煤层气单井开采数值模拟的研究

对煤层气的流动机理进行了分析。结果表明,煤层中的甲烷气主要以吸附的方式储集在煤基质中,煤层割理系统提供渗流通道。煤层气在煤基质中的中吸附遵循朗格缪尔等温方程;煤层气由煤基质向割理系统的扩散遵循ＦＩｃｋ第一定律;煤层气在割理系统的流动循环达西定律。借鉴美国现有模型,结合我国现场实际情况,建立了二维煤层气垂直井的非平衡拟稳态井底渗流数学模型。现场实例模拟计算表明,该模型用于煤层单井数值模拟。     

山西柳林泉裂隙发育区溶质运移三维数值模拟

通过野外调查和对几个代表性的碳酸岩露头的实际裂隙测量,得到了山西柳林泉地区岩溶含水岩组中的隙分布规律,在此基础上建立了反映泉区实际情况的三维可混溶淀粉 运移模型,模型用于描述柳林泉区地下水中Ｃｌ＾－的运移行为,模拟效果良好,模型拟合阶段水头和Ｃｌ＾－浓度的计算值与观测值误差绝对值的平均值为０．３６ｍ、６．５ｍｇ／Ｌ;模型检验阶段水头和Ｃｌ＾－浓度的计算值与观测值误差绝对传的平均值分别为０．４９ｍ、６．３ｍｇ／Ｌ。所有结果显示两者基本一致,说明所建型是可靠的,可以用于实际,据此用所建模型预报了柳林泉地区柳林电厂水源地投入使用后咸水入侵的可能性。     

煤层气洞穴完井顶板塌落数值模拟研究

针对我国主要煤层气产区的煤层埋深、煤层厚度、煤层及顶板岩石力学特性,对不同埋深和煤层厚度条件下的裸眼洞穴使用有限差分方法进行了数值模拟.计算结果表明,造成洞穴顶板塌落的主要力学因素是垂直地应力与水平地应力之差,可由侧压系数来描述;顶板破坏形式为洞周剪切破坏;煤层厚度对其影响较小.     

煤层气注井开采数值模拟

为了研究影响煤层气井产量的主要因素,利用有限元方法分别对单井、多井开采煤层气以及考虑源汇问题进行了数值模拟.考查多井开采煤层气时引起的井群干扰对煤层气压力场的影响,结果表明:离中心井越近的井,对产气量越有益.该成果对实现我国煤层气的规模开采具有一定的参考价值和指导意义.     

零维煤层气模拟软件的研制

提出了煤层气井水产量的拟压力解公式，气水产能比公式，得出气水两相双直线段式的相渗规律。在此基础上，结合Ｊ．Ｐ．Ｓｅｉｄｌｅ等人提出的煤层气井气产量拟压力解公式，根据物质平衡原理，研制出了一个零维的煤层气藏模拟软件，并作了实例模拟与分析。该软件在煤成气井的整个开采期内都适用。     

煤层气单井开采数值模拟的研究

对煤层气的流动机理进行了分析。结果表明 ,煤层中的甲烷气主要以吸附的方式储集在煤基质中 ,煤层割理系统提供渗流通道。煤层气在煤基质中的吸附遵循朗格缪尔等温方程 ;煤层气由煤基质向割理系统的扩散遵循Fick第一定律 ;煤层气在割理系统的流动遵循达西定律。借鉴美国现有模型 ,结合我国现场实际情况 ,建立了二维煤层气垂直井的非平衡拟稳态井底渗流数学模型。现场实例模拟计算表明 ,该模型能够用于煤层气单井数值模拟。     

沁水盆地FZ煤层气井网三维数值模拟

在建立山西省沁水盆地FZ煤层气井网煤层气运移产出地质概念模型的基础上,采用Langmuir等温吸附定律,Fick第一定律和多相渗流理论建立了与之相适应的三维数学模型,并根据2000年11月1日至2002年3月16日的气、水排采资料,通过历史拟合计算,校正、识别了模型中的有关重要参数,验证了模型的计算精度,预测了各煤层气井未来20年的气、水产量动态变化特征.     

松藻矿区煤层气开发利用前景研究

松藻矿区是渝南黔北地区的高瓦斯矿区,截止到2005年,煤炭资源量约16.89×108t,煤层气资源量为252×108m3,煤层气资源量非常巨大。多年来松藻矿区一直致力于瓦斯抽放工作,并有完好的瓦斯抽放系统,具有良好的煤层气开发的基础条件。通过对松藻矿区煤层气赋存状况、含气性、煤层物性特征的研究,结果表明,松藻矿区煤层气成藏条件好,煤层渗透率较高,有良好的市场条件,具有广阔的开发利用前景。     

考虑采动影响的煤层气储层数值模拟方法研究

为了实现采动条件下煤层气开发模拟优化,采用动态虚拟井随采动工作面一起推进表征采动过程中工作面对邻近煤层物质交换的影响。利用变渗透率场实现工作面推进过程中邻近煤层的渗透率场的变化,通过随采动工作面推进的虚拟井与变渗透率场耦合作用实现采动条件下煤层气模拟。模拟结果与矿场实际监测数据较为吻合。     

低浓度煤层气多孔射流扩散燃烧的数值模拟

采用k-ε湍流双方程模型、非预混燃烧模型和P1辐射传热模型,对低浓度煤层气扩散燃烧过程进行了数值模拟。比较了不同结构形式和不同射流参数对低浓度煤层气燃烧过程的影响。结果表明:燃气喷口与燃烧空间中心轴线的距离、燃气向空气偏转角度、空气和燃气的速度比对煤层气扩散燃烧有很大影响。当燃气喷口与中心的间距为30mm,燃气向空气偏转角度为45°,空气和燃气的速度比为2时,燃烧效果较好。     

新集矿区煤层气地面开发技术探讨

作为国家煤层气示范开发区,针对新集矿区的地质条件及煤层气储存特点,选用地面垂直井开发煤层气的工艺技术,通过开发试验现场的“1+3”井组工程的三口试生产井,成功地产出了煤层气,获得了单井最大日产气量3 728 m3,排采三年后日产气量仍维持1 000m3.对其中的钻井、储层保护、水力压裂、排水、采气方面的关键技术的研究和...     

