煤層氣井排采動態非線性結構特徵及其機理研究

《煤層氣井排采動態非線性結構特徵及其機理研究》是依託中國礦業大學，由陳玉華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：煤層氣井排采動態非線性結構特徵及其機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳玉華
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

煤層氣井排採過程，是依據水文地質條件，制定特定的排採制度，以排水降壓的方式，促使煤層氣通過裂隙系統不斷產出的非線性過程。因此，探索在不同水文地質和裂隙系統條件下煤層氣井產水、產氣過程的非線性動態變化機理，對於建立穩產排採制度具有重要意義。目前常用數值模擬方法和回歸分析方法難以揭示煤儲層地下系統的非線性特徵及演變規律。為此，本項目擬採用相空間重構和非線性時間序列方法，揭示不同煤儲層水文地質單元內產水量非線性結構特徵，分析產水量與其他排采參數非線性結構特徵隨排採過程演化的對應關係，建立煤層氣井排采動態參數時間序列預測模型，進而探索排采參數的非線性演變規律及機理。研究成果有助於深刻認識煤層氣排採過程中的煤儲層流體滲流變化特徵和規律，並為建立合理的穩產排採制度提供科學依據。

結題摘要

煤層氣井排採過程，是依據水文地質條件，制定特定的排採制度，以排水降壓的方式，促使煤層氣通過裂隙系統不斷產出的非線性過程。因此，探索在不同水文地質和裂隙系統條件下煤層氣井產水、產氣過程的非線性動態變化機理，對於建立穩產排採制度具有重要意義。本項目在收集研究區資料的基礎上，對研究區資料進行了整理。在對排採過程的認識的基礎上，歸納了影響排採過程的關鍵參數。通過對研究區構造地質、水文地質和煤儲層滲透率等參數分析，揭示了該研究區基本地質條件。也分析了不同條件對排采曲線的影響。利用GIS手段對關鍵參數進行疊置分析，確定不同綜合條件的分區。選擇了分區內典型煤層氣井，通過實例排采井數據說明排采曲線的實際產出階段和形態。通過對煤層氣井排采控制的理論模型（氣水兩相流方程）的研究，對影響曲線形態的關鍵參數進行了模擬研究和分析，揭示關鍵參數對曲線形態的影響。採用經驗模特分解和互譜分析方法，揭示不同煤儲層水文地質單元內產水量非線性結構特徵，分析了產水量與其他排采參數非線性結構特徵隨排採過程演化的對應關係。結合混沌時間序列和RBF網路，利用相空間重構中求得的嵌入維數確定輸入神經元個數，融合RBF網路特徵預測了煤層氣產氣量。為實現控制方程和時間序列的融合，建立了氣水兩相方程和混沌時間序列預測方法，並利用實例進行了分析。為實現對排採過程曲線的分析和套用，利用計算機語言開發了煤層氣排采參數曲線非線性分析軟體，其中軟體包括利用動力學方程參數產生基本產出曲線的功能，以及利用非線性方法分析產出曲線關係的功能模組。