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CMG—GEM组分模拟器模拟煤层气开采教程加拿大计算机模拟软件集团(CMG)教程1：采用BUILDER CBM快速向导建立煤层气开采模型下面的教程将讲解如何利用Builder和GEM来一步步建立煤层气数值模拟模型：一、打开BUILDER1.在Launcher上的相应图标上双击鼠标打开BUILDER。
2.选择：GEM模拟器，SI国际单位，DUALPOR，和Gilman and Kazemi的形状因子，开始日期为2005年1月1日。
3.单击两次OK。
二、输入输出控制部分（Input / Output Control Section）1.在树状图中单击I/O Control图1：树状视图中I/O Control标签2.双击Titles And Case ID，然后输入“CBM1”，单击OK。
3.双击Run Time Dimensioning。
4.在“Undocumented Dimensioned Variables”下输入如下数据来重新标出矩阵存储值，并单击OK。
MDLU = 1000000， MDALP = 600000， MDDD = 600005.双击Restart，并选中“Enable restart writing”。
6.单击图标，并在日期“Date 2005-01-01”处单击OK。
7.按OK返回。
注：在树状视图中，除I/O Control和Numerical外，其他部分都有一个红色X或者黄色警报符号。
表示这些部分的基础数据还没有输入。
三、油藏描述部分（Reservoir Description Section）1.单击File菜单（屏幕左上方），然后单击Open Map File…。
2.选择Map Type – Atlas Boundary format (.bna)和X，Y轴的单位为m。
3.单击Browse按钮，选择顶部构造地图文件“Cbm_top.bna”。
4.单击OK，屏幕中将显示顶部构造图。
第十章煤层气数值模拟技术与方法数值模拟技术在煤层气勘探开发中应用较广。
煤层气储层模拟是进行产量预测、地面开发前景评价和生产工艺优选等的重要手段；煤层气地史演化数值模拟则主要用于定量研究煤层气的生成、逸散和赋存的演化规律。
此外，数值模拟技术还被广泛应用于煤层气储层研究和储量计算等方面。
第一节煤层气储层模拟技术一、概述煤层气储层模拟（reservoir simulation）又称为产能模拟（coalbed methane production modeling），无论是在常规油气还是在煤层气勘探开发过程中，通常都需要进行这项工作。
储层模拟是将地质、岩石物性和生产作业集于一体的过程，在此过程中使用的工具就是储层模拟软件。
储层模拟实际上是在生产井的部分参数已知的条件下，解算描述储层中流体流动的一系列方程，通过历史匹配，对井的产油量、产气量和产水量等参数及其变化规律进行预测的工作。
预测的时间可在几个月、几年甚至几十年。
产能参数是选择开采工艺、开采设备的重要依据，同时，还可根据产能参数，对生产井的经济价值进行评价。
随着煤层气开发试验的相继实施和实践经验的积累，科技工作者对煤层气的生气、储集和运移规律有了更深入的理解，同时，也意识到需要有一个有效的工具，来进行生产井气、水产量数据的历史拟合，以便获取更为客观的煤层气储层参数，预测煤层气井的长期生产动态和产量。
同时为井网布置、完井方案、生产工作制度、气藏动态管理，煤层气开发方案等提供科学依据。
正是在这种背景下，煤储层数值模拟研究工作，在继续围绕煤矿瓦斯研究的同时，借鉴油气藏数值模拟理论、技术和方法，扩展到地面煤层气资源勘探、开发领域。
1981年，由美国天然气研究所（GRI）主持，美国钢铁公司（US Steel）和宾州大学等承担了煤层气产量模拟器与数学模型开发项目（Development of Coal Gas Production Simulators and Mathematical Models for Well Test Strategies）。
