煤炭科学技术

作者：白刚, 姜延航, 周西华, 兰安畅, 王继仁,

关键词：CO2-ECBM, 注气温度, 突破时间, 驱替效率, 运移速率,

注气温度是煤层注气促抽瓦斯的关键技术参数，为研究CO2注入温度不同对CH4驱替量的影响规律，采用自主研发的CO2置换驱替CH4试验系统，开展CO2注入温度为40、50和60 ℃的置换驱替CH4试验，研究CO2置换驱替CH4过程中煤层温度、气体浓度、驱替效率、CO2封存量与CH4解吸量等变化规律。结果表明：注气温度是影响CH4解吸量与CO2封存量的关键因素，提高注气温度可以能够驱替出更多的CH4并储存更多的CO2；CO2注入温度越高，CO2突破时间越短，突破时间分别为107、73.8和57.5min，出口CO2体积浓度达到99.99%所需时间越短，相同注气时间内解吸CH4体积量和CO2封存量越多；注气温度由40℃升至60℃时，煤层CH4累计解吸量分别为6.43、6.57和6.71 cm3/g，CH4产出率提高了2.1%～4.3%，煤层累计封存CO2解吸量分别为17.39、17.99和17.41cm3/g；注气驱替CH4过程中煤层吸附CO2起占主要地位，随着注气时间的增加，煤层温度升高，可分为缓慢升温、急剧升温和缓慢降温阶段，且缓慢升温阶段随着CO2注入温度升高而明显“滞后”，表现为“逐渐驱替”效应，煤层温度最高变化量分别为10.5、11.4和11.3℃；运移速率随CO2注入温度的升高而增大，分别为0.006 53、0.007 81和0.008 86 cm/s，运移速率提高了19.6%～35.7%；相同注气温度下，驱替效率随注气时间增加逐渐增大，且注气温度越高，相同注气时间内驱替效果越明显，试验结束分别为88.49%、90.93%和91.7%，驱替效率可提高2.44%～3.21%。

来源：2021年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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