注气驱替提高煤层气采收率实验研究
CO2驱提高煤层气开采效果注入参数的实验研究
CO2驱提高煤层气开采效果注入参数的实验研究郭辉;李想;曾云;王有良;梅光远【摘要】There are the problems of low permeability, low saturation of gas and low reservoir pressure in the coal bed methane extraction of our country. Based on previous researches, we can know that CO2 has good replacement, displacement effect of coal bed gas, and can reduce carbon emission. However, there is no specific research on the optimization of injection parameters for CO2flooding. Through the orthogonal experiment method, the parameters of the recovery of CH4 including the time of gas injection, the gas injection method, the gas injection rate and the temperature pressure system, were designed. Indoor and long core displacement experiments showed that the best way of gas injection for CO2recovery was to inject CO2when depletion development recovery reached 20%, injection method was intermittent injection, injection slug size was 0.2 PV, injection rate was 0.2 mL/min. Under the condition of room temperature, pressure 9 MPa, after gas injection about 17 PV, gas injection effect of depletion development was the best. Gas injection time and injection gas injection rate had significant effect on CH4 recovery, gas injection rate had significant effect, and the influence of temperature and pressure system was relatively small.%我国煤层气面临低渗、含气饱和度低和储层压力低等问题，CO2具有较好的置换、驱替煤层气的效果，同时可以减少碳排放量，对CO2注入参数优化至今尚没有具体研究。
《不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究》范文
《不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究》篇一一、引言煤层气是一种在煤炭地下储层中赋存的天然气，主要由甲烷组成。
而二氧化碳作为一种常见的温室气体，其与煤层气的相互作用和驱替效应是当前环境与能源领域的研究热点。
本篇论文主要针对不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替效果进行实验研究与探讨，以提供更多的理论基础与实际操作经验。
二、二氧化碳的不同状态及其影响二氧化碳是一种特殊的物质，其状态受到温度和压力的影响，主要存在气态、液态和固态三种状态。
在煤层气驱替的研究中，不同状态的二氧化碳具有不同的驱替效果。
1. 气态二氧化碳：气态二氧化碳的扩散能力强，可以迅速进入煤层微孔隙中，降低煤层气的压力，进而驱替出更多的煤层气。
2. 液态二氧化碳：液态二氧化碳的密度大，能够更好地渗透到煤层深处的孔隙中，对煤层气的驱替效果更为明显。
同时，液态二氧化碳在注入过程中会迅速转化为气态，产生较大的体积膨胀效应，进一步驱替煤层气。
3. 固态二氧化碳（干冰）：固态二氧化碳通过升华作用迅速转化为气态，能够快速降低煤层气的温度和压力，有助于驱替出部分吸附在煤基质表面的煤层气。
三、实验研究方法与步骤本研究采用实验模拟的方式，对不同状态的二氧化碳在煤层中的驱替效果进行研究。
实验主要步骤如下：1. 制备不同状态的二氧化碳：根据需要，将二氧化碳制备为气态、液态和固态。
2. 选择实验煤样：选择具有代表性的煤样作为实验对象。
3. 设定实验条件：设定不同的温度、压力等实验条件。
4. 进行实验：将不同状态的二氧化碳分别注入煤样中，观察并记录煤层气的驱替效果。
5. 数据处理与分析：对实验数据进行处理与分析，得出不同状态二氧化碳的驱替效果及影响因素。
四、实验结果与讨论通过对不同状态二氧化碳的驱替实验，我们得出以下结论：1. 气态二氧化碳的驱替效果主要体现在煤层表面的微孔隙中，对于深部孔隙的驱替效果相对较弱。
2. 液态二氧化碳的驱替效果最为明显，能够有效地渗透到煤层的深部孔隙中，对煤层气的驱替作用显著。
注气提高采收率技术
MMP=P5
P=P5>P4
T=Treservoir
Why ?
