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目前模拟煤层气开采过程数学模型主要分为三类，即经验模型，平衡吸附模型和非平衡吸附模型，其中非平衡吸附模型是一种较为完善，能客观反映煤层气开采动态的双孔隙模型。不少献已经建立了煤层气扩散渗流非平衡吸附数学模型，但往往存在模型假定过于简化，个别关键参数难于获得以及采用IMPES方法求解可能引起不收敛现象等不足之和，章发展了一个煤层气储层模拟器用来模拟煤层甲烷气的开采过程，该模拟器采用双重介质网格系统的气水两相数学模型，考虑了煤层气从基质表面进入开采井筒所经历的解吸，扩散和渗流三个过程，基于Fick,Darcy定律以及连续性方程建立了数学模型，对数学模型进行差分离散数值求解，方程中参数项和产量项采用显式处理，求取参数及基质与割理系统质量交换量采用隐式格式处理求解。此外，编写了程序源码建立计算机模型，最后进行实例分析对比，验证了该模型的可靠性和合理性。     

煤层气流固耦合渗流模型求解过程中的参数处理

在对煤层气的流固耦合渗流模型的求解过程中，总体上采用显式交替耦合求解的方法进行，其实现过程为：煤岩变形场方程的求解滞后于煤层气渗流力学模型求解一个时间步。具体来说，首先对有限差分后的流体渗流场方程进行求解，然后将求得的孔隙流体压力增量传递给煤岩变形场方程，煤岩变形场方程将计算所得的体积应变和应力变化再传给渗流模型，据此对物性参数（孔隙度、渗透率、孔隙压缩系数）进行修改，继而进行下一时间步长的计算，如此反复进行，直至结束。流固耦合渗流数学模型采用IMPES方法进行求解中，对于计算过程的非线性问题表现在时间取值问题和空间取值问题两个方面，对此应采用显式方法进行线性化处理。     

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煤中裂隙是煤层气运移产出的通道，对其成因进行探讨是煤层气地质学的重要内容。文章根据宏观和微观观测，发现煤中存在一种流体压力致裂的特殊裂隙，这些裂隙的成因无法用诸如应力场的作用来解释。此类裂隙的形成与煤中流体（液体和气体）密切相关，流体的来源有两类:煤化作用过程中形成的以甲烷为主的流体和补给来的地下水,且以前者为主。当孔隙或裂隙中流体压力大于垂直裂隙(或基质孔隙)壁的正应力时，孔隙或裂隙将沿最大主应力方向延伸、沿最小主应力方向张开；当流体压力降低时扩展终止。流体压力导致孔隙向割理的转化、割理向继承性裂隙以及外生裂隙的进一步扩展。流体压力的集中是周期性的，即流体压力增加—裂隙扩展—压力降低—裂隙闭合，这与烃源岩微裂缝排烃机理类似。     

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本文对我国主要煤田的热演化史类型及含煤盆地进行了分类,论述了主要煤田的热演化史特点。指出煤系的生气、成藏过程与莫霍面深度、构造岩浆带和主要生气期与构造形成期的配置有密切的关系。进而结合生、储、盖、圈、保等条件分析,提出了近期勘探、开发浅层煤成气的优选区。     

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由于煤层结构的特殊性，使得煤层气的测井评价方法有别于常规天然气层的评价方法。针对煤层的物性特点及其储气机理，借鉴国内外煤层气测井评价方面的经验，从灰分组分分析，固定碳含量分析，煤质分析，割理程度的评价，割理孔隙度求取等几方面入手，全面详细地论述了煤层含气量和可采储量的测井评价方法。     

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由于煤层气开采过程中,煤体容易变形, 传统的煤层气井各种测试问题的数学模型都假设渗透率为常数，这对于变形介质煤层的压力空间变化和瞬时变化将产生较大误差.通过考虑煤层的双重介质特征和煤层气的吸附特征及介质的变形，引入渗透率模数建立了变形双重介质非稳态渗流模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的，对于双重介质非稳态渗流模型采用正则摄动法和Laplace变换进行求解，并通过拉氏数值反演得到零阶摄动解。对变形参数和双重介质参数变化时压力的变化规律进行了讨论，用新模型绘制的典型压力曲线将得到更加准确的结果，这些结果为煤层气藏开发提供了理论依据和新的试井模型。     

