심부 탄층에 CO₂를 주입하여 탄층가스 추출을 강화하는 것은 환경적 이익과 경제적 이익을 동시에 가지고 있으며, 광범위한 발전 잠재력을 가지고 있습니다. 서로 다른 유형의 탄체에서 CO₂ 주입 후 탄체 구조 변화 상황을 탐구하기 위해 최대 비정질 반사율 (R_{o, max})이 다른 5개의 시료를 선택하여, 매몰 깊이 1500m의 온압 조건을 모사한 초임계 CO₂ 주입 실험을 수행했습니다. 저온 N₂ 흡착법과 수은 압력법을 이용하여 주입 전후 탄시료의 기공 구조 변화를 측정하고, 프랙탈 이론을 사용하여 변화 정도를 정량적으로 비교했습니다. N₂ 흡착 실험 결과, 초임계 CO₂-H₂O 작용 전후 탄시료의 기공 부피는 탄阶 증가에 따라 먼저 감소했다가 다시 증가했으며, 코크스 탄에서 꺾이는 점을 형성했고, 미세기공 단계(기공 직경 0~2nm 사이)에서 기공 부피의 증가폭이 가장 컸습니다. 수은 압력 실험의 기공 부피 변화는 더욱 복잡했으며, 전이공(기공 직경 >2~50nm 사이)과 균열(기공 직경 1000nm 이상) 단계에서 증가폭이 뚜렷했고, 이는 초임계 CO₂-H₂O 반응이 탄 내 비효율적으로 연결된 기공을 증가시켜 시료의 국부 연결성을 향상시켰기 때문입니다. 일부 시료는 반응 후 총 기공 부피가 오히려 감소하는 경향을 보였는데, 이는 탈락된 광물질이 기공을 막은 것과 관련이 있을 수 있습니다. 반응 전후 시료의 기공 파라미터 프랙탈 분석 결과, 각기 다른 시료의 기공 구조 변화는 탄체 특성 파라미터에 따라 달라졌으며 저탄阶 및 고탄阶 탄의 반응 후 기공 부피 변화 폭이 더 컸고, 광물 함량이 높을수록 변화 정도도 컸습니다. 본 연구는 심부 탄층 CO₂ 주입이 탄층 기공 구조에 미치는 개조 작용을 심층 이해하는 데 도움을 주며, CO₂ 지질 저장 및 탄층가스 강화개발(CO₂-ECBM) 공정의 부지 선정에 참고할 수 있습니다.

초임계 CO₂;CO₂-ECBM;탄阶;기공 변화;프랙탈