Oil
CO2
2.最小混相压力（ MMP）的确定方法
最小混相压力的影响因素
• 原油的组成和性质
– 原油的API重度 – C5~C30的含量 – C5+分子量
• 温度 • 注入气体的组成
混相压力与原油分子量的关系
二、注气提高采收率物理模拟
长岩心驱替不同开方式 评价 固相沉积实验
不同注入方式、流体、储层条 件下驱油方式优化 气驱过程中有无固相沉积
长岩心驱替装置 PVT和岩心设备
注气对储层物性影响 多次接触混相实验
研究注入气对储层的影响 多次接触机理
短岩心驱替装置 PVT仪
原油—注入气扩散
油气间扩散系数
PVT和岩心设备
一维层状实验
平面模型评价实验
膨胀实验主要目的：研究注入气后原油的物性变化，尤其是 泡点压力与膨胀系数，这是注气数值模拟中必须用到的基 本参数 。 实验设备：常用PVT仪
。
二、注气提高采收率物理模拟
对富含凝析油型的凝析气藏，为了减少凝析液的损失常开展 注气保压开采，注入介质的种类很多，即可以采用干气回注、 注N2、注CO2等。下表是在不同的注入量下的露点压力上升 情况。
（2）直接观测法
P=P1 T=Treservoir Oil
CO2
（2）直接观测法
P=P2>P1
T=Treservoir Oil
CO2
（2）直接观测法
P=P3>P2
T=Treservoir Oil
CO2
（2）直接观测法
MMP=P4
P=P4>P3
T=Treservoir
提高煤层气采收率措施研究
第40卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.40，No.9 2011年9月 Liaoning Chemical Industry September，2011收稿日期： 2010-04-11 提高煤层气采收率措施研究孙 敏 娜（西安石油大学石油工程学院， 陕西 西安 710065）摘 要： 20世纪90年代我国开始试验性的进行煤层气的工业化开采。
由于我国煤层气存在“高储低渗”的问题，所以单井产量低，开采利用非常困难。
本文将针对以上问题对提高煤层气采收率的多种措施进行概述。
关 键 词：煤层气藏；煤层气开发； 提高采收率中图分类号：TD 823 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2011）09-0975-03我国的煤矿井下煤层气抽放始于20世纪50年代，随着对新能源的开发利用，煤层气由单纯的井下抽放逐步向地面开发发展，90年代开始试验性的进行煤层气的工业化开采，但大部分的产气量不高。
造成这种现象的主要原因是：我国煤层气地质条件复杂，大多具有低压（压力系数小于0.8）、低渗（小于1×10-3 μm2）、低饱和（小于70%）三低现象，低压使气流驱动能力不足，低渗无法形成以抽放钻孔为半径的大范围的解吸-扩散-渗流圈，低饱和是温度、压力、围岩条件、煤的等温吸附性质等综合作用的结果。
在目前的技术条件下，“三低”煤层抽放特别困难。
以下将对多种提高煤层气采收率的技术进行概述。
1 煤储层压裂技术煤储层压裂技术是目前煤层气开发普遍采用的增产措施。
这是因为人工压裂形成的诱导裂缝降低或消除了煤层的近井眼伤害，强化了煤层中的天然裂隙网络，扩大了有效“井眼半径”和煤层气解吸渗流面积，加强了井眼稳定性，在井眼周围形成了有效的煤层气渗流通道，有效地提高了煤层气井的产能。
压裂措施最关键的技术就是破裂压力和瞬时关井压力的设计。
煤层气井与常规油气井在水力压裂技术方法和压裂结果上，既有相似性又有差异性。
其差异性主要表现在以下两个方面：①煤层中甲烷气主要以吸附状态赋存于煤岩裂隙和基质孔隙（微孔隙）的内表面上，其赋存和产出机理与砂岩天然气完全不同；②煤岩在成分、结构、构造以及力学物理性质上与油气储层有显著差异。
注二氧化碳驱替煤中甲烷实验研究