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安徽淮南煤田西部二叠纪含煤地层中，煤层甲烷含量具有如下规模性变化：纵向上为中，下部高于上部，横上则为中部高，东，西部低，本区煤 变质程度仅达气煤阶段，甲烷含量与煤层埋深之间的下相关关系约在地表下垂深１２００ｍ以浅反映得比较明显，尽管煤甲层烷的封闭条件比较好，但受构造的影响，局部降低了围岩的气密性，并形成了贫，富甲烷区段。     

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湖北省交通经济较发达，能源相对紧张，开发利用省内煤层（成）气资源已十分必要。湖北省主要发育有三套煤系，即下二叠统梁山煤系、上二叠统龙潭煤系、上三叠－下侏罗统香溪煤系。梁山煤系和龙潭煤系煤岩变质程度较高，生气量大，赋存大量以吸附态为主的煤层气，香溪煤系煤质较差，极不稳定，但该煤系暗色泥、页岩发育，演化程度较高，有利于形成煤成气。资源量测算结果表明，煤层气主要分布于黄石、蒲圻、长阳、荆当等矿区；而煤成气资源量以当阳复向斜最大。经综合对比分析，建议蒲圻矿区的双丘井田为煤气首轮试验选区。     

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实践表明,气藏孔隙度和渗透率等重要物性参数随气藏开发不断变化,定量描述和预测这一变化规律有十分重要的实际意义,由于目前尚无有效的解决办法,文章建立了气藏流-固耦合模型,其中考虑了以下因素：气藏岩石变形,地应力变化,气体渗流与岩石应变耦合,导出的控制方程中,因气藏渗流和岩石应变方程互含压力和位移项,非线性强,不能单独求解,用有限差分方法将两组方程离散成主对角占优的七对角矩阵,采用隐式迭代方法求解,通过模型对比和示例分析说明,文章所建模型可广泛用于研究气藏物性参数,应力应变,套管变形,射孔孔眼稳定性,以及气藏出砂和垮塌等工程问题。     

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地应力研究结果可为煤层气评价选区提供重要的资料，对于井下某一煤层，通过测试和计算可得到地应力，地层压力，解吸压力以及据以上基础数据而得出的许多推算值，它们构成了一个复杂的力学系统从而影响煤层气的储存和产出，通常上述数据进行分析时，特别是小汲到不同煤层和不同 煤层之间的对比时，显得相当麻烦。介绍了一种煤层气井地应力评价图解法，可对同一井的不同煤导以及据以上可可对不同地区不同井的煤层按深度将有关的各项     

煤层气开采的二维非平衡吸附模型

由于煤层气工业发展比石油工业晚，故很多方面的研究都借鉴了石油开采的理论，鉴于煤层气开采机理与石油开采有本质的区别，因此煤层气的数学模型相对较油气藏模型要复杂。文章在平衡吸附模型的基础上，进一步研究了煤层气开采的非平衡吸附模型。充分考虑了煤层气的流动特性，并结合煤层气的开采特点，首先根据物质平衡原理以及朗格缪儿等温吸附曲线，建立了煤层气开采的扩散模型；然后结合达西定律，建立了煤层气开采的渗流模型；同时考虑到煤储层特征建立了煤层裂缝的孔隙度和渗透率模型，结合边界条件，形成了完整的煤层气开采的二维非平衡吸附数学模型。     

高气液比气井气液两相节流预测数学模型

Thornhill&Graver模型是计算干气通过气嘴节流的常用数学模型，但许多气井都不同程度地含有液体，正确预测气液两相气嘴节流问题具有重要的实际意义。文章应用稳定流动能量方程，将凝析油气作为复合气体，然后考虑复合气体-水混合物的气液两相节流，提出了用于高气液比气井节流计算新模型。与干气气嘴节流模型相比较，新的气液两相节流模型包含了一含水校正系数。     