动态煤层气开采过程数值模拟与优化设计煤层气是一种地下天然气，是通过在煤层中压缩、吸附与解吸而形成的一种天然气资源。
煤层气的开采过程对其固有属性和地质条件有很强的依赖，同时也受到工程开采技术和设备装备等因素影响。
因此，为了更好地开采煤层气，并实现其可持续利用，必须进行数值模拟和优化设计研究。
一、煤层气开采过程数值模拟对于煤层气开采过程的数值模拟，通常采用有限元方法进行模拟。
在模拟过程中，需要考虑煤层孔隙度、渗透率、煤层气吸附解吸等参数。
该方法的数学模型通常包括连续介质的力学模型、多相流模型以及热力学模型等。
1. 连续介质力学模型在煤层气开采过程中，需要考虑地层的力学性质。
这可以通过连续介质力学模型进行建模。
其中，地层的应力状态是重要的参数。
在考虑应用有限元方法进行模拟时，地层的应力状态通常可以按照线性、非线性等不同形式进行建模。
2. 多相流模型在考虑煤层气开采过程的模拟时，还需要考虑气、液相同时存在的情况。
这可以通过多相流模型进行建模。
在建模时，可以采用质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程等不同方程进行描述。
3. 热力学模型在考虑煤层气开采过程的模拟时，还需要考虑气的温度变化。
这可以通过热力学模型进行建模。
在建模时，可以采用热能守恒方程、质量守恒方程以及理想气体状态方程等不同方程进行描述。
二、优化设计对于煤层气开采过程的优化设计，主要包括井网结构设计、注采方案设计和生产运营方案设计等。
1. 井网结构设计井网结构是指煤层气开采时地下各个井之间的联系结构。
井网结构设计的主要目的是最大化地提高煤层气开采效率，并减少煤层气开采过程的成本。
在进行井网结构设计时，需要考虑煤层气在地下的分布状况、开采技术和设备装备等因素。
2. 注采方案设计注采方案指开采过程中液态水和气体之间的注入和回收。
注采方案设计的主要目的是使液态水和气体之间达到最佳配比，以达到最高的采收率。
在进行注采方案设计时，需要考虑地层的物理性质、煤层气的产量和采收率等因素。
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《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas，简称CBG）作为煤炭开采过程中释放的天然气资源，其开发利用对于环境保护和能源安全具有重要意义。
随着计算机技术的飞速发展，煤层气数值模拟技术以其准确度高、灵活度大和周期性短等特点逐渐在CBG产业中得到广泛应用。
本文将对煤层气数值模拟技术的应用进行研究，以期为煤层气的开发利用提供理论支持和技术指导。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术是一种基于计算机的数值计算方法，通过对煤层地质结构、煤质特征、气藏工程参数等进行数据采集和分析，构建三维地质模型，然后利用相关数学物理模型进行模拟运算，预测煤层气的储量、压力、渗流速度等重要参数。
通过这种方法，能够更加科学、合理地规划和优化CBG的开采作业。
三、煤层气数值模拟技术的关键技术与方法（一）三维地质模型的构建构建准确的三维地质模型是煤层气数值模拟的基础。
通过综合运用地质勘探数据、地球物理资料以及现场实验数据等，构建出煤层结构、断层分布、煤质特征等关键要素的三维地质模型。
（二）数学物理模型的建立根据地质模型和CBG的储藏特性，建立相应的数学物理模型。
包括流体流动模型、渗流模型等，以反映CBG在地下储藏层的流动规律和储藏特性。
（三）数值计算与模拟利用计算机进行数值计算和模拟。
通过求解数学物理模型中的相关方程，得到CBG的储量、压力、渗流速度等重要参数。
同时，通过模拟不同开采方案下的CBG流动情况，为优化开采方案提供依据。
四、煤层气数值模拟技术的应用研究（一）优化煤层气开发方案通过煤层气数值模拟技术，可以更加准确地预测CBG的储量、压力、渗流速度等关键参数。
在此基础上，可以对不同的开发方案进行模拟和比较，从而选择最优的开发方案。
这有助于提高CBG的开发效率，降低开发成本。
（二）预测CBG的分布与储量通过三维地质模型的构建和数学物理模型的建立，可以有效地预测CBG的分布与储量。
