低渗煤层注CO2增抽瓦斯数值模拟与应用

摘要

针对低渗透性煤层瓦斯抽采难度大、抽采效率低等问题,基于CO2-CH4多组分气体竞争吸附作用,开展了注CO2提高煤层瓦斯抽采率数值模拟与试验研究.首先,建立了考虑气–水两相流与Klinkenberg效应的煤层注CO2促抽瓦斯流–固耦合模型,利用COMSOL软件进行了煤层注CO2后煤层瓦斯压力、瓦斯含量和瓦斯抽采率等参数变化规律,并应用于工程试验.结果表明:构建的气–水两相流瓦斯抽采流–固耦合数学模型可靠、合理;注入CO2抽采煤层气瓦斯压力、瓦斯含量均比未注入CO2抽采下降速率快;现场试验后,注气抽采条件下瓦斯抽采浓度平均值是未注气条件下的2.02倍,瓦斯抽采纯量是后者的3倍.煤层注入CO2气体后,瓦斯抽采量增加,显著促进了煤层瓦斯抽采.