声明
致谢
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景和意义（Research background and signification）
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状与存在问题（Research status and problems）
1.2.1 CO2-ECBM工程
1.2.2 CO2-ECBM相关的吸附作用
1.2.3 吸附热动力学与超临界气体吸附模型
1.2.4 深部不可采煤层 CO2地质封存量评价方法与我国煤中 CO2地质存储能力
1.2.5 发展趋势及存在问题
1.3 研究方案（Research Scheme）
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究方法
1.3.4 技术路线
1.4 工作量与研究成果（Wordload and highlights）
1.4.1 论文工作量
1.4.2 主要成果
2 沁水盆地地质背景
2.1 地质概况（Geological characteristics）
2.1.1 构造特征
2.1.2 含煤地层特征
2.1.3 岩浆侵入特征
2.2 煤层特征 (Coal characteristics)
2.2.1 煤层赋存特征
2.2.2 煤岩煤质特征
2.2.3 孔裂隙发育特征
2.3 煤层气地质（Coalbed methane geology）
2.3.1 含气性及其控制因素
2.3.2 渗透率及其控制因素
2.4 小结（Summary）
3 实验样品、方法与结果
3.1 煤样（Coal samples）
3.1.1 采样点
3.1.2 煤岩特征
3.1.3 煤质特征
3.2 实验方法（Experimental methods）
3.2.1 孔裂隙结构定量表征
3.2.2 等温吸附实验
3.3 实验结果（Experimental results）
3.3.1 孔裂隙结构参数测试结果
3.3.2 气体高压等温吸附实验结果
3.4 小结（Summary）
4 超临界气体吸附的影响因素与超临界 CO2 吸附分子层数分布特征
4.1 超临界气体吸附模型（Supercritical gas adsorption model）
4.2 超临界 CO2吸附量的影响因素（Effects on supercritical CO2 adsorption amount）
4.2.1 温度
4.2.2 煤级
4.2.3 显微煤岩组分
4.2.4 灰分
4.2.5 孔隙结构
4.3 超临界CO2吸附热的影响因素 （Effects on supercritical CO2 adsorption heat）
4.4 超临界CH4吸附能力的影响因素（Effects on supercritical CH4 adsorption capacity）
4.4.1 煤级
4.4.2 显微煤岩组分
4.4.3 灰分
4.4.4 孔隙结构
4.5 吸附相密度与吸附分子层（Density of adsorbed phase and layer number of adsorbed gas molecule）
4.5.1 吸附相密度
4.5.2 不同吸附相密度对绝对吸附量的影响
4.5.3 吸附分子层数
4.6 小结（Summary）
5 煤岩超临界 CO2吸附行为及其控制机理
5.1 煤岩超临界 CO2 吸附状态的温度和自由相密度影响（Temperature and free phase effect on supercritical CO2 adsorption in coals）
5.1.1 温度控制
5.1.2自由相密度控制
5.2 超临界CO2吸附行为与模式（Supercrtical CO2 adsorption behavior and model in coals）
5.2.1 微孔填充理论与煤岩超临界 CO2吸附动力学
5.2.2 不同孔径内超临界 CO2吸附模式
5.3 埋深条件下 CO2吸附行为的超临界等容线约束（Control of supercritical isochore on supercritical CO2 adsorption at a reservoir condition）
5.3.1 埋深条件的超临界 CO2等温吸附曲线拟合结果
5.3.2 埋深条件下超临界 CO2吸附的热动力学特征
5.3.3 不同埋深下超临界 CO2吸附行为的超临界界等容线控制
