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《西南石油学院》 2004年
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煤层气储层数值模拟研究

付玉  
【摘要】:大量实验研究和现场应用证实了煤层气藏开采过程中经历解吸、扩散、渗流过程,储层孔隙度和渗透率随压力变化。而经典渗流规律不再适用于煤层气复杂流动特征和储层地质特征,针对其局限性,建立了一个合理的、能正确反应煤储层孔隙度和渗透率变化的煤层气储层数学模型。 本文基于国内外文献调研,分析了煤层气储集、运移和产出机制,针对煤层气开采经历的解吸、扩散、渗流等复杂流动过程,建立了三维、双重介质、气-水两相数学模型,该模型考虑了非平衡拟稳态吸附、煤层气解吸后煤基质收缩变化对储层物性参数的影响:计算煤层气井产量时,推导出压裂水平井的产能公式,公式考虑了煤层气储层非均质性、裂缝部分穿透储层、裂缝条数等因素对水平井产能的影响。该模型采用IMPES方法数值求解,并借助计算机技术开发了具有友好界面的煤层气储层数值模拟软件CBM-RS1.0,实现了数学模型的数值求解和计算机求解,应用该模拟器研究了煤基质收缩对储层孔隙度、渗透率和井产能的影响,分析了基质收缩模型的敏感性,对比了压裂水平井和直井开采煤层气的效果。主要研究成果: 1 基于固体变形理论与固体表面能理论,建立煤基质收缩或膨胀变形与煤裂隙渗透率和孔隙度关系的数学模型。该模型避免了直接用煤体收缩系数和ε_l/β来计算储层孔隙度和渗透率所引起的误差。 2 基于位势理论和叠加原理,建立煤层气储层压裂水平井产能计算模型。该模型考虑了煤层气储层非均质性、裂缝部分穿透储层、裂缝条数等因素对水平井产能的影响。 3 建立三维、双重介质、气—水两相煤层气储层模拟的数学模型,模型考虑了非平衡拟稳态吸附、煤基质收缩对储层孔隙度和渗透率的影响,并进行数值求解。修改黑油模拟程序BOAST Ⅱ源代码,发展了一个煤层气模拟器,该模拟器突破目前大多数煤层气模拟软件不能考虑煤基质收缩影响所存在的局限性。 4 采用可视化编程工具Compaq Visual Fortran 6.5和Visual Basic 6.0开发煤层气储层模拟器主程序及应用界面,运用相关软件对计算结果进行处理。
【学位授予单位】:西南石油学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TD84

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 田炜;孙晓飞;张艳玉;李卫东;孙仁远;;无因次产气图版在樊庄煤层气产能预测中的应用[J];煤田地质与勘探;2012年04期
2 杜志敏;付玉;伍勇;;低渗透煤层气产能影响因素评价[J];石油与天然气地质;2007年04期
3 屈平;申瑞臣;袁进平;庄晓谦;吴国民;周裕京;;煤储层的应力敏感性理论研究[J];石油钻探技术;2007年05期
4 付玉;郭肖;杜志敏;刘成林;;分子扩散对枯竭油藏型地下储气库动态的影响[J];西南石油大学学报;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杜春志;煤层水压致裂理论及应用研究[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 吴百烈;煤层气井水力压裂几何参数优化设计[D];中国石油大学;2011年
2 郑军;煤层气储层敏感性实验研究[D];成都理工大学;2006年
3 孙维吉;不同孔径下瓦斯流动机理及模型研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
4 高秋红;煤层气开采流入动态特性研究[D];中国石油大学;2010年
5 杨东根;煤心刻度测井技术及测井响应特征研究[D];中国石油大学;2010年
6 孔庆利;煤层气在双孔介质中解吸及渗流机理研究[D];东北石油大学;2012年
7 李凤颖;煤岩力学性质的离散元数值模拟及应用探讨[D];成都理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 李斌;煤层气非平衡吸附的数学模型和数值模拟[J];石油学报;1996年04期
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8 岳晓燕,谭世君,吴东平;煤层气数值模拟的地质模型与数学模型[J];天然气工业;1998年04期
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10 付玉,郭肖,龙华;煤层气储层压裂水平井产能计算[J];西南石油学院学报;2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金学玉;瓦斯“截流抽放”快速揭煤法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
2 张霖;;桃园矿高位钻孔瓦斯抽放参数优化研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
3 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
4 汪义国;;近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
5 蔡如法;童校长;;穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
6 李效军;王立功;;刘桥一矿瓦斯地质规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
