周 凤，姜永东，覃 超，刘正杰，李 栋，谢英亮，谢成龙

（重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400030）

我国煤层地质条件复杂，普遍具有“低渗透率、低含气饱和度、低储层压力”[1]的特点，给煤层的高效开发带来了巨大挑战。目前，煤层气主要的增产技术有：水力压裂、水力割缝、气体驱替和水平井技术等。其中CO2注入增强型煤层气开采（CO2-ECBM）是一种重要的增产方法，不仅可以通过竞争吸附作用和降低CH4分压来促进CH4解吸，提高煤层气采收率，还能同时实现CO2封存减缓温室气体排放。渗透率作为影响地质流体运移的重要参数，主要受有效应力、基质膨胀/收缩以及气体滑脱效应等因素影响，其中气体滑脱主要在孔隙压力较低时出现。由于CO2对煤的亲和力比CH4和N2大，CO2吸附引起的基质膨胀会导致CO2注入过程中储层渗透率和注入能力显著下降[2-3]，这也是CO2-ECBM 或CO2存储工程中的重要技术障碍之一。武腾飞[4]从热力学角度分析了CH4、CO2在煤基质表面的吸附热力学特性；吕乾龙[5]采用恒容和恒压2 种方法研究了CH4、CO2在煤中的吸附解吸特征，表明CO2吸附量总是大于CH4。据San Jun 盆地CO2-ECBM 试井试验报道，注入井渗透率在CO2注入过程中降低了近2 个数量级[6]。许江[7]、林柏泉[8]等通过试验发现，随着CH4和CO2等吸附性气体注入压力的增大渗透率逐渐降低，并推测该现象主要由气体吸附引起的基质膨胀导致。另外，不同配比的混合吸附性气体（CH4/CO2或CO2/N2）渗流试验还揭示了，在相同的注入压力下煤样渗透率随着强吸附应变气体组分浓度的增加而减小的规律[9-10]。……