comsol注二氧化碳驱替瓦斯

二氧化碳是造成温室效应的主要原因，甲烷是煤矿生产的主要危害，同时又是一种新型的洁净能源。然而我国煤层渗透率普遍较低，不利于甲烷的抽排，注入二氧化碳驱替甲烷可以显著提高采收率。因此，从环保、安全和能源的角度来讲，注入二氧化碳驱替煤层甲烷的开展具有重要意义。

基于 Darcy 渗流理论、Fick 扩散理论、扩展Langmuir 吸附理论以及气体状态方程，构建了气体连续运动耦合方程，利用 Comsol Multiphysics 有限元数值模拟软件进行了不同注气压力和不同渗透率条件下的注二氧化碳驱替甲烷数值模拟。数值模拟结果与实验结果趋势吻合，驱替效果良好。注气压力和渗透率显著影响驱替效率，注气压力提高导致二氧化碳突破出气口和置换完成的时间缩短；渗透率越低置换所需时间越长，驱替进展越缓慢。