注二氧化碳驱替煤中甲烷实验研究马砺;邢园园;魏高明【摘要】利用注CO2的方法可以有效驱替煤中CH4,提高CH4采抽率.为了研究驱替过程特征以及不同驱替压力和流量对驱替过程的影响,利用自制的驱替实验系统,在2.4、1.8、1.2、0.6 MPa等不同注气压力下分别进行了流量为15、10、5 mL/min的驱替实验.实验结果表明,驱替过程是由气体置换、携带、稀释等共同作用的结果.驱替过程初期,CH,组分浓度下降到30％～40％,表现为气流携带起主导作用,中期CH,组分浓度下降到5％～10％,表现为置换解吸起主导作用,后期CH4组分浓度下降到5％后趋于稳定,表现为气流稀释起主导作用.驱替流量变大,气体置换作用变弱,携带、稀释作用变强.驱替压力能有效影响驱替效果,压力越大,驱替效果越好.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)012【总页数】4页(P5-8)【关键词】注气驱替;携带作用;置换作用;稀释作用;驱替效率【作者】马砺;邢园园;魏高明【作者单位】西安科技大学安全与科学工程学院,陕西西安 710054;西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安 710054;西安科技大学安全与科学工程学院,陕西西安 710054;西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学安全与科学工程学院,陕西西安 710054;西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TD713利用煤层封存CO2技术（CO2-ECBM）可以增加煤层气的采集量[1]。
CO2-ECBM技术原理是利用注入的气体与煤层中的CH4发生竞争吸附,从而将原吸附在煤层中的CH4置换出来[2]。
在温度和压力相同的条件下，煤对CO2、CH4的吸附能力由大变小[3]。
煤层内每注2～10体积的CO2就可置换出1体积的CH4[4]。
1999年到2000年，加拿大成功进行了单井注入CO2提高煤层气回采率的试点试验[5]。
吐哈油田注气提高采收率试验介绍
中国石油吐哈油田公司 2010年3月
汇报提纲
一、葡北油田注气混相驱先导试验 二、温五块注气非混相驱先导试验 三、注气工具国产化研究
根据吐哈油田地质及油气藏特点，主力油田具备注气 提高采收率的基本条件和潜力，注气非混相驱及混相驱具 有普遍适用性。
“九五”以来，吐哈油田先后在葡北油田和温米油田 温五区块开展了注气混相驱和注气非混相驱先导性矿场试 验，均取得了较好的效果。
CMD钢丝滑套
KBH-22油管定位器 封隔器密封插管
SAB-3永久式封隔器
磨铣工具延伸管 R型坐放短节
坐封工具 喇叭口
一、葡北油田注气混相驱先导试验
3、工艺技术
（3）水合物防治 葡北油田注入气组分分析表明，注入气中含有CH4、C2H6、C3H8、C02、 N2等易形成天然气水合物的气体组分。
采用组分分析法预测，在25-35MPa压力条件下，水合物形成温度为 23.8-25.7℃。 注水转注气时，注入水温度低，会形成水合物，需要采取防治措施。 采用注醇的办法防止水合物生成。
w5-79
w5-89
70
w5-204
温检5-1
w5-57
-1800 w5-66
w5--617900
70
8-32 8-21
W5-3 w5-13
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w20
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-1860 wn7
W5-2 5-12
w5-102
w5-23 w5-34 -1800
w5-45
w5-54
W5-1
W5-11
w5-202
w5-22
等高线
含气面积
68
逆断层
04
CO2驱不同注采模式提高采收率实验研究
第30卷第2期油气地质与采收率Vol.30,No.22023年3月Petroleum Geology and Recovery EfficiencyMar.2023—————————————收稿日期：2022-09-20。
作者简介：郑文宽（1989—），男，山东东营人，高级工程师，博士，从事CO 2驱提高采收率研究。
E-mail ：*****************************。
基金项目：中国石化重点实验室课题“咸水层封存CO 2作用机理与运移赋存模式研究”（KL22006），胜利油田博士后工作站项目“CO 2驱相似物理模拟方法研究”（YKB2008）。