这有助于合理规划CBG的开采区域和确定采气量，提高资源的利用率。
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas）是近几十年来受到国内外学者关注的重要资源。
它对于煤田的开发、煤矿安全生产及环保都有重大意义。
煤层气数值模拟技术则是煤层气开发和开采过程的关键手段，具有精准、快速的特点。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的原理、应用及研究进展，以期为相关领域的研究者提供参考。
二、煤层气数值模拟技术原理煤层气数值模拟技术主要基于流体动力学、热力学、岩石力学等多学科原理，以数学模型为框架，对煤层气的分布、储集和开采过程进行数值分析和预测。
在模拟过程中，通过设定不同的参数和条件，可以模拟出煤层气的生成、运移、聚集和开采等过程。
三、煤层气数值模拟技术的应用煤层气数值模拟技术被广泛应用于煤田地质勘探、煤层气资源评价、矿井瓦斯防治、煤矿安全生产等多个领域。
在煤田地质勘探中，通过数值模拟可以预测煤层气的分布和储量；在煤矿安全生产中，可以利用该技术分析矿井瓦斯的运动规律，提高安全水平。
四、研究进展1. 模型优化：随着研究的深入，学者们不断优化数值模拟模型，使其更加符合实际情况。
例如，通过引入更精确的物理参数和数学公式，使模型更加精准地描述煤层气的生成和运移过程。
2. 多学科融合：煤层气数值模拟技术已不再是单一学科的领域，而是涉及流体动力学、热力学、岩石力学等多个学科的交叉研究。
多学科融合的研究方式使得数值模拟更加准确、全面。
3. 高效算法开发：为了提高模拟的效率和精度，学者们不断开发新的高效算法。
这些算法包括并行计算、自适应网格等技术，可以大大提高模拟的速度和准确性。
4. 实际应用案例：随着技术的发展，煤层气数值模拟技术在许多煤矿和煤田得到了广泛应用。
例如，某大型煤矿通过使用该技术成功预测了瓦斯涌出量，有效防止了瓦斯事故的发生。
五、未来展望未来，煤层气数值模拟技术将进一步发展，具体趋势如下：1. 更加精细化的模型：随着对煤层气生成和运移机理的深入研究，模型将更加精细，能够更准确地描述煤层气的生成和运移过程。
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas，简称CBG）作为煤炭开采过程中的一种清洁能源，其开发利用对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。
随着计算机技术的快速发展，数值模拟技术已成为煤层气开发过程中的重要工具。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的应用研究，以期为煤层气的合理开发提供科学依据和技术支持。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术是通过建立数学模型，运用计算机技术对煤层气的生成、运移、聚集和开采过程进行模拟的技术。
该技术能够有效地预测煤层气的分布规律、储量大小、开采效果等，为煤层气的开发提供科学依据。
三、煤层气数值模拟技术的应用研究1. 煤层气生成与运移模拟煤层气的生成与运移是煤层气数值模拟技术的重要研究内容。
通过建立合理的数学模型，对煤层气的生成机制、运移规律进行深入研究。
其中，要考虑地质因素（如煤层厚度、地质构造等）和物理化学因素（如温度、压力等）对煤层气生成与运移的影响。
通过模拟结果，可以预测煤层气的分布范围和储量大小。
2. 煤层气储层评价与选区预测煤层气储层的评价与选区预测是煤层气开发的关键环节。
通过数值模拟技术，可以对不同区域的煤层气储层进行评价，分析各区域的储量大小、开采难度等因素。
同时，通过模拟结果，可以预测不同区域的开采效果，为选区提供科学依据。
3. 煤层气开采过程模拟煤层气开采过程模拟是数值模拟技术的核心应用之一。
通过建立详细的数学模型，对煤层气的开采过程进行模拟，包括钻井、排采、增产措施等。
通过模拟结果，可以预测不同开采方案的效果，为制定合理的开采方案提供依据。
