超临界CO2弱化煤体

模量硬度双降

经过超临界CO2处理的煤体弹性模量和硬度大幅下降，为深部煤层地质封存稳定性评估提供可靠依据。

Peng, Liu · Jingtao, Yang · 聂百胜 · Liu, Ang · 赵伟 · Xu, Hao · He, Hengyi

International Journal of Mining Science and Technology 2025

参数信息

载荷-位移变形增加

50.47–80.99 %

峰值载荷蠕变深度增加

26.92–76.17 %

弹性模量损失

55.01–63.38 %

硬度降低

52.83–74.81 %

技术优势

量化弱化程度

给出弹性模量和硬度的具体下降范围，可直接用于储层稳定性数值模拟的输入参数。

揭示两阶段动力学

弱化过程分为快速表面驱动阶段（0–2天）和基质孔隙均质化阶段（2–4天），为注入策略优化提供时间窗口。

明确矿物控制机理

ScCO2优先溶解碳酸盐矿物（白云石），导致孔隙网络扩张和界面脱黏；硅酸盐矿物抗溶解但促进结构均质化。

应用场景

• CO2地质封存：提供煤体弱化定量参数，评估封存长期稳定性。
• 煤层气强化开采：通过ScCO2弱化煤体、改善渗透性，提高煤层气采收率。
• 储层稳定性评估：建立预测框架，评估注入后储层力学稳定性。
• 煤岩力学性质：揭示ScCO2-煤化学-水力-力学耦合作用机理。