文章编号：1009-9603（2023）02-0086-08DOI ：10.13673/37-1359/te.202209037CO 2驱不同注采模式提高采收率实验研究郑文宽1，2，张世明1，2，李宗阳1，2，张东1，2，张传宝1，2，刘国3（1.中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营257015；2.山东省碳捕集利用与封存重点实验室，山东东营257015；3.东营同邦石油科技有限公司，山东东营257000）摘要：非均质、黏性指进是决定CO 2驱开发效果的关键因素，而调整注采方式是控抑气窜、扩大波及的有效手段。
目前该方向的研究以数值模拟为主，亟需开展CO 2驱不同注采方式的物理模拟研究，以进一步明确CO 2驱连续气驱、轮换开采和注采耦合等模式的动用机制、开发特征和油藏适应性。
通过CO 2驱相似物理模拟实验，对比CO 2连续气驱、轮换开采和注采耦合模式的开发特征差异，并分析CO 2驱不同注采模式的适用性。
实验结果表明：连续气驱模式下不同渗透率区域开发效果差异大，低渗透率区域见气后的增油潜力较低，适合相对均质油藏开发；轮换开采模式通过采油井交替开启，改变注采井间主流线方向，有效改善非均质储层中低渗透率区域的开发效果，适合强非均质油藏或气窜后的开发调整阶段；注采耦合模式利用注采交替引起的压力场交替变化，可以较均衡的提高全区波及范围，提高难动用边角区储量动用率，适合弱非均质油藏或前期开发阶段。
注CO2驱替煤层气过程的影响因素分析
程 的 影 响 因素 。通 过 研 究发 现 ， 影 响 因 素 主要 有煤 质 条 件 、 水和 Ｃ Ｏ 的 注入 压 力 及 注 ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｆａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｃｏ ａ ｌ — Ｂｅ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ Ｒｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｂ ｙ ＣＯ９ Ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｘｉ ｅ Ｑｉ ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｏ Ｘｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｅ ， Ｚ ｈ ａ ｎ Ｎａ ｎ ， Ｊ ｉ ｅ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｏ ， Ｑｉ ａ ｏ Ｙｕ ｐ ｅ ｎ ｇ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ， Ｈｕ ｏ Ｍｅ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ ｇ
２ ． Ｈｕ ａ ｉ ｂ ｅ ｉ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｂｒ ａ ｎ ｃ ｈ， Ｈｕ ａ ｉ ｂ ｅ ｉ Ａｎ ｈ ｕ ｉ ２ ３ ５ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ — ｂ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｂ ｙ ＣＯ２ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
第 ３ ５卷
第 ６ 期
辽
宁
石
油
化
工
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注气驱替提高煤层气采收率实验研究石强;陈军斌;黄海;熊鹏辉;邓好;王汉青【摘要】通过进行单一组分N2、CO2以及不同比例混合气驱替的对比实验,探究不同气体、不同比例条件下的煤层气驱替规律.研究结果表明,N2随驱替压力升高,驱替效率先增后减,置换效率越来越差,驱替渗透率越来越低,但仍高于原始煤岩渗透率;CO2随驱替压力升高,驱替效率一直增加,置换效率变化不大,驱替渗透率先降后升,整体低于原始渗透率;混合气(CO2∶N2=1∶4)和混合气(CO2∶N2=1∶9)驱替规律接近于N2,混合气(CO2∶N2=1∶1)驱替规律接近于CO2;N2恒压驱替优于间歇驱替,CO2间歇驱替优于恒压驱替.