富油煤原位热解是通过隔绝空气加热煤层以获取油气资源的创新煤炭利用方式,对有效提升国内油气供给能力,保障国家能源安全具有重要意义。为了探究富油煤原位热解过程中地层温度分布规律,采用自行设计的富油煤热解试验装置,模拟了富油煤...富油煤原位热解是通过隔绝空气加热煤层以获取油气资源的创新煤炭利用方式,对有效提升国内油气供给能力,保障国家能源安全具有重要意义。为了探究富油煤原位热解过程中地层温度分布规律,采用自行设计的富油煤热解试验装置,模拟了富油煤地下热解过程中的温度场演化趋势,结合扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)和三维显微镜(3D Microscopy,3DM)分析了富油煤层及其覆岩的温度响应和热弛豫特性,揭示了富油煤热解过程中的地层传热机制。结果表明:富油煤热解过程中,不同位置温度随时间呈非线性增加,煤层与覆岩温度变化规律相似,在竖直方向的扩散快于在水平方向的扩散;煤层及覆岩均表现出明显的热弛豫,中心区域温度高且增速快,四周温度较低且增速慢,热弛豫范围与煤岩体的各向异性及空间位置有关,距离热解区中轴线横向距离越大,地层二次升温时间越长;富油煤热解过程中,热解半焦内部孔裂隙发育、裂隙网络密度增大,富油煤导热性能降低,内部形成封闭空间,热解焦油滞留于煤基质中。同时,热解焦油因其密度大、黏度高,在煤层底部及低温区域凝结,致使半焦局部胶结成块,形成隔热层,降低热量的传递效率,影响热解反应的深度和速率,导致煤及覆岩温度整体呈“圆锥形”分布特征。研究成果可为富油煤原位热解工程实践提供理论支撑。展开更多
文摘富油煤原位热解是通过隔绝空气加热煤层以获取油气资源的创新煤炭利用方式,对有效提升国内油气供给能力,保障国家能源安全具有重要意义。为了探究富油煤原位热解过程中地层温度分布规律,采用自行设计的富油煤热解试验装置,模拟了富油煤地下热解过程中的温度场演化趋势,结合扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)和三维显微镜(3D Microscopy,3DM)分析了富油煤层及其覆岩的温度响应和热弛豫特性,揭示了富油煤热解过程中的地层传热机制。结果表明:富油煤热解过程中,不同位置温度随时间呈非线性增加,煤层与覆岩温度变化规律相似,在竖直方向的扩散快于在水平方向的扩散;煤层及覆岩均表现出明显的热弛豫,中心区域温度高且增速快,四周温度较低且增速慢,热弛豫范围与煤岩体的各向异性及空间位置有关,距离热解区中轴线横向距离越大,地层二次升温时间越长;富油煤热解过程中,热解半焦内部孔裂隙发育、裂隙网络密度增大,富油煤导热性能降低,内部形成封闭空间,热解焦油滞留于煤基质中。同时,热解焦油因其密度大、黏度高,在煤层底部及低温区域凝结,致使半焦局部胶结成块,形成隔热层,降低热量的传递效率,影响热解反应的深度和速率,导致煤及覆岩温度整体呈“圆锥形”分布特征。研究成果可为富油煤原位热解工程实践提供理论支撑。
