煤炭科学技术

作者：刘世奇, 方辉煌, 桑树勋, 吴建光, 张守仁, 张兵,

关键词：渗透率, 应力场, 注气压力, 注入量, 产出速率,

数值模拟技术是在煤层中注入CO2提高煤层CH4采收率（CO2-ECBM）工程方案优化设计与增产效果评价的有效方法。考虑温度效应和有效应力影响下的CO2与CH4竞争吸附、扩散与渗流作用，以及煤层孔隙度与渗透率的动态演化特征，建立了CO2注入煤储层结构演化-流体运移-储存能力THM（thermo-hydro-mechanical）全耦合数学模型，并采用有限元法进行多物理场全耦合求解。通过对沁水盆地3号煤层典型五井式CO2-ECBM开发井网开展模拟，探讨了不同注入压力条件下CO2注入与CH4产出特征。模拟结果显示，数学模型具有较高的准确性，证实了CO2-ECBM过程中煤层渗透率总体呈降低趋势，注入井附近渗透率主要受CH4与CO2竞争吸附的影响；注CO2对提高CH4累计产出量具有积极作用，增大注气压力可提高CO2注入及CH4产出的效率。

来源：2019年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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