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在国内煤层气资源极为丰富,随着石油等常规能源日益短缺的情形下,大力发展煤层气非常规能源开采事业对我国经济发展、社会进步具有重要意义。因此,基于渗流力学、煤层气排采等相关知识,对煤层气排采进行数值模拟研究,确定产能影响因素,从而确定合理排采强度,为煤层气井高产、稳产提供理论指导,对我国煤层气井合理、有效开发具有一定指导意义。 基于刘家区块复杂地质条件,考虑储层渗透率各向异性,针对煤层气在储层赋存、解吸、扩散、渗流等特征,由动态渗透率模型、煤体变形方程和流体流动方程,建立煤层气排采气—水两相流固耦合渗流模型。 运用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对已建立的流固耦合渗流模型进行仿真计算,研究分析不同压降速率对储层压力和产量的影响规律,从而确定压降速率的最优方案,为使煤层气生产连续、稳定、缓慢的进行提供理论依据。模拟结果表明:压降速率选取对煤层气产能变化有影响。当压降速率一定,随着排采时间的增加,形成以井口为中心逐渐向远处扩展的半椭圆型压力分布云图,且由储层远井区至井口呈现递减趋势;当排采时间一定,随着压降速率的降低,排采压降扩展范围增大,同一压差下的排采时间延长,日产量和累计产量也随之增加,排采后期衰减程度减缓,但排采效果并不是压降速率越小越好,通过对比分析确定最优压降速率为0.01MPa/d。并应用最优压降速率值研究煤层气水平井裂缝参数优化。