考慮動邊界的煤層不定常滲流研究

《考慮動邊界的煤層不定常滲流研究》是依託北京科技大學，由劉文超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：考慮動邊界的煤層不定常滲流研究
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：劉文超
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

研究準確的能綜合反映煤層氣開發過程氣體運移機理與低滲煤層滲流特徵的不定常滲流模型，可以為煤層氣的試井與數值模擬技術提供堅實的理論基礎。本項目進行的模型研究擬綜合考慮低滲煤層中的氣體基質解吸、氣體向裂隙擴散、基質收縮引起煤層滲透率變化、煤層壓力敏感性、氣體滑脫效應以及啟動壓力梯度的影響；並根據煤層氣開採的產出狀況、煤層氣采出機理以及儲層壓力的動態特徵，將整個煤層氣排採過程詳細劃分為早期、中期和晚期三個典型的排采階段，從而建立不同排采階段下的煤層不定常滲流數學模型，這些模型包括考慮動邊界的單相水滲流模型、考慮動邊界的氣/水兩相滲流模型以及單相氣滲流模型。擬採用基於空間坐標變換的穩定有限差分方法對考慮動邊界的煤層不定常滲流模型進行數值求解；並利用相似變數變換方法所求精確解析解驗證數值計算結果的正確性，依靠生產數據擬合驗證所建數學模型的有效性。

結題摘要

首先，本項目研究了考慮啟動壓力梯度的低滲透多孔介質滲流動邊界模型的精確解析與數值求解方法，並對數值算法計算程式的有效性進行了嚴格測試。在此基礎上，進一步研究了對應煤層氣開發的排採過程中三個不同排采特徵階段的低滲透煤層氣的不定常滲流模型，包括煤層氣排采早期階段的單相水滲流動邊界模型、排采中期階段的氣、水兩相滲流動邊界模型和排采末期階段的單相氣滲流模型。滲流模型綜合考慮了煤層氣排採過程中煤層壓降區域內吸附氣的解吸作用、煤層滲透率變化、低滲煤層中滲流存在啟動壓力梯度、氣、水兩相流、井筒儲集、表皮效應等影響因素。這些滲流模型均採用了穩定的全隱式有限差分方法進行數值求解，進而獲得了對應不同滲流模型下的井底壓力與壓力導數回響曲線以及地層壓力分布曲線圖版，並分析了各滲流參數的敏感性影響。這些研究結果為非常規氣藏滲流規律在生產數據分析中的套用提供了理論基礎。最後，還進一步研究了基於反褶積的單相煤層氣滲流模型在生產數據分析的實際套用。