| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-11页 |
| 1 总论 | 第11-33页 |
| ·研究背景和意义 | 第11-13页 |
| ·国内外研究现状 | 第13-30页 |
| ·煤对CO_2、CH_4、N_2及其二元、三元混合气体吸附/解吸特性的研究 | 第14-20页 |
| ·CO_2-ECBM 地质封存过程煤岩-气-水三相耦合作用机理研究 | 第20-24页 |
| ·气体在煤层中运移机理研究 | 第24-27页 |
| ·数值模拟软件研究 | 第27页 |
| ·煤层CO_2封存潜力的研究 | 第27-28页 |
| ·已有的先导性CO_2-ECBM 项目现场实验研究 | 第28-30页 |
| ·拟解决的科学问题 | 第30页 |
| ·煤中单组分、多组分气体吸附/解吸规律以及竞争吸附机理 | 第30页 |
| ·多场耦合作用下CO_2-ECBM 过程多组分气体在煤中的运移机理 | 第30页 |
| ·CO_2封存场地选择、潜力的评估与处置系统优化问题 | 第30页 |
| ·研究内容 | 第30-31页 |
| ·煤对CO_2、CH_4、N_2及其二元、三元气体的吸附解吸特性研究 | 第30页 |
| ·CO_2-ECBM 地质封存过程多组分气体在煤层中运移规律研究 | 第30-31页 |
| ·CO_2封存潜力的研究 | 第31页 |
| ·研究技术路线和方法 | 第31-33页 |
| 2 煤对 CH_4、CO_2、N_2及其多元气体的吸附实验研究与分子动力学模拟 | 第33-69页 |
| ·煤对CH_4、CO_2、N_2单组分气体吸附实验研究 | 第33-35页 |
| ·实验装置与实验方法 | 第33-34页 |
| ·实验结果与讨论 | 第34-35页 |
| ·煤对CH_4、CO_2、N_2多组分气体吸附实验研究 | 第35-48页 |
| ·实验方案 | 第35-36页 |
| ·煤对多组分气体的吸附实验结果与讨论 | 第36-41页 |
| ·多组分气体等温吸附模型比较 | 第41-48页 |
| ·煤对CO_2/CH_4 二元气体吸附分子模拟研究 | 第48-58页 |
| ·分子模拟基础 | 第48-51页 |
| ·模拟方法与方案 | 第51-54页 |
| ·结果与讨论 | 第54-58页 |
| ·基于热力学的煤岩吸附变形模型 | 第58-67页 |
| ·模型建立 | 第58-60页 |
| ·模型讨论与应用 | 第60-63页 |
| ·吸附变形与孔径大小的关系 | 第63-67页 |
| ·本章小结 | 第67-69页 |
| 3 煤中 CH_4/CO_2/N_2多组分气体吸附-扩散理论与数值模拟研究 | 第69-89页 |
| ·煤层中气体扩散特性 | 第69-70页 |
| ·扩散的基本概念 | 第69-70页 |
| ·扩散类型 | 第70页 |
| ·气体压力对于CO_2、CH_4 在煤中扩散的影响 | 第70-75页 |
| ·煤中CO_2、CH_4的扩散实验 | 第70-71页 |
| ·扩散系数计算模型 | 第71-73页 |
| ·实验结果与讨论 | 第73-75页 |
| ·CO_2/CH_4/N_2 在煤中的双向扩散模型 | 第75-87页 |
| ·模型假设 | 第76页 |
| ·模型建立 | 第76-79页 |
| ·模型求解 | 第79-86页 |
| ·模型验证 | 第86-87页 |
| ·本章小结 | 第87-89页 |
| 4 CH_4、CO_2、N_2及其多组分气体多场耦合作用下对煤的渗透特性的影响研究 | 第89-115页 |
| ·煤储层渗透性的影响因素 | 第89-92页 |
| ·影响煤层渗透率的主要因素 | 第89页 |
| ·煤层气开发过程煤层渗透率或孔隙率模型 | 第89-92页 |
| ·多场耦合作用下CO_2-ECBM 过程煤岩渗透率变化特性实验研究 | 第92-99页 |
| ·实验设备、原理与方法 | 第92-93页 |
| ·气体渗透率计算 | 第93页 |
| ·三轴应力条件下CO_2驱替煤层CH_4过程中煤岩渗透率变化特性实验研究 | 第93-96页 |
| ·煤岩吸附CO_2、CH_4、N_2及其混合气体对煤岩渗透特性影响实验研究 | 第96-99页 |
| ·考虑基质收缩/膨胀效应的渗透率模型 | 第99-105页 |
| ·模型建立 | 第100-102页 |
| ·模型分析与讨论 | 第102-105页 |
| ·吸附模型选取对于渗透率预测的影响 | 第105页 |
| ·不同应力、边界条件对煤层渗透率的影响 | 第105-113页 |
| ·不同应力状态及边界条件下应力变化 | 第105-109页 |
| ·储层压力变化以及吸附/解吸效应引起的有效应力变化分析 | 第109-111页 |
| ·不同应力以及边界条件下煤岩渗透率变化特性 | 第111-113页 |
| ·本章小结 | 第113-115页 |
| 5 多组分气体在煤层中的运移方程与数值模拟 | 第115-127页 |
| ·控制方程 | 第115-118页 |
| ·连续性方程 | 第115-116页 |
| ·煤岩变形本构方程 | 第116页 |
| ·渗透率方程 | 第116-118页 |
| ·计算实例 | 第118-119页 |
| ·几何模型 | 第118页 |
| ·边界条件 | 第118-119页 |
| ·不同因素对CO_2-ECBM 过程影响数值模拟分析 | 第119-125页 |
| ·渗透率 | 第119-122页 |
| ·CO_2/CH_4差异性吸附膨胀比 | 第122-123页 |
| ·CO_2/CH_4吸附比 | 第123-124页 |
| ·注入气体中CO_2/N_2组分比 | 第124-125页 |
| ·本章小结 | 第125-127页 |
| 6 CO_2煤层封存的泄露风险分析 | 第127-141页 |
| ·CO_2-ECBM 不同过程场地稳定性风险因子识别 | 第127-134页 |
| ·井筒稳定性的识别 | 第127-128页 |
| ·储层内部煤岩的破坏与断层滑动的识别 | 第128-133页 |
| ·盖层完整性的识别 | 第133-134页 |
| ·CO_2 最大可持续注入压力的确定方法 | 第134-139页 |
| ·解析方法 | 第134-138页 |
| ·数值模拟方法 | 第138-139页 |
| ·本章小结 | 第139-141页 |
| 7 煤层封存 CO_2的潜力估算 | 第141-153页 |
| ·理论封存潜力 | 第141-144页 |
| ·封存场地识别 | 第141-142页 |
| ·理论封存潜力计算 | 第142-144页 |
| ·有效封存潜力 | 第144-152页 |
| ·基于数值模拟的有效封存潜力估算方法 | 第144-145页 |
| ·算例 | 第145-152页 |
| ·本章小结 | 第152-153页 |
| 8 结论与建议 | 第153-157页 |
| ·主要结论 | 第153-155页 |
| ·创新点 | 第155页 |
| ·建议 | 第155-157页 |
| 致谢 | 第157-159页 |
| 参考文献 | 第159-181页 |
| 附录 | 第181-182页 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第181-182页 |
| B.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第182页 |
