煤层气在煤层中的流动属于流体力学的问题。煤层气渗流力学是一门新兴学科,它是由采矿科学、煤田地质学以及渗流力学等学科互相交叉、渗透而发展起来的。　　 如何提高低渗透性煤层中煤层气开采时的单产量是目前国内外煤层气开采急需解决的关键问题之一。注气置换驱替是提高煤层气采收率的有效途径之一。在注气过程中,需要熟悉储层压力以及煤岩内部的孔隙结构的变化,这样才能更好的实现向煤储层注气驱替的模拟,此外还模拟了不同外部因素对驱替效果的影响。　　 应用ECLIPSE进行数值模拟,建立与物理实验等体积的模型,对注入CO2后CH4产量、CO2注入量进行敏感分析,分析结果表明:注入压力越高、煤层气含气浓度越大、煤岩渗透率越大对于注气驱替的效果越好。　　 在实验室原有的带有煤粉收集器的三轴渗透仪测定实验设备基础上,根据本实验需求下添置了其他相应的测定系统:气相色谱仪和集气系统,这样可以通过集气系统量取驱替出的煤层气的体积,通过气相色谱仪可以测定混合气体的组分含量,同时可以了解到在不同时刻二氧化碳对煤层的穿透力大小,侧面反映了煤层对二氧化碳的吸附力大小。置换驱替实验主要是研究煤岩在注气后不同因素对注采量的影响规律;在不同时刻,甲烷的产出量、二氧化碳的注入量以及甲烷的体积百分含量变化曲线。为了更好的得到注气后煤层气的渗流规律,我们对注入压力和渗透率这两个影响因素进行了分析。　　 本文通过对实验结果的分析得到:甲烷的解吸量不仅与煤岩渗透率、含气量有着密不可分的关系,从外部因素来看,注入压力以及置换时间也对渗流规律存在着影响,通过实验结果的分析,可以将最优的开采技术应用于现场以实现在成本最低、外部环境最优的情况下,达到最优开采的目的。