[发明专利]一种利用超临界CO2

权利要求书

1. 一种利用超临界CO₂和Nano-Silica提高煤层气采收率的方法，其特征在于包括以下步骤：首先将煤样与Nano-Silica充分混合，然后将混合均匀后的煤样放入反应釜内，将超临界CO₂与Nano-Silica有机结合起来，对煤样进行溶浸，以分析煤样孔隙的变化规律以及煤中有机物分子结构的变化；通过设置反应釜内的压力和温度来使其达到实验条件，使煤样在超临界CO₂环境下充分作用；所述的利用超临界CO₂和Nano-Silica提高煤层气采收率的方法，包括以下步骤：

Ⅰ、煤样的采集与制备

收集目标煤层气田的地质资料，选取目标煤层的煤样进行采集，并将煤样进行干燥、粉碎，以供实验需要；

Ⅱ、Nano-Silica处理

在进行实验之前，首先将粒径为15±5nm级的SiO₂与实验煤样混合均匀，然后煤样放入反应釜内，以对煤样进行处理，探究在超临界CO₂溶浸过程中，Nano-Silica对煤体结构的影响；

Ⅲ、控制反应釜内的气体环境，进行超临界CO₂处理

利用超临界CO₂等温吸附装置，在反应釜内构筑超临界CO₂实验环境，并通过调节CO₂的流量大小来控制反应釜内的压力，通过设置等温吸附装置恒温箱的温度来控制反应釜内的温度；并在这种实验条件下，对煤样进行溶浸，研究超临界CO₂和Nano-Silica对煤样的孔裂隙结构的影响以及对煤样的溶解、溶蚀作用；

Ⅳ、对煤样的孔隙结构特征以及有机物分子结构进行分析

实验完成后，将反应釜内的气体通过管线连接到分离釜内，通过水浴加热控制分离釜的温度，并通过分离釜进口处的阀门和气压表来控制分离釜内的压力，使分离釜内的气体环境脱离超临界状态，从而对实验中所溶解的部分有机物进行分离，4个小时后，利用CH₂Cl₂对分离釜内的有机物进行提取，并对这些有机物进行分子结构分析，同时对反应后的煤样进行孔隙结构分析。

2.根据权利要求1所述的利用超临界CO₂和Nano-Silica提高煤层气采收率的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）收集目标煤层气田的地质资料，选取目标煤层的煤样进行采集，并将煤样进行干燥、粉碎、制成所需的不同煤样，进行编号，并进行元素与工业分析；

（2）将煤样与Nano-Silica充分混合，并放入超临界CO₂等温吸附装置的反应釜内，以对煤样进行超临界CO₂环境下的溶浸实验；

（3）通过超临界CO₂等温吸附装置以及气泵，设置反应釜内的压力及温度，以达到超临界的实验条件，并在该条件下对煤样进行浸泡，以溶解煤中部分有机物，改善煤层孔隙、裂隙结构；

（4）在浸泡完成后，将反应釜的出气口连接到分离釜的进气口上，使浸泡后携带有机物的CO₂气流进入到分离釜中，以提取经超临界CO₂和Nano-Silica处理后煤中所溶解的部分有机物，并进行有机物分子结构分析，且对反应后的煤样进行孔隙结构分析。

3.根据权利要求2所述的利用超临界CO₂和Nano-Silica提高煤层气采收率的方法，其特征在于：所述的Nano-Silica纯度为99.8%，分子量为60.08，粒径为15±5nm，性状为无色透明结晶或无定形粉末，且与煤样的混合比例为1:40。

4.根据权利要求2所述的利用超临界CO₂和Nano-Silica提高煤层气采收率的方法，其特征在于：所述的超临界CO₂等温吸附装置是通过设置恒温箱的温度来控制反应釜内的实验温度，且通过气泵以及气罐的作用，通过调节CO₂的流量来控制反应釜内的压力。