与常规油气藏不同,煤层气开采的主要对象是储存于基质孔隙中占煤层气总量70%-90%的吸附气,煤层气运移产出必须经历“解吸-扩散-渗流”这个相互制约的耦合过程,扩散在解吸与渗流之间发挥着桥梁作用。国内外大量生产实践和煤层数值模拟的研究成果揭示出,扩散速率是影响煤层气可采性的重要因素,在其它储层条件相同的条件下,煤层气扩散速率越快,煤层气井达到产气高峰所需时间越短,开发效益越高。因此,研究不同条件下煤岩中气体扩散行为及其影响因素作用机理,并探寻强化煤层气解吸-扩散速率的有效途径具有重要意义。以宁武盆地太原组9#煤岩为研究对象,利用扫描电镜、低温氮气吸附、压汞法等手段描述了煤岩孔隙结构特征。通过自行设计的实验装置,开展了煤样甲烷解吸动力学实验,研究了煤样含水量、工作液滤液作用、解吸温度、煤样粒度以及煤样热处理对甲烷解吸行为的影响。使用Origin软件对实验数据进行拟合,选取Crank单孔扩散模型求取了不同条件下煤样甲烷扩散系数,定量反映各因素的作用效果。分析了影响因素作用机理,在此基础上提出了强化煤层气解吸-扩散速率的新思路。设计并开展了煤样甲烷解吸动力学实验,求取了不同条件下甲烷扩散系数。结果表明,甲烷扩散系数随煤样含水量增大而不断减小,煤样含水量从0增大到平衡水含量,甲烷扩散系数减小幅度较大,而达到平衡水含量之后,继续向煤样中加入液态水对甲烷扩散系数的影响相对较小。解吸温度越高,煤样甲烷扩散系数越大,以煤样吸附平衡温度(38℃)为基准,与降温解吸相比,升温解吸时甲烷扩散系数对解吸温度变化的敏感性更强。煤样粒度直接反映了甲烷扩散路径长短和阻力大小,煤样粒度越大,基质孔隙中甲烷扩散路径越长,扩散阻力越大,导致解吸-扩散速率减小。评价了工作液滤液对煤样甲烷解吸-扩散行为的作用效果。与模拟地层水相比,工作液滤液作用后煤样甲烷解吸-扩散能力依次为：清洁压裂液B滤液>模拟地层水>钻井完井液滤液>清洁压裂液A滤液>活性水压裂液滤液>离子平衡压裂液滤液>瓜胶压裂液滤液。工作液滤液中固相吸附以及对煤样更强的润湿程度将使煤样中微孔数量增加,孔隙结构更加复杂,减小甲烷扩散系数。而清洁压裂液B滤液对煤样润湿程度与模拟地层水接近,且其具有弱酸性,可以溶蚀煤样孔隙中天然充填物,从而扩大甲烷扩散通道,增强甲烷扩散能力。提出了强化煤层气解吸-扩散速率的新思路。采用储层热处理技术,使近井地带煤岩储层中发生一系列高温物化反应,从而改变煤岩组成和孔隙结构,显著增加大孔数量,增强孔隙连通性。热处理产生的热量还能局部增大储层温度,有效解除液相圈闭,且热处理之后煤岩储层破裂压力降低,为注气开发煤层气创造了有利条件。通过合理布置注采井网,在超破裂压力条件下向热处理后煤岩储层中间歇性注入热CO2/N2,诱发微裂隙产生,使煤层气发生非等温解吸,同时提高储层驱动能量,弱化应力敏感损害。