考虑基质收缩效应的致密煤储层数值模拟

我国煤层普遍属于低渗透储层,尤其埋深在千米以上的煤层更属于致密多孔介质.低渗透气藏中的气体渗流具有明显的滑脱效应,同时煤基质收缩效应对煤层渗透率的影响也是不容忽视的.本文考虑致密煤层中气体滑脱效应和基质收缩效应的影响,建立了三维、非平衡吸附拟稳态条件下煤层气-水两相流动的数学模型和全隐式数值模型,并编制程序进行模拟计算.模拟结果表明:致密煤层气藏开发过程中,气体滑脱效应和基质收缩效应对煤层气井的产能影响十分明显,考虑这两种效应影响时预测产气量普遍比未考虑时要高,其中基质收缩效应的存在可使预测的累积产气产量增加12.2%.     

测井资料在和顺地区煤层气评价中的应用

本文分析了由于煤储层岩性的复杂性、物性的非均质性及含气的隐蔽性导致的煤层气测井解释面临的困难,展示了和顺地区测井评价在煤层气储层划分、工业组分分析、含气量计算、弹性模量计算、压裂效果分析等方面取得的成果,提出了解决煤层气非均质、非线性储层评价问题的一些思路。     

开平—涧河地区煤层气赋存特征及有利区预测

通过对开平—涧河地区煤层的分布、显微组分、煤级、煤相、煤岩显微裂隙分析及试井物性分析,明确了该区的煤层气赋存、生气的地质条件以及煤层的物性特征。在此基础上对开平—涧河地区的不同深度、不同区带的煤层气资源量进行估算,划分并预测了煤层气资源分布的有利区。研究表明,该区煤层气估算总资源量为1 656.32×108m3,煤层气最有利分布深度带在750~1500 m范围内,其资源量为312.82×108m3;两个Ⅰ类勘探最有利区为开平向斜的东南翼,其次为西北翼;Ⅱ类有利区为埋深在500~750 m的开平向斜两翼,以及埋深小于1 500 m的西河凸起;Ⅲ类远景区为开平向斜轴部和涧河地区。     

煤层气的开发概述

本文主要介绍了煤层气,煤层气的开发意义,煤层气的开采、净化及增产技术,分析了我国煤层气的开发现状及存在的问题和难题,并从国外煤层气的开发利用状况中得到启示。     

深海采矿长管线系统布放过程的数值仿真

运用非线性有限元方法,将深海多金属结核开采系统的扬矿硬管、扬矿泵、中间仓和扬矿软管等部分等效为不同属性的管单元,建立了1000 m水深海洋试验系统扬矿子系统的有限元分析模型;采用Morison公式计算了水下管线的液动力载荷.基于该模型,进行了长管线系统布放过程的动力学数值模拟,得出了在不同布放操作模式下扬矿子系统的各种动态响应,尤其是软管初始构形的动态形成过程;仿真显示了在某些布放操作模式下,软管缠绕现象发生的全过程.研究结果表明:集矿机着底后,在下放硬管的同时,应通过集矿机的运动使软管尽早地形成马鞍形,以有效地消除缠绕现象.     

深井开采回采顺序数值模拟优化研究

采用大型矿业软件Datamine构建了冬瓜山矿的地表、岩层、矿体及块段模型;研究了Datamine块段模型与Flac3D计算模型的数据结构、耦合模式及方法,成功地将块段模型转换成数值计算模型.针对冬瓜山深井缓倾斜矿体复杂的开采技术条件,并考虑日产万吨生产能力和主要回采次序要求,设计了两种可行的回采顺序模拟方案,开展了冬瓜山深井开采回采顺序的数值模拟优化研究,分析了不同方案应力、位移和塑性区的分布规律,提出了优化的回采顺序方案.     

煤层气缝网压裂技术研究

为解决煤层气活性水改造效果差的难题,基于煤层发育被方解石充填的天然裂缝网络、压裂液滤失量大的特性,提出了新的缝网压裂思路,研制与煤层相适应的复合压裂液体系。潜在酸压裂液酸蚀充填矿物,使裂缝恢复畅通,形成相连通的复杂裂缝网络;清洁压裂液携砂,支撑压开的裂缝。探讨了该思路的可行性和优势,以及与页岩气、砂岩气缝网压裂的区别。分析了沁水盆地南部3号煤和15号煤地质特征,研制了相应的潜在酸压裂液和清洁压裂液,形成"潜在酸酸蚀裂缝充填矿物,清洁压裂液携砂"的缝网压裂技术。与常规活性水压裂对比表明,3号和15号煤层缝网压裂产量高,见气普遍更早。3号煤压裂支撑剂用量更少,15号煤煤层气开发取得历史突破。实践表明煤层气缝网压裂具有可行性。