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】4页(P10-13)【关键词】气驱煤层气;驱替效率;置换效率;渗透率;煤层气抽采【作者】石强;陈军斌;黄海;熊鹏辉;邓好;王汉青【作者单位】西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;陕西省煤层气开发利用有限公司,陕西西安710119;西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065;西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TD712我国埋深2 000 m以浅煤层气地质资源量约36.81×1012m3，居世界第3 位[1]，但由于开发起步晚，煤层地质条件复杂，具有“三低一高”（低饱和度、低渗透性＜1×10-3μm2、低储层压力、高变质程度）的特点，国外众多开采技术引进到我国并不能达到预期效果，传统水力压裂开采效果也并不理想[2]。
针对这一问题，目前国内外开展了一系列实验研究，主要向煤岩注入非烃气体，驱替置换煤层气，此举已取得一系列重要成果[3-10]。
研究表明，气驱煤层气主要利用其吸附作用和分压作用，煤对气体的吸附性CO2＞CH4＞N2，但驱替渗透率却与煤对气体的吸附性相反，因此，单纯考虑1种气体驱替置换开采煤层气并不能普遍适合我国低渗透煤层，如何结合N2和CO2各自的优点因地制宜开采煤层气才是真正适合我国煤层气开采的关键。
研究通过对填砂管中煤样进行注N2、CO2和3种不同比例混合气（CO2∶N2=1∶1，CO2∶N2=1∶4，CO2∶N2=1∶9）以连续和间歇2种方式驱替煤岩CH4实验，真实地模拟煤层气驱替开采过程，从驱替效率、驱替置换比和驱替渗透率3方面综合分析研究，以期对现场提高煤层气采收率工艺技术提供参考。
1 室内物理模拟1.1 注气置换煤层气基本原理煤对气体的吸附性 CO2＞CH4＞N2。
CO2到达煤体表面时，吸附能大于CH4吸附能，与煤体表面结合的能力更强，可将CH4分子置换出它的吸附位，发生分子置换[11]。
N2进入煤层通过分压作用，达到新的压力平衡，促使CH4解吸，N2也可使煤层渗透率变大，利于煤层气渗流到井口[12]。
1.2 实验样品准备实验煤样取自彬长矿区，选取物性好的煤岩进行砸碎研磨，筛选出不同目数（10～120目（120～1 700 μm））的煤粒按一定比例混匀，调节液压仪至30.0 MPa，把混合均匀的煤样压实到长1.00 m、直径0.04 m的填砂管中，测出填砂管中煤岩渗透率为2.5×10-3μm2。
1.3 驱替方式N2、CO2和 3 种不同比例混合气（CO2∶N2=1∶1，CO2∶N2=1∶4，CO2∶N2=1∶9）共 5 种气体采用连续注气（控制注气压力）和间歇注气（控制段塞量和间歇时间）2种不同注气驱替方式。
1.4 实验步骤：1）设置恒温箱温度为33℃，整个实验在恒温中进行。
2）填砂管抽真空24 h。
3）填砂管中煤样通过中间容器饱和2.5 MPa CH4气体12 h，计算煤样中CH4体积。
4）注气驱替煤样中CH4气体，利用排水采气法收集气体，用潜水泵把气体压入气体采样袋中。
5）使用便携式气相色谱仪测量气体组分，计算驱替出CH4体积。
6）改变气体种类以及驱替方式，重复实验。
2 实验结果与分析2.1 驱替效率实验结果与分析首先，研究了5种气体连续恒压驱替效率（图1），N2、CO2和不同比例混合气连续恒压驱替时，随着驱替压力增加，N2驱替效率先增后减，3.5 MPa时驱替效率最高，因为当压力小时，N2流动速度慢，分压效果不好，当压力过大时，由于CH4吸附性大于N2，更多的CH4吸附在煤体表面，不利于CH4解吸；CO2随驱替压力增加，驱替效率一直增加，且增加明显，因为CO2吸附性强于CH4，压力越大，竞争吸附越明显，越有利于CH4解吸；3种混合气驱替效率居于N2和CO2之间。
N2连续恒压驱替和间歇2 h驱替效率对比如图2。
N2恒压驱替效率一直高于间歇驱替，N2恒压驱替明显好于间歇驱替，原因是煤对CH4的吸附性强于N2，间歇驱替平衡后部分CH4又重新吸附到煤体上，而连续恒压驱替可以把解吸出的CH4及时携载采出。
