王向浩，王延忠，张　磊，王延斌

(1.神华地质勘查有限责任公司，北京　102211；2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京　100083)

煤层气主要以吸附态赋存于煤层中。目前开采煤层气的主要方法还是传统的“排水—降压”法[1]，由于我国煤储层压力、渗透率、含气饱和度普遍较低[2]，因此降压幅度受到限制，造成煤层气采收率较低、回采周期长，严重制约我国煤层气的产业化[3-5]。因此，注CO2置换CH4成为提高煤层气采收率的一项重要手段。国外学者对注气置换CH4提高采收率有一定研究，认为注入CO2气体可以起到分压作用及存在竞争吸附，使CH4气体更多地解吸出来[6-9]。国内学者从理论及试验方面研究了注气提高采收率，认为CO2、N2对CH4有很好的置换作用，大大提高了煤层气的采收率[10-13]。本次研究采用U.S.A TerraTek IS-100等温吸附解吸仪，分别对柿庄北高煤阶煤样以及新疆硫磺沟低煤阶煤样进行CH4、CO2单组分吸附解吸试验以及CO2、CH4混合气体竞争吸附解吸的试验研究。CO2置换CH4的过程实为CO2、CH4气体竞争吸附解吸过程，随着气体压力的变化，由于煤样对CO2的吸附能力强于对CH4的吸附能力，因此，通过两种气体的竞争吸附解吸，CO2的吸附浓度比会逐渐增大，更多的CH4气体将被解吸出来。通过分析混合气体的竞争吸附解吸特征，可以了解不同煤阶情况下CO2置换CH4的差异性。

1　试验样品及试验仪器

本次研究样品采集于山西沁水盆地柿庄北区块山西组3号煤层的煤层气勘探井和新疆硫磺沟地区跃进煤矿的西山窑组主煤层。……