| 摘要 | 第3-6页 |
| ABSTRACT | 第6-10页 |
| 第一章 前言 | 第15-29页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第15-17页 |
| 1.2 甲烷在煤岩中的运移机理及研究方法 | 第17-21页 |
| 1.2.1 煤体孔隙的分类 | 第17-18页 |
| 1.2.2 煤孔隙参数的研究手段 | 第18-19页 |
| 1.2.3 煤岩体中的微孔空间结构及物质组分 | 第19页 |
| 1.2.4 煤层气运移的微观计算手段 | 第19-20页 |
| 1.2.5 煤层气运移的介观计算工具 | 第20页 |
| 1.2.6 宏观尺度的耦合计算工具 | 第20-21页 |
| 1.3 低渗煤储层的增产改造工艺 | 第21-25页 |
| 1.3.1 沁南区块压裂增产效果的评价 | 第21-22页 |
| 1.3.2 无水制裂工艺 | 第22-23页 |
| 1.3.3 注气驱替增产煤层气 | 第23-24页 |
| 1.3.4 采煤-采气一体化技术 | 第24-25页 |
| 1.4 研究内容及技术路线 | 第25-29页 |
| 1.4.1 研究目标 | 第25页 |
| 1.4.2 研究内容 | 第25-26页 |
| 1.4.3 研究创新点及技术路线图 | 第26-29页 |
| 第二章 煤层气的赋存及运移规律 | 第29-45页 |
| 2.1 双重孔隙介质的物理模型及相关假设 | 第29-30页 |
| 2.2 煤层气抽采的多物理场耦合控制方程组 | 第30-36页 |
| 2.2.1 多孔介质形变的控制方程 | 第30-32页 |
| 2.2.2 煤层气流动控制方程 | 第32-36页 |
| 2.3 煤岩渗透率的动态演化模型 | 第36-40页 |
| 2.3.1 双孔渗透率模型 | 第36页 |
| 2.3.2 双重应力-煤岩体基质孔隙的渗透率 | 第36-38页 |
| 2.3.3 煤岩体裂隙系统的渗透率 | 第38-40页 |
| 2.4 基于煤体双孔模型的煤与瓦斯气固耦合模型 | 第40-42页 |
| 2.4.1 Klinkenberg效应 | 第40-41页 |
| 2.4.2 煤与瓦斯气固耦合模型及耦合机制 | 第41-42页 |
| 2.5 定解条件 | 第42-43页 |
| 2.5.1 边界条件 | 第42-43页 |
| 2.6 本章小结 | 第43-45页 |
| 第三章 沁南枣园区块煤层气藏开发技术模式优选 | 第45-61页 |
| 3.1 沁南地区储层特征 | 第45-47页 |
| 3.1.1 沁南地区的煤层气储层开发现状 | 第45-46页 |
| 3.1.2 枣园区块地质特征 | 第46-47页 |
| 3.2 枣园区块的产能评价 | 第47-51页 |
| 3.2.1 枣园区块储层参数 | 第47页 |
| 3.2.2 枣园区块的总体中长期产能分析 | 第47-48页 |
| 3.2.3 枣园区块部署的典型井的生产特征 | 第48-49页 |
| 3.2.4 煤层气井排采数据历史拟合 | 第49-51页 |
| 3.3 枣园区块产能主控参数优选 | 第51-56页 |
| 3.3.1 资源条件的影响 | 第51页 |
| 3.3.2 开采条件 | 第51-55页 |
| 3.3.3 高效开发模式的优选 | 第55-56页 |
| 3.4 枣园区块的开发部署 | 第56-59页 |
| 3.4.1 开发层系的划分 | 第56-57页 |
| 3.4.2 井网部署及依据 | 第57页 |
| 3.4.3 井型选择 | 第57-59页 |
| 3.5 本章小结 | 第59-61页 |
| 第四章 鱼骨状水平井的工程参数优化 | 第61-77页 |
| 4.1 鱼骨井的几何参数优选 | 第61-67页 |
| 4.1.1 井身参数的选取 | 第61-62页 |
| 4.1.2 耦合模型中的参数设置 | 第62页 |
| 4.1.3 模拟方案及几何模型 | 第62-63页 |
| 4.1.4 耦合模型的定解条件 | 第63-64页 |
| 4.1.5 对照组的压降扩散规律 | 第64-65页 |
| 4.1.6 方案一与方案二的对比 | 第65-67页 |
| 4.2 鱼骨井的井壁稳定性 | 第67-71页 |
| 4.2.1 多场物理耦合数学模型 | 第67-68页 |
| 4.2.2 IV型鱼骨井交点处的几何模型 | 第68页 |
| 4.2.3 初始条件及边界条件 | 第68-69页 |
| 4.2.4 数值模拟结果分析 | 第69-71页 |
| 4.3 修井作业 | 第71-74页 |
| 4.3.1 井眼堵塞的原因 | 第71-72页 |
| 4.3.2 氮气泡沫解堵机理 | 第72页 |
| 4.3.3 液氮解堵的优势 | 第72-73页 |
| 4.3.4 解堵效果分析与评价 | 第73页 |
| 4.3.5 完井方式及井身结构的优化 | 第73-74页 |
| 4.3.6 鱼骨井的增产工艺 | 第74页 |
| 4.4 本章小结 | 第74-77页 |
| 第五章 煤层气竖井注高压热氮解堵热-流-固耦合求解 | 第77-97页 |
| 5.1 热-流-固耦合方程组 | 第77-82页 |
| 5.1.1 煤基质应变方程 | 第77-78页 |
| 5.1.2 煤层中的瓦斯渗流控制方程 | 第78-79页 |
| 5.1.3 孔隙率-渗透率演化方程 | 第79-80页 |
| 5.1.4 能量守恒控制方程 | 第80-81页 |
| 5.1.5 温度-应变-渗流(THM)控制方程组的耦合关系 | 第81-82页 |
| 5.2 注热解堵的方案选择 | 第82-88页 |
| 5.2.1 THM耦合模型中的参数设置 | 第82-84页 |
| 5.2.2 煤的原位热解方案的提出 | 第84-86页 |
| 5.2.3 井网及井距的优化 | 第86-87页 |
| 5.2.4 初始值及边界条件 | 第87-88页 |
| 5.3 耦合计算的结果分析 | 第88-94页 |
| 5.3.1 几何模型的网格剖分 | 第88-89页 |
| 5.3.2 多物理场耦合的结果分析 | 第89-93页 |
| 5.3.3 煤层物性参数的结果分析 | 第93-94页 |
| 5.4 本章小结 | 第94-97页 |
| 第六章 结论 | 第97-101页 |
| 6.1 主要结论 | 第97-98页 |
| 6.2 本文的不足与展望 | 第98-101页 |
| 参考文献 | 第101-109页 |
| 致谢 | 第109-111页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第111页 |