摘要:
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°C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,注气温度为40、50、60°C时CO2的突破时间分别为107、73.8和57.5 min,出口CO2体积分数达到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°C升至60°C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17.41 cm3/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°C;运移速率随CO2注入温度的升高而增大,分别为0.00653、0.00781和0.00886 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,试验结束时的驱替效率分别为88.49%、90.93%和91.7%,驱替效率可提高2.44%~3.21%.