| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 引言 | 第13-29页 |
| 1.1 研究的背景和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 煤层气开采现状 | 第14-17页 |
| 1.2.1 煤层气资源与分布 | 第14-15页 |
| 1.2.2 国内外煤层气产业发展现状 | 第15-17页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第17-26页 |
| 1.3.1 煤层气吸附解吸机理 | 第17-20页 |
| 1.3.2 煤层气渗流机理研究现状 | 第20-23页 |
| 1.3.3 煤层气流固耦合研究现状 | 第23-25页 |
| 1.3.4 液体对煤层气运移影响的研究现状 | 第25-26页 |
| 1.4 研究内容及技术路线图 | 第26-27页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第26-27页 |
| 1.4.2 研究方法和技术路线 | 第27页 |
| 1.5 论文创新点 | 第27-29页 |
| 第2章 煤层气的开采机理 | 第29-41页 |
| 2.1 煤岩储层的基本特征 | 第29-32页 |
| 2.1.1 孔隙特征 | 第29-30页 |
| 2.1.2 煤岩割理 | 第30-31页 |
| 2.1.3 煤层气的赋存机理 | 第31-32页 |
| 2.2 煤层气的吸附解吸特征 | 第32-36页 |
| 2.2.1 煤层气的吸附特性 | 第32-33页 |
| 2.2.2 煤层气的解吸特性 | 第33页 |
| 2.2.3 煤层气等温吸附方程 | 第33-36页 |
| 2.3 煤层气的扩散机理 | 第36-39页 |
| 2.3.1 FICK定律 | 第36-38页 |
| 2.3.2 努森扩散 | 第38页 |
| 2.3.3 双孔扩散模型 | 第38-39页 |
| 2.4 煤层气的渗流机理 | 第39-40页 |
| 2.5 本章小结 | 第40-41页 |
| 第3章 煤层工程地质特征研究 | 第41-63页 |
| 3.1 煤层气地质 | 第41-44页 |
| 3.1.1 晋城煤层特征 | 第41-42页 |
| 3.1.2 煤层分布特征 | 第42-43页 |
| 3.1.3 流体分布及其性质 | 第43-44页 |
| 3.2 煤层物性 | 第44-47页 |
| 3.3 煤岩孔径分布特征 | 第47-49页 |
| 3.4 煤层的地层压力 | 第49页 |
| 3.5 煤层地应力 | 第49-50页 |
| 3.6 煤层岩石力学特征 | 第50-55页 |
| 3.6.1 煤层岩石力学特性 | 第50-51页 |
| 3.6.2 煤岩单轴岩石力学性质测试 | 第51-53页 |
| 3.6.3 煤岩有效应力系数实验 | 第53-55页 |
| 3.7 煤岩的润湿性 | 第55-57页 |
| 3.8 煤岩的应力敏感性 | 第57-62页 |
| 3.8.1 基质应力敏感性实验评价 | 第58-60页 |
| 3.8.2 人工造缝岩样应力敏感性实验评价 | 第60-62页 |
| 3.9 本章小结 | 第62-63页 |
| 第4章 煤层气运移的流固耦合模型 | 第63-93页 |
| 4.1 煤岩的吸附解吸实验 | 第63-73页 |
| 4.1.1 煤岩吸附解吸实验装置 | 第63-66页 |
| 4.1.2 吸附解吸附实验步骤 | 第66页 |
| 4.1.3 煤层气的吸附规律 | 第66-70页 |
| 4.1.4 煤层气的解吸规律 | 第70-73页 |
| 4.2 煤岩三重孔隙介质静态物理模型 | 第73-74页 |
| 4.3 动态孔隙度和渗透率模型研究 | 第74-88页 |
| 4.3.1 应力下煤岩裂缝宽度变化实验 | 第74-79页 |
| 4.3.2 煤岩割理张开实验 | 第79-82页 |
| 4.3.3 经典的煤岩动态孔渗模型 | 第82-85页 |
| 4.3.4 动态孔渗数学模型推导 | 第85-88页 |
| 4.4 煤层气运移的流固耦合控制方程 | 第88-92页 |
| 4.4.1 基本假设 | 第89页 |
| 4.4.2 煤体变形控制方程 | 第89-90页 |
| 4.4.3 煤层气的运动方程 | 第90-91页 |
| 4.4.4 煤层气滑脱现象 | 第91页 |
| 4.4.5 启动压力梯度影响 | 第91-92页 |
| 4.5 本章小结 | 第92-93页 |
| 第5章 煤层气流固耦合模型数值模拟 | 第93-122页 |
| 5.1 多场耦合数学模型的数值解法 | 第93-98页 |
| 5.1.1 有限元方法的基本原理 | 第93-94页 |
| 5.1.2 偏微分方程的弱形式 | 第94-96页 |
| 5.1.3 煤层气流固耦合数学模型求解 | 第96-98页 |
| 5.2 煤层气运移流固耦合模型数值模拟 | 第98-108页 |
| 5.2.1 三重介质微观模拟 | 第98-99页 |
| 5.2.2 二维平面流动模拟 | 第99-101页 |
| 5.2.3 二维径向流动模拟 | 第101-106页 |
| 5.2.4 三维径向流动模拟 | 第106-108页 |
| 5.3 地应力对煤层气运移的影响 | 第108-111页 |
| 5.3.1 气体压力分布 | 第108-109页 |
| 5.3.2 渗透率变化 | 第109-110页 |
| 5.3.3 煤层气产量 | 第110页 |
| 5.3.4 地应力差值的影响 | 第110-111页 |
| 5.4 宏观裂缝对煤层气运移的影响 | 第111-121页 |
| 5.4.1 裂缝角度的影响 | 第111-117页 |
| 5.4.2 裂缝开度的影响 | 第117-118页 |
| 5.4.3 裂缝密度的影响 | 第118-119页 |
| 5.4.4 复杂裂缝形态的影响 | 第119-121页 |
| 5.5 本章小结 | 第121-122页 |
| 第6章 液体作用下的煤层气运移机理研究 | 第122-160页 |
| 6.1 液体对煤层气渗透率的伤害 | 第122-125页 |
| 6.1.1 实验过程 | 第122-123页 |
| 6.1.2 实验结果与分析 | 第123-125页 |
| 6.2 液体作用下的煤层气解吸-扩散实验 | 第125-131页 |
| 6.2.1 实验样品 | 第126页 |
| 6.2.2 实验过程 | 第126-127页 |
| 6.2.3 实验结果及分析 | 第127-131页 |
| 6.3 水相圈闭伤害实验 | 第131-135页 |
| 6.4 气水两相渗透率实验 | 第135-137页 |
| 6.5 应力和地层水与煤岩耦合作用下煤层气运移规律 | 第137-141页 |
| 6.6 液体对煤层气运移的影响 | 第141-148页 |
| 6.6.1 液体对煤层气运移影响的机理分析 | 第141-145页 |
| 6.6.2 液体作用下的煤层气流固耦合模型 | 第145-148页 |
| 6.7 液体作用下的煤层气流固耦合数值模拟 | 第148-159页 |
| 6.7.1 外来液体对煤层气运移的影响 | 第148-152页 |
| 6.7.2 气水两相流固耦合模型 | 第152-159页 |
| 6.8 本章小结 | 第159-160页 |
| 结论与建议 | 第160-163页 |
| 致谢 | 第163-164页 |
| 参考文献 | 第164-177页 |
| 攻读学位期间取得学术成果 | 第177页 |