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第一章绪论
1.1本文的研究背景、目的和意义
1.2煤层气开采理论和储层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
1.4本文的主要研究内容和方法
第二章煤层气的储层特征和煤层气储集、运移和产出机理
2.1引言
2.2煤层气的储层特征
2.2.1煤的孔隙类型
2.2.2煤的孔隙系统
2.2.3煤层的的渗透性
2.2.4煤的内表面积
2.3煤层气储集机理
2.3.1溶解态储集机理
2.3.2游离态储集机理
2.3.3吸附气储集机理
2.4煤层气运移和产出机理
2.4.1煤层气的解吸机理
2.4.2煤层气的扩散机理
2.4.3煤层气的渗流机理
2.5本章小结
第三章低渗透煤层气、水两相流流固耦合模型及数值解法
3.1引言
3.2基本假设
3.3煤储层双重介质结构
3.4连续介质场
3.4.1连续流体
3.4.2连续多孔介质
3.5低渗透煤层中的渗流规律
3.5.1低渗透流体渗流运动方程
3.5.2低渗透气体渗流的滑脱效应
3.6低渗透双重介质煤层气、水两相流流固耦合模型的建立
3.6.1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
3.6.2辅助方程和状态方程
3.6.3煤岩体变形场控制方程
3.6.4流场与变形场的耦合媒介
3.6.5流场与变形场定解条件
3.7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
3.7.1割理裂隙系统渗流场的有限差分数值解法
3.7.2基质系统扩散项的有限差分数值解法
3.7.3变形场有限元数值解法
3.8三维双重介质煤层气藏流固耦合模型数值模拟程序设计
3.8.1双重介质的空间离散化网格处理
3.8.2程序设计结构和框图
3.9本章小结
第四章低渗透双重介质煤层气藏流固耦合理论的应用
4.1引言
4.2新集矿区地质慨况
4.3新集矿区储层基本特征
4.4煤层气试验井气水产量曲线
4.5试验区煤储层模拟
4.5.1模拟区域和网格划分及主要参数
4.5.2 SX-02井和SX-03试井气、水产能预测
4.5.3单井开采耦合和非耦合储层压力、饱和度、浓度和产能变化规律
4.5.4两井联合开采耦合和非耦合时储层压力等量变化规律及井间干扰
4.5.5耦合与非耦合引起储层压力等参量变化规律差异的机理分析
4.5.6井群开采布井间距对产能等量的影响
4.5.7扩散系数和渗透率对产能的影响
4.5.8启动压力和滑脱效应对产能的影响
4.6本章小结
第五章注气开采煤层气增产机理的数值模拟及其应用
5.1引言
5.2二氧化碳和煤层甲烷的置换驱替实验
5.3注气开采煤层气多组分流体流固耦合模型的建立
5.3.1基本假设和气体混合物浓度速度流动物理量的定义
5.3.2基质系统多组分气体的扩散控制方程
5.3.3割理裂隙系统多组分气、水的两相流流固耦合模型控制方程
5.3.4辅助方程
5.3.5定解条件
5.4五井布置注气增产机理和规律的数值模拟
5.4.1模拟范围和布井方式及参数的确定
5.4.2储层压力和水饱和度变化规律
5.4.3基质孔隙系统煤层甲烷浓度变化规律
5.4.4基质孔隙系统煤层CO2浓度和裂隙系统CO2饱和度变化规律
5.4.5注气前后产能的变化规律
5.4.6注气开采煤层气和石油增产机理的主要差异
5.5本章小结
第六章结论及展望
6.1本文的主要结论
6.2进一步要研究的几个问题
参考文献
致谢
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