注热CO2增产CH4过程数值模拟研究

作者：郄建宇

来源：矿业安全与环保, 2023, 50(05): 76-81.

DOI：10.19835/j.issn.1008-4495.2023.05.012

• 多场耦合
• 数值模拟
• 温度
• 驱替压力
• 驱替比
• 煤体渗透率

通过建立二元气体扩散场—渗流场—传热场的耦合方程，利用COMSOL模拟了不同温度和压力下CO2驱替CH4过程中驱替效果、CO2储存量、CH4产量及煤体渗透率等的变化规律。结果表明：CO2驱替作用会导致煤体部分区域出现CH4压力上升高于原始储层压力的现象。随着驱替压力的增大，CO2储存量与CH4产量增加，当驱替压力由2 MPa增高到6 MPa时，驱替比由2.85增大到4.38。而当注入温度从20℃增高至100℃时，驱替比由4.38降低至4.34。在驱替开采过程中，驱替压力是影响驱替效果的主要因素。随着驱替的进行，CO2影响范围逐渐增大。在CO2影响区域，CO2的注入对煤层渗透率影响较大，煤基质对CO2的吸附使煤层渗透率迅速下降；而在CO2未影响区域，煤体渗透率随着CH4的解吸而增大。