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低渗透气藏在我国分布极其广泛,据不完全的统计,其储量已占所有气藏的80％,显而易见开发此类气藏具有重要的现实意义,然而,到目前为止,一般都采用常规气藏的理论来解释低渗透的数据,但往往得不到理想的效果。这是因为低渗透气藏具有常规气藏不具备的特殊性,岩层致密、渗透率极低,气体渗流具有滑脱效应等。针对这种现状,文章在大量的国内外文献调研和实际计算的基础上,从研究氏渗透储层气体渗流的特性出发,建立相应的数学模型,对议程中的系数,内外边界条件进行特殊的处理,得到非线性的差分方程,采用牛顿迭代法求解。通过对川中1口井数据的处理,文中模型及其算法都能较好拟合气井的实测数据,这项工作为解决此类问题找到了一种之行有效的方法,而且,该成果容易推广到多维多相模型中去。     

因相颗粒与油珠侵入地层孔隙的数学模型及模拟研究

油气井产出水的综合治理与利用是中、后期油气田在当前亟待解决的一个重要课题。把油气井产出水回注地层是避免环境污染，利用这一水资源的重要途径。在回注施工设计时，考虑到产出水中包含杂质对地层可能产生的损害是必要的。文章提出的数学模型，可用于油气井产出水回注时预测地层渗透率的变化。模型中对产出水中颗粒与油珠的浓度，以及注入时的流量变化与地层渗透率损害的关系进行了模拟。模拟结果对深入理解产出水回注地层时产生地层伤害的机理是有益的，也为综合治理后利用油气井产出水提供了科学依据。     

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油气井产出水的综合治理与利用是中，后期油气田在当前亟待解决的一个重要课题。把油气井产出水回注地层是避免环境污染，利用这一水资源的重要途径。在回注施工设计时，考虑到产出水中包含杂质对地层可有产生的损害是必要的。文章提出的数学模型，可用于油气井产出水回注时预测地层渗透率的变化。模型对产出水中颗与现珠的浓度，以及注时的流量变化与地层渗透率损害的关系进行了模拟。模拟结果对深入理解产出水回注地层时产生地层伤     

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煤层气储层描述是认识和评价煤层气储层的一项基本技术，通过储层描述建立煤层气储层地质模型，是煤层气有效勘探、优化开发的基础。根据煤层气及其储层的特点，将煤层气储层地质模型分为基础地质、煤岩学、吸附储集、储层物性及流体等五个特征进行描述。煤层气储层描述采用的是将煤层气地质学与储层工程相结合，静态与动态研究相结合的一套方法。该套方法在建立柳林煤层试验区４＃煤层地质模型过程中得到了应用，获得较好的效果。     

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现代化的高效联合循环中，最大的不可逆损失是由于燃烧引起的。即使燃气轮机采取很高的温度，仍有将近30%的火用因为燃烧而被浪费掉了。而在燃料电池中，燃料的化学能量直接转化为电能，不受卡诺循环效率的限制。电化学反应过程中的火用损失要比常规的燃烧过程小得多。高效循环减少了二氧化碳排放而达到环境保护的目的，另外NO_x的排放量也比常规电厂大大减少。通过对已有管式固体氧化物燃料电池建模思路的考察，确立了零维模型结合ASPEN PLUSTM流程模拟的建模方法。模型采用天然气作为燃料输入，其验证的结果表明：该模型可以比较准确地预测不同工作条件下(独立的管式固体氧化物燃料电池发电系统或是构成混合循环)的管式固体氧化物燃料电池系统的性能。     

油气藏流体类型判别方法

本文综合了相态研究和经验统计两大类油气藏类型判别方法，其中相态研究判别方法有４种，经验统计方法有１８种，并分别说明了其应用方法。     

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文章采用数值模拟方法，从煤层甲烷的流动机理入手，利用朗格缪尔等温吸附方程描述甲烷从煤表面解吸过程，利用Fick定律描述甲烷从煤基质和微孔隙中的扩散，综合考虑了煤层甲烷的解吸附、扩散、渗流三个过程，并考虑了水力压裂产生高渗透裂缝对渗流场的影响，在煤层理想化等七个假设条件下，建立了煤层甲烷的非平衡拟稳态吸附扩散模型，利用该模型编制了煤层气井产能预测软件，并进行了模拟计算，给出了计算实例。结果表明：煤层在没有经过水力压裂处理时，煤层的气、水产量是很小的；经过水力压裂处理后，由于煤层的排水降压效果，煤层气井气、水产量有明显的增加，具有经济开采的产量规模。