低渗透煤层气开采理论及其应用

前言
第一章 绪论
1-1 低渗透煤层气开采和增产理论研究背景、目的和意义
1-2 煤层气开采理论和储层数值模拟技术的国内外研究现状
1-3 注气开采煤层气增产技术的国内外研究现状
第二章 低渗透煤层气流固耦合渗流的基本概念及力学定律
2-1 引言
2-2 多孔介质
2-2-1 储容性
2-2-2 渗透性
2-2-3 比表面积
2-2-4 孔隙结构
2-3 连续介质场
2-3-1 连续流体
2-3-2 连续多孔介质
2-4 流体的力学性质
2-4-1 流体的重量及重力势能
2-4-2 流体的质量和惯性力
2-4-3 流体的黏度和黏滞力
2-4-4 流体的可压缩性
2-5 多孔介质力学性质
2-5-1 多孔介质的压缩性
2-5-2 有效应力原理
2-5-3 煤岩应力应变全程曲线
2-5-4 煤岩变形破坏机制与强度准则
2-6 流固耦合渗流运动学基本概念
2-6-1 渗流速度
2-6-2 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法
2-6-3 物理量的质点导数和局部导数
2-7 线性达西渗流规律
2-7-1 达西定律
2-7-2 达西定律的适用范围
2-8 低渗透煤层中的渗流规律
2-8-1 低渗透煤层非达西渗流规律
2-8-2 低渗透气体渗流的滑脱效应
2-9 多相渗流基本知识
2-9-1 流体饱和度
2-9-2 界面张力和湿润性
2-9-3 毛管力
2-9-4 相渗透率和相对渗透率
2-9-5 低渗透煤层气藏两相流非达西渗流定律
2-10 小结
第三章 煤层气的储层特征和储集、运移和产出机理
3-1 引言
3-2 煤层气的储层特征
3-2-1 煤的孔隙类型
3-2-2 煤的孔隙系统
3-2-3 煤层的渗透性
3-2-4 煤的内表面积
3-3 煤层气储集机理
3-3-1 溶解态储集机理
3-3-2 游离态储集机理
3-3-3 吸附气储集机理
3-4 煤层气运移和产出机理
3-4-1 煤层气的解吸机理
3-4-2 煤层气的扩散机理
3-4-3 煤层气的渗流机理
3-5 小结
第四章 低渗透煤层气、水两相流流固耦合模型及数值解法
4-1 引言
4-2 基本假设
4-3 煤储层双重介质结构
4-4 低渗透双重介质煤层气、水两相流流固耦合模型的建立
4-4-1 煤层甲烷解吸、扩散和渗流过程的气、水两相流流场控制方程
4-4-2 辅助方程和状态方程
4-4-3 煤岩体变形场控制方程
4-4-4 流场与变形场的耦合媒介
4-4-5 流场与变形场的定解条件
4-5 低渗透双重介质煤层气、水两相流流固耦合模型的数值解法
4-5-1 割理裂隙系统渗流场的有限差分数值解法
4-5-2 基质系统扩散项的有限差分数值解法
4-5-3 变形场有限元数值解法
4-6 三维双重介质煤层气藏流固耦合模型数值模拟程序设计
4-6-1 双重介质的空间离散化网格处理
4-6-2 程序设计结构和框图
4-7 小结
第五章 低渗透双重介质煤层气藏流固耦合理论的应用
5-1 引言
5-2 新集矿区地质概况
5-3 新集矿区储层基本特征
5-4 煤层气试验井气水产量曲线
5-5 试验区煤储层模拟
5-5-1 模拟区域和网格划分及主要参数
5-5-2 SX-02井和SX-03试井气、水产能预测
5-5-3 单井开采耦合与非耦合储层压力、饱和度、浓度和产能变化规律
5-5-4 两井联合开采耦合与非耦合储层压力等量变化规律及井间干扰
5-5-5 耦合与非耦合引起储层压力等量变化规律差异的机理分析
5-5-6 井群开采布井间距对产能等量的影响
5-5-7 扩散系数和渗透率对产能的影响
5-5-8 启动压力和滑脱效应对产能的影响
5-6 小结
第六章 注气开采煤层气增产机理的数值模拟及其应用
6-1 引言
6-2 二氧化碳和煤层甲烷的置换驱替实验
6-2-1 样品制备
6-2-2 测量仪器
6-2-3 实验的主要结果
6-3 注气开采煤层气多组分流体流固耦合模型的建立
6-3-1 基本假设和气体混合物浓度速度流动物理量的定义
6-3-2 基质系统多组分气体的扩散控制方程
6-3-3 割理裂隙系统多组分气、水两相流流固耦合模型控制方程
6-3-4 辅助方程
6-3-5 定解条件
6-4 五井布置注气增产机理及规律的数值模拟
6-4-1 模拟范围和布井方式及参数的确定
6-4-2 储层压力和水饱和度变化规律
6-4-3 基质孔隙系统煤层甲烷浓度变化规律
6-4-4 基质孔隙系统煤层CO2浓度和裂隙系统CO2饱和度变化规律
6-4-5 注气前后产能的变化规律
6-4-6 注气开采煤层气和石油增产机理的主要差异
6-5 小结
第七章 结论
参考文献