7 禹业挺;余陶;邓中;肖峻峰;;突出煤层穿层钻孔增透强化抽采瓦斯消突效果研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期
8 王建省;两相热渗流与多孔介质耦合作用研究[J];北方工业大学学报;2001年03期
9 王泰;低瓦斯矿井瓦斯排放的方法选择[J];北京工业职业技术学院学报;2003年01期
10 李多丽,关平;中国油气二次运移的研究现状及展望[J];北京大学学报(自然科学版);2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周新良;罗文柯;刘寿兰;陈小辉;;顺层长钻孔抽采瓦斯抽采半径数值法与钻孔负压法的对比分析研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 杨润全;;深井中厚煤层突出预测敏感指标临界值研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
4 常先隐;;远距离下保护层开采瓦斯治理效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
5 刘宜平;杨业新;蔡东红;华海洋;;大采高跨上山综采工作面瓦斯综合治理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
6 武光辉;石军宏;何涛;;高瓦斯矿井立井井筒快速揭煤实践研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
7 张进军;刘宁川;昝军才;;大佛寺煤矿掘进工作面卸压松动圈范围的确定[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
8 田永东;;煤矿区采煤采气一体化技术及其对设备的要求[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
9 王丁;刘长武;王东;徐煜航;;大断面地下工程瓦斯灾害人工统计监测及预防[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
10 施式亮;何利文;宋译;刘影;;基于混沌与神经网络耦合模型的回采工作面瓦斯涌出时序分析与预测[A];中国职业安全健康协会2008年学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
6 杨侃;岩石微孔隙中气体吸附、链状分子运移的计算模拟及其油气地质意义[D];南京大学;2011年
7 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
8 李玉梅;朝阳沟油田朝5北井区裂缝性储层建模与剩余油定量评价[D];中国地质大学(北京);2011年
9 张松航;煤储层气体运移特征和CO_2-ECBM数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 陶树;沁南煤储层渗透率动态变化效应及气井产能响应[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭柯;陶二井田瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
2 曹卫斌;五阳矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
3 鲁来祥;煤巷高冒区松散煤体自燃模拟分析及防治技术[D];河南理工大学;2010年
4 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
5 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
6 赵萌;长虹井田瓦斯地质规律及区域突出危险性预测[D];河南理工大学;2010年
7 潘少杰;新安煤田瓦斯赋存规律与突出区域预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
8 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
9 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
10 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺少辉;裂隙岩体核素迁移的稳态时间模型[J];北方交通大学学报;2001年01期
2 岳晓燕;利用测井资料计算煤层气单井控制地质储量[J];测井技术;1999年05期
3 侯俊胜,黄智辉,汪嘉联;测井多参数模糊综合评判和灰色综合评判的对比分析[J];测井技术;2000年01期
4 侯俊胜,尉中良;自组织神经网络在测井资料解释中的应用[J];测井技术;1996年03期
5 柳孟文,李能根,赵文光,王海华;煤层气综合评价技术初探[J];测井技术;1999年02期
6 高绪晨,张炳,羡法;煤层工业分析、吸附等温线和含气量的测井解释[J];测井技术;1999年02期
7 冷雪峰 ,杨天鸿 ,国怀专 ,李连崇;单孔岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];世界有色金属;2002年10期
8 牟凯;李勇明;郭建春;;压裂缝高控制技术与通用设计计算方法[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2009年04期
9 龙广成,周筑宝,谢友均;混凝土断裂尺寸效应律的探讨[J];长沙铁道学院学报;1999年04期
