我国西南地区煤层气资源丰富,煤层层数多且煤层薄,煤层含气量高,是我国中长期煤层气开发的重点有利区。如果能有效的进行多煤层合采,将对多煤层地区合层开发提供宝贵的经验和指导意见。本文以重庆松藻矿区为研究对象,研究了其多煤层发育特点及资源潜力;结合室内物理实验,分别研究了煤层原始裂隙和改造裂隙条件下,煤岩吸附渗流特性的变化机理;深入分析了由储层能量和导流能力差异引起的多煤层合层排采层间干扰机理,对研究区合层排采可行性进行了分析。利用数值模拟技术,在历史拟合修正储层参数的基础上,对研究区煤层气井合层开发产能进行了预测,并进行了合采产能的参数敏感性分析;利用产量预测结果,结合经济评价参数和指标,对多煤层合层开发的经济效益进行了研究,包括研究区煤层气井合层开发经济效益的研究,并从经济效益的角度,通过储层参数敏感性分析,论证了多煤层条件下扩展非主力煤层进行合层开发的必要性。研究表明:研究区二叠系龙潭组含煤岩系构造条件较简单,区内发育泄湖-潮坪-碳酸盐岩台地沉积体系,煤层顶、底板封盖条件较好,具备有利的煤层气保存条件。煤岩为高阶无烟煤,生气能力良好。龙潭组煤层间距小,煤层厚度薄、层数少,煤层含气性良好,具备较良好的资源基础。通过对研究区煤样的吸附渗流实验研究发现支撑裂隙对吸附性能基本无影响,但能够显著改善煤层渗透率多达2~3个数量级,具体改善程度与加入支撑剂的类型相关。同时,支撑裂缝改变了渗透率随应力应变的变化规律。具体来说,使煤样在增加同样的有效应力下,渗透率减小量降低。也就是使煤样裂隙的可压缩性降低。这一特点将改善煤层排水降压阶段发生的储层伤害现象。同时,支撑剂颗粒分布对渗流特性有一定影响,因为稀疏放置的单层支撑剂渗透率结果与紧密分布的多层支撑剂渗透率相当。多煤层合层排采时,由于各层储层性质差异的存在,排采时层间干扰现象不可避免。层间储层性质差异越大,层间干扰现象越严重。储层能量差异和导流能力差异是引起多煤层排采层间干扰的最重要因素,主要包括储层压力梯度和临储比差异的影响,煤层导流能力即渗透率差异可能改善或加剧这种层间干扰现象。在进行合层排采产层组合及优选时,应在满足一定资源丰度的前提下,综合储层能量与导流能力进行产层组合。同时需要考虑煤层可改造性难易程度,尽可能避开结构破碎的构造煤以及与强富水性顶底板联系紧密的煤层,避免其对后期压裂改造工程的不利影响。针对研究区煤层气井的排采情况,利用数值模拟软件SIMED II,开展了合层排采历史拟合和产能预测的数值模拟工作,拟合结果显示开采各煤层储层能量较统一,不同煤层段渗透率差异较大。对研究区QC-X井各煤层段的产气潜能预测结果表明合层开发可以显著提高产量,主力煤层M8煤层单采时,峰值产气量仅1460m~3/d。合层开发方案峰值产气量可达2220~2370 m~3/d。增加M7煤层产量增加最为明显,第一煤层段M6M7和第三煤层段M12作为扩展煤层的加入对产量提升不明显。利用敏感性分析半定量研究了各储层参数对多层合采煤层气井产能的影响,不同参数影响生产阶段不同,其中解吸压力、裂隙孔隙度、煤层渗透率、煤层厚度影响全阶段,即排水降压阶段、稳产阶段和递减阶段。利用贴现现金流法对研究区合层开发煤层气井进行了经济评价,结果表明该井单煤层M8开发方案和5层煤层M6-1M6-2M7M8M12合层开发方案不具有经济可行性,多煤层开发方案提高了煤层气井的经济效益,但并不是开发层数越多越好。对于QC-X井而言,第二煤层段M7、M8合层开发方案经济效益最优,可获得最大的净现值,最高的内部收益率和最短的投资回收期。因此针对合层开发,不能盲目进行,需要产能和经济可行性综合分析才能获得最大的经济效益。并进一步分析了一般情形下,对于不同储层参数条件,多层合采与单层开发的经济效果。研究表明,大多数情况下,多层开发获得比单层开发更好的盈利能力。但当扩展煤层解吸压力(或含气量)和储层渗透率太低时,即使产气量有所提高,多层合采的经济吸引力要小于单层开发。因此,煤层气多层合采不能盲目进行,需要在合理的产层组合及优选基础上,通过产量预测计算的经济效益辅助于开发方案的决策。