张倍宁
- 作品数：14 被引量：119H指数：7
- 供职机构：太原理工大学更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金山西省科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球矿业工程环境科学与工程更多>>
- 一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置
- 一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置，属于温室效应气体地质埋存技术领域范畴。其特征在于所采用的装置为一种能够高压封装大尺寸试件，试件尺寸为200×200×400mm，试件轴压与围压可分别达120MPa，试件环境温度达200...
- 梁卫国张倍宁杨栋徐素国赵阳升
- 文献传递
- 煤层处置二氧化碳模拟实验研究被引量：16
- 2014年
- 为了研究CO2在煤层中的储存能力与置换驱替CH4特性,利用沁水煤田潞安矿区3号煤层大尺寸(100 mm×100 mm×200 mm)煤样,在确定应力约束条件下,开展了CO2在煤体中的吸附特性与其在含甲烷煤试样中的驱替实验,并对含甲烷煤和不含甲烷煤中CO2的储存特性做了对比分析。结果表明:在模拟真实地应力(围压=轴压=8 MPa)条件与0.5 MPa注入压力作用下,180min内试验煤样中储存CO2量达11.03 L,CO2在测试煤体中的渗透率随其吸附量的增加而减小;在既定的地应力条件和近于14.93 cm3/g煤层平均瓦斯含量条件下,当CO2注入压力由0.5 MPa提高到1.0 MPa时,CO2在试验煤体中的储存量可提高93.00%、储存率提高13.50%、相应CH4的解吸量提高了18.13%;在实验初期,CH4的解吸量高于CO2的吸附量,随注入过程的持续,煤体中CH4的解吸量逐渐趋于平缓且远小于CO2的吸附量;同等条件下,含CH4煤比不含CH4煤可多储存59.29%的CO2,储存率提高了12.51%。
- 韩俊杰梁卫国张建功张倍宁
- 关键词：二氧化碳
- 不同煤阶煤体吸附储存CO_2膨胀变形特性试验研究被引量：19
- 2018年
- 利用自主研发的气体等温吸附装置并辅以TST3827动静态应变测试系统,针对4种不同煤阶的煤样试件,在恒定温度(50℃)不同吸附压力条件下,研究了不同煤阶煤样CO_2吸附特性及煤样的吸附变形规律。结果表明:煤体CO_2吸附量与煤阶密切相关,在相同的吸附压力条件下,CO_2吸附量随着煤阶的增大而增大;不同煤阶煤样的等温吸附曲线类似,煤样的CO_2过剩吸附量随吸附压力变化曲线呈现出先升高后降低的特点,在8 MPa左右达到最大值;不同煤阶煤体吸附CO_2后引起的变形也具有类似的变化趋势,即随着CO_2压力的增大,体积应变先增大后趋于稳定,体积应变可以用引入CO_2密度的DR模型进行描述,且随着煤阶的增大,体积应变逐渐减小;由于煤体层理结构特征,煤体在垂直于层理方向的应变约为平行于层理方向应变的1.8~2.3倍;煤体体积应变与绝对吸附量在气态CO_2中呈线性增长关系,当CO_2达到超临界状态以后随着绝对吸附量增加体积应变趋于稳定,且煤体吸附相同量CO_2产生的体积应变随煤阶的增大而减小。
- 贺伟梁卫国张倍宁李子文黎力
- 关键词：超临界CO2
- 模拟原位条件下超临界二氧化碳煤岩压裂CT成像和评价装置及其使用方法
- 本发明公开一种模拟原位条件下超临界二氧化碳煤岩压裂CT成像和评价装置及其使用方法，属于煤层气强化开采领域。该装置可提供试件尺寸为Φ50×100mm，试件轴压与围压可分别达50MPa，试件环境温度达100℃，模拟煤层埋藏深...
- 梁卫国张倍宁姚宏波李治刚贺伟侯东升
- 文献传递
- 超临界CO2在不同阶煤层中的渗流规律及煤体变形特征研究
- CO2地质储存被认为是缓解目前碳排放压力的有效途径之一，将CO2注入深部不可采煤层中可实现提高煤层气采收率和CO2储存的双重作用。深部煤层的温度压力环境使得注入的CO2很容易达到超临界态，由于超临界CO2能萃取煤体中的部...
