阜新盆地煤层气渗流规律实验

以阜新盆地王营煤矿采集加工的原煤煤样为研究对象,利用3轴渗透仪,对煤样的渗透率和有效应力之间的变化关系以及煤样中甲烷渗流规律进行了实验研究.实验结果表明,煤样渗透率具有应力敏感性,渗透率随有效应力的增加呈非线性递减关系,具有负指数规律,这与前人的研究结果吻合较好;在不同围压、含水率情况下,实验得到的甲烷渗流规律曲线具有明显的非线性特征,真实地反映了实验过程中煤体变形对甲烷渗流的作用.考虑有效应力对煤体变形的影响,建立了描述煤层甲烷非线性渗流特征的运动方程,且所建立的运动方程与实验数据具有很好的吻合性,拟合相关系数高达99.6%以上,说明实验方法和建立的运动方程是合理的.     

考虑基质收缩效应的致密煤储层数值模拟

我国煤层普遍属于低渗透储层,尤其埋深在千米以上的煤层更属于致密多孔介质.低渗透气藏中的气体渗流具有明显的滑脱效应,同时煤基质收缩效应对煤层渗透率的影响也是不容忽视的.本文考虑致密煤层中气体滑脱效应和基质收缩效应的影响,建立了三维、非平衡吸附拟稳态条件下煤层气-水两相流动的数学模型和全隐式数值模型,并编制程序进行模拟计算.模拟结果表明:致密煤层气藏开发过程中,气体滑脱效应和基质收缩效应对煤层气井的产能影响十分明显,考虑这两种效应影响时预测产气量普遍比未考虑时要高,其中基质收缩效应的存在可使预测的累积产气产量增加12.2%.     

广义Wolfe线搜索下一类新共轭梯度法的全局收敛性

对求解无约束最优化问题的共轭梯度法中的方向参数βk给定一个假设条件，确定其取值范围以保证搜索方向是目标函数的充分下降方向，并在较弱的条件下讨论了算法在广义Wolfe线搜索下的全局收敛性。     

考虑基质收缩影响的煤层气流动模型及应用

基于表面物理化学原理，提出了考虑应变与煤基质收缩耦合影响的孔隙度和渗透率理论模型。在此基础上，建立了双重介质煤层气藏三维、非平衡吸附、拟稳态条件下气水两相流动数学模型。采用全隐式方法和正交极小化方法对模型进行了数值求解，并结合沁水盆地TL003井的生产实际进行了历史拟合。结果显示该井的渗透率随生产时间的推移呈现明显的改善趋势，但由于含水层的持续补给致使15^#煤层迟迟达不到临界解吸压力，产水量却居高不下，因此建议封堵15^#煤层只单独排采3^#煤层。