二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要原因，甲烷是煤礦生產(chǎn)的主要危害，同時又是一種新型的潔凈能源。然而我國煤層滲透率普遍較低，不利于甲烷的抽排，注入二氧化碳驅(qū)替甲烷可以顯著提高采收率。因此，從環(huán)保、安全和能源的角度來講，注入二氧化碳驅(qū)替煤層甲烷的開展具有重要意義。

基于 Darcy 滲流理論、Fick 擴散理論、擴展Langmuir 吸附理論以及氣體狀態(tài)方程，構(gòu)建了氣體連續(xù)運動耦合方程，利用 Comsol Multiphysics 有限元數(shù)值模擬軟件進行了不同注氣壓力和不同滲透率條件下的注二氧化碳驅(qū)替甲烷數(shù)值模擬。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果趨勢吻合，驅(qū)替效果良好。注氣壓力和滲透率顯著影響驅(qū)替效率，注氣壓力提高導(dǎo)致二氧化碳突破出氣口和置換完成的時間縮短；滲透率越低置換所需時間越長，驅(qū)替進展越緩慢。