由于我國的煤層地質(zhì)條件復(fù)雜、滲透率低，導(dǎo)致了煤層氣回收率不高，急需一些措施來改善煤層氣的現(xiàn)狀。現(xiàn)如今，水力壓裂是常用的方法，但考慮到水力壓裂對不同儲層的影響以及壓裂液對儲層和地層的污染，其他方法也在積極探索。注氣是提高煤層氣采收率的一種有效途徑。常用的驅(qū)替氣體主要為二氧化碳和氮氣，煤對二氧化碳的吸附能力強于甲烷，但二氧化碳吸附易引起氣脹導(dǎo)致滲透率顯著下降，適合于高滲透儲層。相對而言，煤對氮氣的吸附能力弱于甲烷，但注氮氣對低滲透儲層的氣脹作用有限，所以更適合低滲透儲層。前人研究表明，注氮能在宏觀上提高煤層氣采收率，但缺乏微觀上動態(tài)變化的研究。
常用的流量檢測和氣相色譜分析法，無法直接觀察注入氮氣和不注入氮氣時不同孔徑內(nèi)甲烷和水含量的動態(tài)變化。而低場核磁共振(lf-nmr)是一種非侵入性的實時監(jiān)測多孔介質(zhì)中流體氫原子含量的實驗方法，可彌補傳統(tǒng)方法的缺陷。本文利用lf-nmr方法實時監(jiān)測注入氮氣與不注入氮氣過程中不同孔徑中甲烷和水含量的動態(tài)變化，以探索甲烷和水的流動規(guī)律。