2.2　二氧化碳驱替煤层气（CO₂-ECBM）

二氧化碳驱替煤层气（简称驱煤层气，CO₂ Enhanced Coalbed Methane Recovery, CO₂-ECBM），是指将CO₂或者含CO₂的混合气体注入深部不可开采煤层中，以实现CO₂长期封存，同时强化煤层气开采的工业过程（图2-3）。驱替煤层气技术是一项有望大幅提高煤层气采收率、缩短开采周期、降低开采成本的新一代CO₂捕集、利用与封存技术。驱替煤层气技术在国际上已经处于工业应用的初期水平，在中国处于技术示范的初期水平。在煤系地层中，普遍存在着不可采的薄煤层或埋藏超过终采线的深部煤层等，这些无法开采的煤层是封存CO₂的一个潜在地质场所。当CO₂注入到此类煤层后，在煤层的孔隙中扩散、渗流、吸附，最终以吸附态、游离态赋存于煤层中。由于CO₂在煤层中的吸附能力比甲烷（CH₄）高，煤体表面对CO₂的吸附能力大约是对CH₄吸附能力的2～10倍。因此，在煤层气的强化开采过程中，注入煤层的CO₂将优先被吸附，CH₄则从吸附态转化为游离态。同时，由于CO₂的注入，孔隙压力增加，将大大增强煤层气的产出率，提高煤层气的回收率。

图2-3　CO₂-ECBM技术示意图