低渗透煤层气注热开采热-流-固耦合数学模型及数值模拟

作     者：杨新乐 任常在 张永利 郭仁宁 

作者机构：辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2013年第38卷第6期

页      面：1044-1049页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51104083 51174269) 

主　　题：煤层气 注热开采 热-流-固耦合 渗流 数值模拟 

摘      要：为得到低渗透煤层气藏注热开采过程中煤层气渗流运移规律,探索原地煤层在注入蒸汽加热后对煤层气产量的影响,基于煤体渗透率、孔隙度随温度、应力,气体导热系数、杨氏模量、泊松比随温度变化的关系,综合运用渗流力学、岩石力学、传热学等相关理论,建立了低渗透煤层气注热开采过程煤层气渗流热-流-固多物理场耦合数学模型,采用多井开采方式进行了注热开采过程煤层气渗流规律的数值模拟。数值模拟结果表明:煤层注热10 d抽采100 d后,由于煤层的导热并伴有煤层气的对流传热,煤层平均传热速度为66.25 mm/h,注热开采造成储层压力降是无注热抽采压力降的2.45倍,在温度应力耦合作用下,煤层气注热抽采量是未注热抽采量的2.2倍,注热开采是低渗透煤层气增产的有效途径。