10 徐涛,唐春安,张哲,张永彬;单轴压缩条件下脆性岩石变形破坏的理论、试验与数值模拟[J];东北大学学报;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯西桥;脆性材料的细观损伤理论和损伤结构的安定分析[D];清华大学;1995年
2 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 谢兴华;岩体水力劈裂机理试验及数值模拟研究[D];河海大学;2004年
4 王起新;阜新盆地煤层气储运规律及资源预测研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
5 冯增朝;低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D];太原理工大学;2005年
6 杜卫平;薄层多层压裂应力剖面与压裂裂缝形态研究[D];西南石油学院;2005年
7 文玉莲;裂缝性油藏注气开发分子扩散行为研究及数值模拟[D];西南石油学院;2005年
8 罗天雨;水力压裂多裂缝基础理论研究[D];西南石油大学;2006年
9 梁正召;三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究[D];东北大学;2005年
10 唐巨鹏;煤层气赋存运移的核磁共振成像理论和实验研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗克勇;煤层气水平井排采控制研究[D];西安科技大学;2011年
2 高博禹;碳酸盐岩储层应力敏感性研究[D];成都理工大学;2002年
3 王国庆;岩体水力劈裂试验及裂纹扩展的无单元法计算[D];河海大学;2004年
4 郭大浩;煤层气井数值模拟研究[D];成都理工大学;2004年
5 谢建林;煤孔径结构以及表面特性对煤吸附甲烷性能影响的研究[D];太原理工大学;2004年
6 张占存;水份对煤的瓦斯吸附特性影响的实验研究[D];煤炭科学研究总院;2004年
7 刘登峰;煤层气井压裂施工资料反演岩石力学参数及压后产能预测研究[D];西南石油大学;2006年
8 张亚蒲;煤层气数值模拟技术应用研究[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2006年
9 孙维吉;不同孔径下瓦斯流动机理及模型研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
10 孙立东;煤层气储层渗透率演化过程模拟研究[D];中国石油大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李波;张景松;姚宏章;魏利军;董旗;高飞;;高压脉动水力锤击煤层注水技术研究[J];矿业安全与环保;2011年02期
2 张晓伟;余加正;刘俊龙;;定向压裂增透技术在二~1煤层中的应用[J];华北科技学院学报;2011年03期
3 夏德宏;张世强;;注CO_2开采煤层气的增产机理及效果研究[J];江西能源;2008年01期
4 王英;孙雷;陈亮;叶雪松;苏丹;;致密砂岩油藏注气非混相驱物质平衡及渗流机理研究[J];油气藏评价与开发;2011年03期
5 霍少磊;;新疆煤层气开发相关技术问题探讨[J];煤;2011年05期
6 屈平;申瑞臣;付利;王子健;;煤层井壁稳定的时间延迟效应探讨[J];煤炭学报;2011年02期
7 蔡记华;刘浩;陈宇;肖长波;;煤层气水平井可降解钻井液体系研究[J];煤炭学报;2011年10期
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9 赵明国;刘洋;周海菲;;杏南开发区表外储层压力敏感性研究[J];内蒙古石油化工;2009年23期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 孙晗森;罗陶涛;;基于压汞毛细管压力曲线的煤储层孔隙结构特征研究[A];煤层气勘探开发理论与技术——2010年全国煤层气学术研讨会论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
2 陶树;沁南煤储层渗透率动态变化效应及气井产能响应[D];中国地质大学(北京);2011年
3 李根;基于模拟的水岩耦合变形破坏过程及机理研究[D];大连理工大学;2011年
4 孙维吉;煤渗透和吸附变形规律实验研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
5 杨峰;高应力软岩巷道变形破坏特征及让压支护机理研究[D];中国矿业大学;2009年
6 王亮;巨厚火成岩下远程卸压煤岩体裂隙演化与渗流特征及在瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2009年
7 罗陶涛;沁水盆地煤岩储层特征及压裂增产措施研究[D];成都理工大学;2010年
8 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年
9 朱庆华;深部骑跨采巷道围岩变形力学分析及稳定性控制研究[D];中国矿业大学;2010年
10 赵东;水—热耦合作用下煤体瓦斯的吸附解吸机理研究[D];太原理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘斯佳;基于瓦斯流动理论对瓦斯排放半径确定方法的改进研究[D];河南理工大学;2011年
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3 康园园;煤层气井产量变化规律及产能预测[D];燕山大学;2011年
4 董维武;煤层气储层测井评价方法研究[D];中国石油大学;2011年
