煤田地质与勘探

作者：赵海峰, 贾肇洁, 陈萌琦, 杨紫怡, 王斌, 林宏良, 杨彦峰,

关键词：鄂尔多斯盆地东缘, 深层煤层气, 产能, 流−固耦合, 数值模拟, 生产制度,

目的深层煤层气“特低孔、特低渗、超饱和”等特性使其不能照搬浅层煤层气与页岩气的产能模型，且深层煤层气不同井段的生产效果差异大，不同因素对产能的影响程度不清。针对大宁−吉县区块地质特征开展深层煤层气产能数值模拟分析，探究其关键产能因素的影响程度，尤其是确定适宜的簇间距与科学排采制度至关重要。方法以鄂尔多斯盆地东缘大宁−吉县区块深层煤层气地质特征为基础，综合考虑煤层气赋存状态转变、多相流体渗流及储层应力应变本构关系，针对排采过程中煤储层变形与流体运移的多物理场耦合机制，通过引入游离气渗流扩散与吸附气解吸扩散的双路径运移模式，建立考虑气−水两相流动与煤体变形耦合作用的产能数学模型；利用COMSOL Multiphysics软件对模型进行求解，并将模拟结果与研究区现场生产实际数据进行比对，充分验证模型的准确性；运用灰色关联法分析产能主控因素，根据产能预测结果，揭示不同井间距和降压速率对产能的影响规律。结果和结论模拟结果显示：初始渗透率k0、Langmuir体积VL、Langmuir应变系数εL、弹性模量E与吸附气产量成正比，初始含水饱和度Sw0、Langmuir压力pL、泊松比v与吸附气产量成反比；k0、pL、εL、E与游离气产量成正比，Sw0、VL、v与游离气产量成反比，其中，VL对游离气产量的影响较小；影响研究区产能的主要因素为煤层的εL和k0；通过对不同簇间距条件下的吸附气产量、游离气产量、产水量进行分析，得出大宁−吉县区块的最优簇间距为20 m，最优降压速率为0.18 MPa/d。

来源：2026年第2期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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