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基于CO2置换CH4理论，综合考虑影响CO2置换CH4效果的3个因素，运用Box-Behnken实验设计方法，建立CO2置换CH4的数学模型。通过DesignExpert软件生成曲面反应图，并对曲面反应图进行单因素及双因素解吸效果分析，得出各参数对CO2置换CH4效应影响的强弱顺序及交互影响的显著性，其结果依次为渗透率、含水率、含气量，进而对CO2置换CH4效果进行分析。该研究为煤层气提高采收率提供了一个省时有效的分析方法。