深层高阶煤层资源潜力大,但具有“强吸附、难解吸”的特点,常规开发方式难以实现效益动用。与化学驱、热力驱等其他提高采收率技术相比,CO₂-ECBM(CO₂地质封存及强化煤层开采)技术具有节能减排和提高煤层气采收率双重效益。为明确CO₂吸附、解吸特性,论证CO₂-ECBM技术提高深层高阶煤层气采收率可行性,助力深层高阶煤层气产能释放,以沁水盆地晋中地区为研究对象,开展深层高阶煤层CO₂吸附、解吸特征研究实验。研究结果表明,随着平衡压力的增加,煤层对CH₄的吸附量逐渐增加,而受煤层孔裂隙发育特征及CO₂特征影响,煤层对CO₂的吸附量呈先持续上升再在临界压力附近骤降后大幅上升的特征。深层高阶煤层对CO₂的吸附能力约为CH₄的2~5倍,超临界CO₂在煤层中的吸附能力更强,CO₂的敏感解吸压力为CH₄的3/4,且吸附于煤层后,CO₂呈现出明显的吸附、解吸滞后特征,大比例CO₂以吸附封存和残余封存形式滞留在煤层中无法脱附,成为实现大规模封存CO₂和替换CH₄的有利条件。通过实验结果分析,明确了深层高阶煤层气开展CO₂-ECBM具备大幅提高采收率的可行性。矿场应用中,可通过超前注气、加大注入压力等方式提高气藏压力水平,提升竞争吸附效率,同时低敏感解吸压力也表明注入CO₂后返排率较高,需考虑CO₂循环利用。