- 张倍宁
- 关键词：超临界CO2煤层渗透率
- 注能(以CO_2为例)改性驱替开采CH_4理论与实验研究被引量：17
- 2018年
- 在简述煤层气开采技术发展历程基础上,针对煤层气抽放开采率低的问题,提出了注能改性驱替开采煤层气技术,并从有效应力与热力学原理,能量平衡理论等方面进行了可行性分析。通过自主研发系列实验设备,对大尺寸、低渗透煤样进行了不同应力与温度条件下的渗透与驱替置换实验,揭示了注CO_2驱替开采煤层气的机理、规律与特征。研究结果表明:CO_2在煤体表面的吸附势大于CH_4,CO_2吸附引起的煤体表面自由能变化和吸附热均强于CH_4,注能(CO_2)有助于煤层气采收率提高;在一定的约束应力条件下,注入压力升高,CO_2吸附引起的煤体表面自由能变化和吸附热升高,同时作用在煤体上的有效应力降低,煤体的渗透性增强,CO_2驱替置换效果提高,反之,注入压力不变约束应力增大,有效应力增加,煤体渗透率降低,驱替置换效果变差;煤体对超临界态CO_2有很强的吸附性,在较大的有效应力和较低渗透率条件下,依然能保持较高的CO_2/CH_4置换率;提高注入CO_2温度,有助于部分吸附CH_4解吸,但同时煤体对CO_2吸附能力也减弱,导致CO_2/CH_4置换率有所降低。
- 梁卫国张倍宁黎力贺伟
- 关键词：煤层气开采渗透率置换率
- 应力约束下储存CO_2煤层膨胀变形特性试验研究被引量：7
- 2016年
- 利用自主研发的MCQ-Ⅱ型煤层瓦斯驱替试验装置,对原煤大尺寸(100 mm×100 mm×200 mm)试件,进行了恒定温压(25℃,31 MPa)条件下CO_2在贫煤、贫瘦煤和弱黏煤3种煤阶煤中的注入储存试验,对CO_2注入储存过程中煤体膨胀变形特性进行了测量分析;并对小尺寸(6 mm×6 mm×6 mm)原煤试件通过CT扫描,研究了3种煤样的微观结构特征。主要结果为:对最小观测尺度为4.5μm的CT重建图像,通过统计分析,发现贫煤孔隙率(4.67%)小于贫瘦煤孔隙率(5.39%)小于弱黏煤孔隙率(12.10%);在31 MPa体积应力约束条件下,持续12 h的CO_2注入过程中,煤体膨胀变形受孔隙压力与CO_2吸附变形的共同作用,且体积膨胀百分比与CO_2注入储存量呈线性关系;在注入储存相同量气态CO_2条件下,贫煤体积膨胀应变大于弱黏煤大于贫瘦煤;由于煤体层理性结构特征,弹性模量在垂直与平行层理2个方向上的差异性,煤体在垂直层理方向膨胀应变大于平行层理方向应变,且2个方向膨胀应变均与CO_2储存量呈线性关系。
- 张倍宁梁卫国韩俊杰李治刚
- 关键词：孔隙率
- 一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置
- 一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置，属于温室效应气体地质埋存技术领域范畴。其特征在于所采用的装置为一种能够高压封装大尺寸试件，试件尺寸为200×200×400mm，试件轴压与围压可分别达120MPa，试件环境温度达200...
- 梁卫国张倍宁杨栋徐素国赵阳升
- 文献传递
- 一种二氧化碳煤层地质储存的试验方法
- 一种二氧化碳煤层地质储存的试验方法，属于温室效应气体地质埋存技术领域范畴。其特征在于所采用的装置为一种能够高压封装大尺寸试件，试件尺寸为200×200×400mm，试件轴压与围压可分别达120MPa，试件环境温度达200...
- 梁卫国张倍宁杨栋徐素国赵阳升
- 文献传递
- 含水率对煤层瓦斯渗流特性影响的试验研究被引量：9
- 2016年
- 针对煤层注水软化或水力增透技术造成的煤体含水率高,进而影响煤层瓦斯的渗流特性的问题,利用自主研发的MCQ-Ⅱ型煤层瓦斯渗流试验设备,对原煤试件进行了25℃、31 MPa恒定温压条件下含水率(质量分数)分别为0%,2%,4%,6%,8%的瓦斯渗透性试验。研究发现,在恒定温压条件下,煤样渗透率随渗透压的增加而增加,且含水率越高,渗透率随渗透压升高增加越快;瓦斯的启动压力随含水率的增加而增加,在不同的含水率条件下,可测到渗透率的最低瓦斯渗透压力为2 MPa,由于渗透压力较大,渗透过程中的Klinkenberg效应不明显;瓦斯渗透率随含水率的增加呈指数降低,当含水率低于6%时渗透率随含水率增加降低较快,当含水率高于6%时含水率对渗透率的影响程度减弱;在煤体注水过程中,煤体弹性模量会降低,使得煤体在轴向和径向的压缩应变增大,当含水率超过6%后,含水率对于煤体变形的影响减弱,且煤体变形过程中表现出各向异性,轴向应变始终大于径向应变。该结论对于煤层注水或水力压裂后,煤层中瓦斯运移规律变化研究有一定的指导意义。
- 荆俊杰梁卫国张倍宁黎力
- 关键词：煤层瓦斯渗透率含水率各向异性
