二氧化碳的工作原理是利用高压CO2气体将煤层或页岩矿层内部的裂缝扩大并连接起来,从而释放出天然气。具体来说,二氧化碳致裂器由压力控制系统、气体储气罐、喷嘴、传感器等部分组成。其工作流程如下:
1、准备工作:在实施二氧化碳致裂前,需要先进行地质勘探和矿层评价,确定煤层或页岩矿层的物性参数和天然气的存在性及分布状况。然后进行井口的钻探和固井,将二氧化碳致裂器安装在井下。
2、注入高压二氧化碳气体:在二氧化碳致裂器中,高压二氧化碳气体储存在气体储气罐中。当开始注入时,二氧化碳气体通过压力控制系统控制注入速度和压力,进入到喷嘴中。
3、喷射高压二氧化碳气体:在喷嘴处,高压二氧化碳气体被喷射到煤层或页岩矿层中。当高压二氧化碳气体进入煤层或页岩矿层中时,由于其体积和压力的变化,会导致煤层或页岩矿层内部的裂缝扩大并连接起来,从而释放出天然气。
4、传感器监测:在二氧化碳致裂过程中,传感器可以实时监测井下的压力、温度、流量等参数,以及煤层或页岩矿层的裂缝情况,以便进行实时控制和调整。
5、收集和处理天然气:二氧化碳致裂技术可以使煤层或页岩矿层中的天然气释放出来,收集和处理天然气后,可以输送到市场上销售或者进行地下储存,实现能源的有效利用。
二氧化碳致裂器是二氧化碳致裂技术的核心设备之一,其工作原理是利用高压二氧化碳气体将煤层或页岩矿层内部的裂缝扩大并连接起来,从而释放出天然气。二氧化碳致裂器的设计和性能直接影响到二氧化碳致裂技术的开采效果和经济效益。