杨天鸿， 陈立伟，， 杨宏民， 裴 蓓

(1.东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110819; 2.河南理工大学 安全科学与工程学院， 河南 焦作 454000)

受石油系统“气驱油”科技的启发，1995年，美国首先在圣胡安盆地进行了CO2-ECBM现场试验[1]，煤层气产量增加了1.5倍，采收率高达95%.此后，加拿大、欧盟、日本先后进行了CO2-ECBM试验[2-6]，从技术和经济上均证实了注CO2驱替煤层气的可行性.2004年，中国在山西沁水盆地进行了CO2-ECBM试验，也取得良好的效果.对煤层注CO2促排瓦斯机理，前人做了大量的工作，归纳如下：①“置换”作用机理.根据Langmuir吸附理论，煤表面存在能够吸附气体分子或者原子的吸附位.多元混合气体竞争吸附时，吸附能力强的气体势必优先吸附，置换吸附时，吸附能力强的气体能够把吸附能力弱的气体挤出吸附位.当注入比CH4吸附性强的气体，能将其从处于吸附状态的煤中置换出来，这就是注入气体的置换作用机理.②“分压”作用机理.当向煤层中注入具有吸附性的气体时，两种气体吸附解吸行为发生变化，这种情况下，煤对气体组分的吸附平衡可用扩展的Langmuir方程来描述[7]，只要向煤体中注入吸附性气体，就能降低CH4的吸附量，从而达到促进CH4解吸的目的.Katayama[6]进行了不同条件下的注CO2驱替实验，认为CO2凭借较强吸附能力能够置换出煤中吸附的CH4，同时气体的注入也降低了CH4的分压，促进了CH4解吸.③“增流”作用机理.众所周知，煤层通常被视为孔隙-裂隙双重介质，而CH4在煤中处于吸附和游离两种状态，孔隙为吸附状态的CH4提……