5 吴百烈;煤层气井水力压裂几何参数优化设计[D];中国石油大学;2011年
6 罗克勇;煤层气水平井排采控制研究[D];西安科技大学;2011年
7 李玉伟;水力压裂井井眼围岩损伤力学模型[D];大庆石油学院;2010年
8 吴鑫;不同煤粉粒径条件下煤与瓦斯突出模拟实验研究[D];重庆大学;2010年
9 郭涛;钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟[D];重庆大学;2010年
10 牛雪;煤层气吸附解吸性能评价及渗流实验研究[D];中国石油大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 范子菲,方宏长,牛新年;裂缝性油藏水平井稳态解产能公式研究[J];石油勘探与开发;1996年03期
2 郎兆新,张丽华,程林松;压裂水平井产能研究[J];石油大学学报(自然科学版);1994年02期
3 张力,何学秋,李侯全;煤层气渗流方程及数值模拟[J];天然气工业;2002年01期
4 张烈辉,陈军,涂中,冯佩真;用常规黑油模型模拟煤层气开采过程[J];西南石油学院学报;2001年05期
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【相似文献】
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2 段利江;唐书恒;刘洪林;鲁人齐;;煤储层物性对甲烷解吸及采出的影响[J];西安科技大学学报;2008年04期
3 盛建海,苏现波;河南省下二叠统山西组二_1煤煤层气地质特征[J];煤田地质与勘探;1999年06期
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9 冯三利;张遂安;胡爱梅;马方明;张秉铭;丛连铸;吴建光;范华;孙晗森;郭本广;黄圣祥;樊生利;李安启;;煤层气压裂工艺技术研究[A];2003年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目汇编[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 龚砚庆 通讯员 郝拴元;我省专利破解煤层气钻井施工难题[N];河南日报;2011年
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4 本报记者 李萍 本报通讯员 龚奕丹;洁净新能源 还一片蓝天[N];中国国土资源报;2009年
5 记者 王龙飞 通讯员 宋薇;港华煤层气液化项目一期工程投产[N];山西经济日报;2009年
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7 记者 李仑 通讯员 郎亚娟 陈杰斌;山西五家煤层气探采企业被叫停[N];中国煤炭报;2008年
8 本报记者 孙郁瑶;我国大力推进煤层气抽采利用[N];中国工业报;2009年
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10 李治山;我国首次自主煤层气空气反循环动力造穴井试验成功[N];经理日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张群;煤层气储层数值模拟模型及应用的研究[D];煤炭科学研究总院;2002年
2 傅小康;中国西部低阶煤储层特征及其勘探潜力分析[D];中国地质大学(北京);2006年
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4 王起新;阜新盆地煤层气储运规律及资源预测研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
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6 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
7 王敏;基于二维成像测井的裂缝性储层测井评价方法研究[D];中国石油大学;2010年
8 王红岩;山西沁水盆地高煤阶煤层气成藏特征及构造控制作用[D];中国地质大学(北京);2005年
9 熊益学;后碰撞背景下火山岩储层成因机制[D];西南石油大学;2012年
10 李宗田;储层三维电阻率反演成像技术及其在剩余油探测中的应用[D];中国地质大学(北京);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付玉;煤层气储层数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
2 韩保山;废弃矿井煤层气资源开发潜力评价方法研究[D];煤炭科学研究总院;2003年
3 蔡银;辽河油田滩海仙鹤地区储层反演及压力预测研究[D];中国地质大学(北京);2003年
4 宁鹏鹏;准噶尔盆地石西油田石炭系火山岩相与储层特性研究[D];西南石油学院;2003年
5 姚艳斌;基于GIS的华北煤层气资源综合评价[D];中国地质大学(北京);2005年
6 董瑞霞;利用常规测井资料识别低渗透储层天然气藏[D];吉林大学;2004年
7 侯创业;曙光油田曙266区块储层与剩余油分布研究[D];中国地质大学(北京);2003年
8 许国民;沈84—安12块S_3~4段沉积微相及储层非均质性研究[D];中国地质大学(北京);2003年
9 杨翔;数据驱动法在预测储层参数的研究及应用[D];中国海洋大学;2003年
10 于生云;喇嘛甸油田北北块河流相储层流动单元划分[D];大庆石油学院;2004年
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