CO2注气压力对瓦斯扩散系数影响规律实验研究

• 作者: 周西华 韩明旭 白刚 兰安畅 付志豪
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 关键词: CO2突破时间 注气驱替 驱替效率 有效扩散系数 沁水盆地
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 煤炭地质 矿井地质
• 页码范围: 81-86,99
• 页数: 7页
• 分类号: X936
• 语种: 中文

摘要

煤层CH4解吸效率低、扩散慢的特点严重制约着煤层瓦斯抽采的效率,为解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题,选取晋城赵庄煤矿煤样,研究不同注气压力对驱替CH4过程的影响以及驱替过程中CH4扩散系数的变化规律,利用自主研发的CO2驱替CH4试验平台,在0.6、0.8、1.0 MPa等不同注气压力条件下分别进行CO2驱替CH4实验.结果表明:驱替压力越大,达到最大CH4排放量的时间越短,CO2突破时间越快,置换效率越大,驱替效果越好;CH4气体驱替过程分为3个阶段,先急剧增加再缓慢增加最后保持平稳;在同一注气压力下,瓦斯扩散系数随时间呈先增大后减小的变化规律,注气压力为0.6、0.8、1.0 MPa时,瓦斯扩散系数的最大值分别为2.27×10-5、3.36×10-5、4.62×10-5cm2/s.从实验结果可知,不同注气压力下,CO2对CH4主要起到驱替作用、置换吸附-解吸作用及稀释驱替作用;每个阶段的CH4气体运移情况不同,根据实验阶段合理调整注气流量、压力等参数,使注驱技术搭配更高效.研究结果对CO2深埋与瓦斯(煤层气)高效抽采具有理论指导意义.