图1 不同气体恒压驱替压力-驱替效率对比图图2 N2连续和间歇驱替压力-驱替效率对比图N2和CO2驱替压力为4.5 MPa时恒压和间歇驱替效率对比如图3。
N2间歇驱替效率低于恒压驱替，CO2间歇驱替效率高于恒压驱替；同一压力下，N2间歇驱替效率整体低于CO2，且间歇时间越久，N2驱替效率越低，CO2驱替效率越高，因为吸附性CO2＞CH4＞N2，间歇时间越久，煤岩孔隙中气体竞争吸附越久，置换作用越明显。
图3 N2和CO24.5 MPa恒压和间歇驱替时间-驱替效率对比图3种不同比例混合气2.5 MPa时恒压和间歇驱替效率如图4。
混合气恒压驱替效率低于间歇驱替；混合气间歇驱替时，随着间歇时间增加，3种混合气驱替效率小幅增加；混合气中N2含量越高，间歇驱替效率越低。
混合气间歇驱替时，3种气体在煤基质和孔隙中同时发生竞争吸附作用，CO2强吸附性起到置换CH4的主要作用，导致同一种混合气体，间歇时间不同，驱替效率变化幅度不大；N2分压解吸起到置换CH4次要作用。
图4 不同比例混合气间歇驱替时间-驱替效率图2.2 驱替置换比实验结果与分析5种气体恒压驱替置换比如图5。
置换比：CO2＜混合气（CO2∶N2=1∶1）＜N2＜混合气（CO2∶N2=1∶4）＜混合气（CO2∶N2=1∶9），CO2驱替置换比最小，且压力对其置换比影响不大，混合气（CO2∶N2=1∶9）置换比最高，N2处于5种气体置换比中间位置；置换比越小，置换效率越高，则置换效率：CO2＞混合气（CO2∶N2=1∶1）＞N2＞混合气（CO2∶N2=1∶4）＞混合气（CO2∶N2=1∶9）。
图5 不同气体恒压驱替置换比图N2恒压连续和间歇驱替置换比如图6。
N2恒压驱替置换比总体小于间歇驱替，则N2恒压驱替置换率高于间歇驱替，随着压力增大，驱替置换比越来越大，驱替置换率越来越小。
N2主要由于分压作用置换驱替CH4，恒压驱替时，CH4可以及时被驱替出，而间歇驱替时，分压置换的CH4不能被及时驱替出，造成新的吸附平衡，所以需要更多N2。
图6 N2恒压连续和间歇驱替置换比图N2和CO2注气压力为4.5 MPa时，恒压驱替和间歇驱替置换比如图7。
N2间歇驱替置换比高于恒压驱替置换比；CO2驱替置换比变化不大，恒压驱替置换比略高于间歇驱替置换比，因为恒压驱替时，少量CO2还没有来得及吸附在煤体上已被驱替出，而间歇驱替时，CO2有充足的时间发生竞争吸附置换CH4。
N2间歇驱替置换比高于恒压驱替置换比，CO2驱替置换比远小于N2，即CO2置换效率远高于N2。
图7 N2和CO24.5 MPa恒压和间歇驱替置换比图3种不同比例混合气2.5 MPa时恒压和间歇驱替置换比如图8。
混合气驱替时，同一间歇时间下，混合气中N2含量越高，置换比越高，CH4置换率越低；同一种混合气，间歇驱替和恒压驱替置换比相差不大，因为CO2利用本身强吸附性置换解吸出CH4，使CH4很难重新吸附到煤体中，恒压和间歇驱替的CH4都可以顺利被采出。
2.3 驱替渗透率实验结果与分析5种气体恒压连续驱替渗透率如图9。
随着驱替压力升高，N2渗透率逐渐降低，其他4种气体渗透率先减后增，整体渗透率呈现：N2＞混合气（CO2∶N2=1∶9）＞混合气（CO2∶N2=1∶4）＞混合气（CO2∶N2=1∶1）＞CO2。
与原始渗透率相比，N2起到增渗作用，CO2起到阻渗作用，因为吸附性 CO2＞CH4＞N2，CO2进入煤体，会使煤体吸附膨胀，阻碍渗流通道，致使煤体渗透率降低，而N2利用分压解吸出煤体中吸附CH4，基质收缩，渗流通道变大，致使煤体渗透率增加。
图8 不同比例混合气恒压和间歇驱替置换比图图9 不同气驱渗透率对比图3 结论1）驱替压力为 1.5～5.5 MPa时，N2恒压驱替随压力升高驱替效率先增后减，恒压驱替效率好于间歇驱替；CO2恒压驱替随驱替压力升高驱替效率逐渐增大，间歇驱替效率好于恒压驱替；3种混合气驱替效率居于N2和CO2之间，间歇驱替效率好于恒压驱替。
2）5种气体恒压驱替置换效率：CO2＞混合气（CO2∶N2=1∶1）＞N2＞混合气（CO2∶N2=1∶4）＞混合气（CO2∶N2=1∶9）；N2恒压驱替置换效率高于间歇驱替；CO2恒压驱替和间歇驱替置换效率变化较小，CO2间歇置换效率高于N2间歇置换效率。
3）气体驱替煤层气时，N2具有增渗作用，CO2具有阻渗作用。
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