深部煤层气抽采模拟：流-固-热耦合影响分析

"该研究通过基于流-固-热耦合模型对深部煤层气抽采进行数值模拟，探讨了深部煤储层的产气规律和影响因素，包括地应力、初始渗透率、储层压力和温度等。文中指出，渗透率的变化受到地应力增加、温度降低和煤层气解吸导致的煤基质收缩与储层压力下降引起的煤基质膨胀的相互作用影响。随着开采过程，储层温度降低和煤层气解吸成为主要因素，导致渗透率上升。地应力对深部储层渗透率的影响显著，而初始渗透率则直接影响产气速率。此外，研究发现，当煤层埋深小于某一临界值时，产气量会随埋深增加，超过临界深度后，产气量会随埋深减少，揭示了埋深对产气性能的双重影响。低渗透率被确定为限制超千米埋深气井高产的关键因素。" 在深部煤层气抽采的研究中，考虑到温度和地下水等因素至关重要。由于深部煤储层的特性会随着埋深改变，因此需要更精确的预测模型来优化气井设计和提高产气效率。本研究建立的流-固-热耦合模型整合了流体动力学、地质力学和热力学三个领域的交互作用，为理解和预测深部煤层气开采过程中的动态变化提供了理论基础。在模拟过程中，研究人员分析了各种工况下的参数变化，如地应力增大可能导致的渗透率降低，而煤层气的解吸和储层压力下降又可能引发渗透率的提升。 煤层气抽采过程中的渗透率变化是多因素的结果。一方面，地应力的增加使得煤基质收缩，降低渗透率；另一方面，随着气体和水分的抽出，储层压力下降，煤基质膨胀，导致渗透率增加。温度也是影响渗透率的重要因素，随着产气和排水，储层温度下降，这通常伴随着煤层气的加速解吸，进一步提高渗透率。 初始渗透率是决定产气速率的关键因素，而地应力对深部储层渗透率的比例变化具有决定性影响。这意味着在设计和操作深部气井时，需要综合考虑这些因素，以优化抽采策略。此外，研究发现煤层的埋深对产气性能有显著影响，存在一个临界埋深，当埋深低于这个临界值时，产气量会随着埋深增加而增加，但超过这个深度，产气量则会随着埋深的增加而减少。这一发现对于确定最佳开采深度和预测深部煤层气田的产量具有重要意义。 最后，低渗透率被认为是限制超千米深度气井高产的关键因素。这意味着在开发这些深层资源时，需要寻找方法改善或增强煤层的渗透性，以提高抽采效率。这项研究通过流-固-热耦合模型为深部煤层气抽采提供了新的理解和策略，有助于未来深部煤层气资源的高效开发。