深部煤层封存CO2过程中，注入的超临界CO2随着运移距离的增加压力逐渐降低而转变为气态CO2，这种在煤体中发生相态变化的CO2被称为复合相态CO2。复合相态CO2在煤中的压力分布特征及渗透率是影响煤层封存效果的重要因素。传统的达西渗透率以假设气体压力是线性分布为前提。然而，复合相态CO2物理性质复杂，煤体内孔隙压力线性分布的假设可能不再适用。本文在Φ100 mm×200 mm的圆柱形无烟煤试件上，研究了不同温度（40℃、55℃、70℃、85℃）和围压（25 MPa、35 MPa、45 MPa）条件下，复合相态CO2压力分布特征及渗透率演化规律。结果表明：1) 煤体内部复合相态CO2压力呈先缓后急的非线性降低趋势。实际平均孔隙压力约为注入压力的0.6 ～ 0.7倍，高于传统的达西渗透率的线性平均假设值。2) 基于修正的平均孔隙压力计算得到的复合相态CO2渗透率值与传统达西定律计算值之间的差值随着围压和温度的升高逐渐减小至20%以下。3) 在煤体热膨胀、CO2解吸及粘度的综合影响下，复合相态CO2渗透率随着温度呈先降低后增大的变化趋势。4)当超临界CO2注入时，随着孔隙压力的降低，内部渗透率呈U形变化，最小值出现在CO2相变区。气态CO2渗透率随着孔隙压力的升高而降低，而超临界CO2渗透率随着孔隙压力的升高而增大，这是吸附膨胀与有效应力共同作用的结果。

1 试件制备及试验装置
2 试验方案
2渗流试验'>2.1 CO2渗流试验
2.2 孔隙结构参数测试
3 试验结果及分析
2压力分布特征'>3.1 复合相态CO2压力分布特征
3.2 有效孔隙压力计算
2渗透率修正'>3.3复合相态CO2渗透率修正
2相变对内部渗透率的影响'>3.4 CO2相变对内部渗透率的影响
2对煤体孔隙结构的影响'>3.5 不同相态CO2对煤体孔隙结构的影响
3.6 讨论
4 结论

姚宏波,梁卫国,韦婕.热力耦合作用下深部煤层超临界CO2相态转变与渗透率演化规律[J/OL].煤炭学报,1-13[2025-03-07].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.DM24.1234.