5.4 煤岩超临界CO2/CH4吸附差异及其竞争吸附机理（Different adsorption of CO2/CH4 on coals caused by gas preoperties and their competitive adsorption）
5.4.1 煤岩 CO2/CH4竞争吸附
5.4.2 超临界 CO2/CH4吸附差异的气体性质控制机理
5.5 小结（Summary）
6 煤中非吸附的 CO2封存机制与封存量比较
6.1 CO2 溶解封存机制与模型（Mechanism and model of CO2 solution containment）
6.1.1 CO2溶解作用的影响因素
6.1.2 煤中 CO2溶解量计算模型
6.2 CO2 矿化封存机制与模型（Mechanism and model of CO2 mineral containment）
6.2.1 CO2矿化反应类型
6.2.2 CO2矿化作用对煤储层的改造作用
6.2.3 煤中 CO2矿化量计算模型
6.3 CO2静态封存机制与模型（Mechanism and model of CO2 static containment）
6.3.1 CO2静态封存的地质控制
6.3.2 煤中 CO2静态封存量计算模型
6.4 封 存 量 计 算 模 型 优 化 与 比 较 （ Modification and comparision of CO2 storage capacity）
6.4.1 过剩吸附量+总孔隙自由体积量计算模型
6.4.2 两种方法计算封存量的差异及意义
6.4.3 不同封存机制的 CO2封存量随埋深变化
6.5 深部煤层 CO2 地质封存的可行性（Feasibility of CO2 geological storage in deep coals）
6.5.1 不同封存机制的时间效应与安全性
6.5.2 CO2-ECBM的工程可行性
6.6 小结（Summary）
7煤层CO2地质封存量评价方法与实例分析
7.1 煤中CO2地质封存量计算方法（Assessment method for CO2 storage capacity in coals）
7.1.1 封存量金字塔模型
7.1.2 煤层 CO2理论封存量计算方法
7.1.3 煤层 CO2有效封存量计算方法
7.1.4 深部煤层 CO2地质封存量评价流程
7.2 沁水盆地与郑庄区块 3#煤层 CO2 封存潜力评价参数（Assessment parameters of CO2 storage capacity of 3# coal in the Qinshui Basin and Zhengzhuang Block）
7.2.1 沁水盆地煤层 CO2封存潜力评价参数
7.2.2 郑庄区块深部煤层 CO2封存潜力评价参数
7.3 沁水盆地和郑庄区块3#煤层CO2封存潜力评估（Assessment results of CO2 storage capacity in 3# coals in the Qinshui Basin and Zhengzhuang Block）
7.3.1 沁水盆地 3#煤层 CO2封存潜力评价结果
7.3.2 郑庄区块 3#煤层 CO2封存潜力评价结果
7.4 小结（Summary）
8 结论与展望
8.1 结论（Conclusions）
（1）查明了超临界CO2/CH4吸附能力与温度、煤级、煤岩组分及孔隙结构参数的关系，计算得到了超临界CO2吸附相密度与吸附相分子层数
（2）阐明了温度与自由相密度变化对超临界CO2吸附分子层数的控制作用机理，基于孔隙结构（孔径分布）尺寸建立了煤中超临界CO2的微孔填充+多分子层表面覆盖的综合吸附模式
（3）预测了超临界CO2吸附能力随埋深的变化规律，厘定了CO2超临界等容线对地层条件下超临界CO2吸附能力控制作用，划分了二段式的超临界CO2吸附特征，揭示了埋深条件下超临界气体性质差异造成的竞争吸附作用
（4）论述了煤中CO2溶解封存、静态封存和矿化封存机制，模拟了不同封存类型的封存量随埋深的变化趋势，评估了不同封存机制对封存量和安全性的影响
（5）建立了煤层CO2理论封存量和有效封存量评价方法体系，估算了沁水盆地和郑庄区块3#煤层CO2地质存储潜力
8.2 创新点（Innovation）
8.3 展望（Outlook）
（2）煤中超临界CO2吸附封存量的准确评价
（3）深部煤层CO2地质封存安全性理论与环境风险性评价
参考文献
作者简历
学位论文原创性声明
学位论文数据集
中国矿业大学中国矿业大学(江苏);
