| 致谢 | 第1-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-21页 |
| 1 前言 | 第21-38页 |
| ·选题背景与研究目的 | 第21-23页 |
| ·研究现状 | 第23-35页 |
| ·CO_2 地质处置 | 第23-28页 |
| ·煤对 CO_2 吸附作用 | 第28-33页 |
| ·煤吸附气体的热力学特征 | 第33-34页 |
| ·煤储层气固耦合作用 | 第34-35页 |
| ·主要研究内容与技术路线 | 第35-38页 |
| ·主要研究内容 | 第35-36页 |
| ·技术路线 | 第36-38页 |
| 2 深部煤层处置二氧化碳技术的科学问题述评 | 第38-59页 |
| ·煤层对二氧化碳的处置潜力 | 第38-41页 |
| ·煤储层的储集特性及对二氧化碳处置的关系 | 第41-46页 |
| ·煤的孔隙率与表面积 | 第41-42页 |
| ·煤阶、有机煤岩与矿物组成 | 第42-43页 |
| ·煤层中气体的运移 | 第43-44页 |
| ·煤中气体的吸附与解吸 | 第44-45页 |
| ·CO_2 在煤中的热化学作用 | 第45-46页 |
| ·煤层处置二氧化碳及 CO_2-ECBM 现场实施方法 | 第46-53页 |
| ·煤层气驱采技术以及 CO_2-ECBM 过程 | 第46-48页 |
| ·CO_2 可注性的评价方法 | 第48页 |
| ·CO_2 处置煤储层的圈闭标准 | 第48-50页 |
| ·煤层处置 CO_2 /CO_2-ECBM 实例 | 第50-53页 |
| ·煤层处置二氧化碳泄漏监测技术 | 第53-55页 |
| ·概述 | 第53页 |
| ·二氧化碳泄漏的压力监测技术 | 第53页 |
| ·土壤中CO_2以及 CH4监测技术 | 第53-54页 |
| ·二氧化碳泄漏的示踪剂监测技术 | 第54页 |
| ·二氧化碳泄漏的示踪剂监测技术地球物理监测技术 | 第54-55页 |
| ·煤层处置二氧化碳的环境与健康风险问题 | 第55-56页 |
| ·逃逸 CO_2 威胁生态环境 | 第55-56页 |
| ·水资源污染 | 第56页 |
| ·地表变形和地震 | 第56页 |
| ·煤层处置二氧化碳经济性评价 | 第56-57页 |
| ·本章小结 | 第57-59页 |
| 3 煤对 CO_2及 CH_4二元气体竞争吸附机制实验研究 | 第59-106页 |
| ·煤表面化学特性与物理吸附基本理论 | 第59-61页 |
| ·煤吸附性与物理吸附作用 | 第59-60页 |
| ·等温吸附曲线 | 第60-61页 |
| ·气体等温吸附实验方法 | 第61-65页 |
| ·实验煤样 | 第61-63页 |
| ·等温吸附实验方法 | 第63-65页 |
| ·煤对气体吸附解吸特性实验结果与讨论 | 第65-75页 |
| ·不同实验条件下煤对气体的 Gibbs 吸附特性 | 第65-72页 |
| ·二元气体吸附解吸特征 | 第72-75页 |
| ·CO吸附预测量的修正计算 | 第75-87页 |
| ·气体吸附量预测模型 | 第75-79页 |
| ·气体吸附量预测结果 | 第79-83页 |
| ·CO_2 吸附量修正计算与结果讨论 | 第83-87页 |
| ·CO_2-CH_4等温解吸过程组分变化特性 | 第87-98页 |
| ·二元气体解吸过程中的气相组分变化特征 | 第87-93页 |
| ·二元气体解吸过程中的相组分分割变化特征 | 第93-98页 |
| ·注气条件下 CO_2-CH_4竞争吸附解吸特性 | 第98-105页 |
| ·注气条件下吸附/解吸实验方法 | 第98页 |
| ·注气后二氧化碳与甲烷竞争吸附特征 | 第98-103页 |
| ·不同实验条件下气体解吸率与CO_2驱气效率比较 | 第103-105页 |
| ·本章小结 | 第105-106页 |
