低渗煤层注CO2增抽瓦斯数值模拟与应用_中国煤炭行业知识服务平台

低渗煤层注CO2增抽瓦斯数值模拟与应用

作者

白刚周西华魏士平范超军李雪明
单位

辽宁工程技术大学安全科学与工程学院矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室（辽宁工程技术大学）辽宁工程技术大学矿业学院山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿
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气体后煤层瓦斯压力、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气体抽采煤层瓦斯压力、瓦斯含量均比未注入CO2气体抽采下降速率快；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，明显促进了煤层瓦斯抽采。
关键词

低渗透性煤层煤层注CO2气体气–水两相流流–固耦合模型产气率
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51274115)；辽宁省教育厅城市研究院重点项目(LJCL001)