存技术领域，具体的说，涉及一种二氧化碳与煤中有机质反应速率测试装置。

背景技术

CO₂与煤岩反应是深部煤层CO₂-ECBM的关键问题之一，深部煤层条件下，CO₂会进入超临界状态，超临界二氧化碳（ScCO₂）具有优异的扩散和流动能力，可以溶解煤中矿物与有机质，深部煤层条件下ScCO₂与煤岩反应值得特别关注。

深部煤层CO₂-ECBM的实施必然会对煤中有机质产生一定的影响。整体上人们对ScCO₂与煤中有机质的作用过程缺乏研究，且尚未探索不同煤阶、温压条件二氧化碳与煤中有机质作用差异。

二氧化碳与煤中有机质反应，会引起煤储层孔隙结构的变化，进而影响二氧化碳在煤层中的分布，甚至改变煤层中二氧化碳的封存能力。目前针对不同温度、不同压力和不同煤阶等条件下二氧化碳与煤中有机质的反应速率还缺乏实验研究，因此，本发明提供一种二氧化碳与煤中有机质反应速率测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化碳与煤中有机质反应速率测试装置，本发明能够测试不同温度、不同压力、不同煤样条件下二氧化碳与煤样中有机质的反应速率，可为注CO2后与煤中有机质反应引起的煤储层孔隙结构变化提供一定的理论依据，为二氧化碳煤层封存现场试验提供一定的参考。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

二氧化碳与煤中有机质反应速率测试装置，包括二氧化碳钢瓶、气体注入装置、高压反应釜、有机质测量装置和计算机，二氧化碳钢瓶的顶部出气端通过气体注入装置与高压反应釜的进气端连接，高压反应釜的出气端与有机质测量装置的进气端连接，计算机分别与气体注入装置和有机质测量装置信号连接。

气体注入装置包括第一注气管和空气压缩机，第一注气管的进气端与二氧化碳钢瓶的顶部出气端连接，第一注气管的出气端与高压反应釜的进气端连接，第一注气管上沿气体流动方向依次设置有第一阀门、第一气体压力传感器、注入泵、第二阀门和第二气体压力传感器，空气压缩机与注入泵通过气压管路连接，空气压缩机提供压缩动力给注入泵并控制注入泵工作，计算机分别与第一气体压力传感器和第二气体压力传感器信号连接。

高压反应釜采用特制钢材制成，高压反应釜的釜体侧壁设置有电加热夹层，高压反应釜的进气端和出气端的内端均设置有位于高压反应釜内部的滤网，高压反应釜的釜体外部设置有温度控制器，温度控制器与电加热夹层信号连接，高压反应釜的出气端连接有第二注气管。