| 4 煤吸附 CO_2和 CH_4的热力学特征 | 第106-120页 |
| ·煤的表面自由能变化特征 | 第106-111页 |
| ·煤的表面自由能 | 第106-107页 |
| ·表面自由能计算方法 | 第107-108页 |
| ·煤吸附甲烷和二氧化碳的表面自由能变化特征 | 第108-111页 |
| ·煤对二氧化碳及甲烷的等量吸附热 | 第111-115页 |
| ·等量吸附热概念及其计算方法 | 第111页 |
| ·煤吸附二氧化碳和甲烷的等量吸附线 | 第111-113页 |
| ·煤对二氧化碳及甲烷的等量吸附热比较 | 第113-115页 |
| ·煤吸附二氧化碳及甲烷的特征曲线 | 第115-118页 |
| ·特征曲线的概念与绘制方法 | 第115-116页 |
| ·煤吸附二氧化碳及甲烷的特征曲线及应用价值 | 第116-118页 |
| ·本章小结 | 第118-120页 |
| 5 深部煤层处置 CO_2的二元气体-煤体耦合作用模型 | 第120-140页 |
| ·煤层双重孔隙结构 | 第120-121页 |
| ·煤层中气体赋存与运移的多物理过程 | 第121-123页 |
| ·基本假设 | 第123-124页 |
| ·基本理论与控制方程 | 第124-131页 |
| ·连续介质场 | 第124-127页 |
| ·理想气体方程变换式 | 第127页 |
| ·煤岩多孔介质的渗流定律与控制方程 | 第127-128页 |
| ·煤体内的动力弥散定律与控制方程 | 第128-129页 |
| ·多孔弹性介质的本构方程 | 第129-131页 |
| ·二氧化碳在煤层中处置的多物理耦合模型 | 第131-137页 |
| ·煤层变形耦合方程 | 第132-133页 |
| ·煤层孔隙率与渗透率方程 | 第133-135页 |
| ·二元气体的对流扩散耦合方程 | 第135-137页 |
| ·数学模型定解条件 | 第137-138页 |
| ·边界条件 | 第138页 |
| ·初始条件 | 第138页 |
| ·本章小结 | 第138-140页 |
| 6 煤层处置 CO_2的气固耦合过程数值模拟及实例研究 | 第140-176页 |
| ·有限单元方法与 COMSOL Multiphysics 系统 | 第140-144页 |
| ·有限单元方法 | 第140-141页 |
| ·COMSOL Multiphysics 系统 | 第141-144页 |
| ·二氧化碳注气驱替模拟实验与数值模拟 | 第144-150页 |
| ·模拟实验 | 第144-146页 |
| ·有限元模型构建 | 第146-147页 |
| ·模拟参数筛选 | 第147-148页 |
| ·数值模拟结果与解释 | 第148-150页 |
| ·煤层处置二氧化碳多物理场耦合模拟应用 | 第150-159页 |
| ·多物理场模型构建 | 第150页 |
| ·数值模拟方案设计 | 第150-151页 |
| ·煤层中二元气-固耦合机制 | 第151-154页 |
| ·二氧化碳可注性评价 | 第154-159页 |
| ·沁水盆地处置二氧化碳模拟研究 | 第159-175页 |
| ·沁水盆地煤层处置二氧化碳数值模型 | 第159-161页 |
| ·煤层压力时空变化特征 | 第161-166页 |
| ·气体组分时空变化特征 | 第166-168页 |
| ·煤层渗透率演化规律 | 第168-173页 |
| ·注气条件下 CO_2 封存量以及煤层气产量预测 | 第173-175页 |
| ·本章小结 | 第175-176页 |
| 7 结论与展望 | 第176-180页 |
| ·结论 | 第176-178页 |
| ·创新点 | 第178-179页 |
| ·展望 | 第179-180页 |
| 参考文献 | 第180-194页 |
| 作者简历 | 第194-197页 |
| 学位论文数据集 | 第197页 |