四、案例分析以某煤矿区为例，运用煤层气数值模拟技术对该区域的煤层气进行模拟研究。
首先，建立数学模型，考虑地质因素和物理化学因素对煤层气生成与运移的影响；其次，对煤层气储层进行评价与选区预测；最后，对煤层气的开采过程进行模拟。
通过模拟结果，发现该区域具有较好的煤层气开发潜力，并制定了合理的开采方案。
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（简称CBM）作为一种清洁、高效的能源，其开发和利用对于我国能源结构的调整和环境保护具有重要意义。
随着科技的进步，数值模拟技术在煤层气开发领域的应用越来越广泛。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的应用研究，分析其现状及存在的问题，以期为煤层气的开发和利用提供新的思路和方法。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术是一种基于计算机模拟技术，通过对煤层气的生成、运移、聚集和开采等过程进行数学描述和计算，以预测煤层气的分布、储量和开采效果的技术。
该技术具有高效、准确、全面等优点，已成为煤层气开发的重要手段。
三、煤层气数值模拟技术的应用研究1. 煤层气生成和运移模拟煤层气的生成和运移是煤层气开采的基础。
通过数值模拟技术，可以准确地描述煤层气的生成过程和运移规律，为煤层气的开采提供理论依据。
例如，通过建立煤层气的生成模型和运移模型，可以预测煤层气的生成量和运移方向，为制定开采方案提供依据。
2. 煤层气储量计算和分布预测煤层气的储量和分布是评价煤层气开发潜力的关键因素。
通过数值模拟技术，可以准确地计算煤层气的储量和预测其分布情况。
例如，利用地质统计学方法和数值模拟技术相结合，可以建立煤层气的三维地质模型和储量模型，为煤层气的开发和利用提供依据。
3. 煤层气开采过程模拟煤层气的开采过程涉及多个环节和因素。
通过数值模拟技术，可以准确地模拟煤层气的开采过程，包括钻井、完井、采收等环节。
通过模拟不同开采方案的效果，可以为制定最优的开采方案提供依据。
四、煤层气数值模拟技术的挑战与展望虽然煤层气数值模拟技术已经取得了显著的成果，但仍面临一些挑战和问题。
首先，煤层气的生成和运移受多种因素影响，如地质条件、温度、压力等，需要进一步研究和探索。
其次，数值模拟技术的准确性和可靠性有待提高，需要不断优化和改进。
此外，数值模拟技术的成本也需要进一步降低，以提高其在煤层气开发中的应用范围。
煤层气田注水开发的数值模拟研究引言煤层气是一种新型能源，其开发与利用正在逐步成为国内外的重要课题。
在煤层气开发过程中，注水开发是目前广泛采用的提高煤层气产量和延长采收周期的有效手段。
随着计算机技术不断发展，数值模拟已成为研究注水开发煤层气田的重要手段。
本文将着重探讨煤层气田注水开发的数值模拟研究。
一、煤层气田注水开发的概述1.1 煤层气田注水开发的意义煤层气田注水开发是指在采气的同时利用地面水源将水注入到煤层中，形成压差驱动气体流动，达到提高煤层气采收率和经济效益的技术。
煤层气田注水开发的实施，可以进一步提高煤层气采收率和利用效率，减少煤层气中的温室气体排放，降低能源成本，对能源重要性的保障和环境保护具有重要的意义。
1.2 煤层气田注水开发的基本原理煤层气田注水开发原理，即通过采取输水管道、水井等有效施工措施，将地表水注入到煤层中，形成高压力区使煤层气发生向生产井的移动、周围低压力区气体通过裂缝等途径进入煤层，完成气体生产的总过程。
注水开发技术实施后，能够在不改变原有生产条件的前提下将煤层气补给保证在地质时间上更长久、更稳定，使之成为一种提高煤层气田开发的重要技术手段。
二、煤层气田注水开发的数值模拟研究2.1 数值模拟的基本流程数值模拟是研究煤层气田注水开发过程的一种重要方法，其基本流程包括建立数值模型、模拟数值计算和模型分析三个步骤。
具体来说，基于煤层气田特征和采集的数据，在计算机上进行建模，使用数值模拟软件计算，通过分析和验证计算结果，得出煤层气田注水开发的最优方案。
2.2 数值模拟的建模数值模拟中的建模是基于煤层气田的物理、化学和工程特性，通过建立数学模型进行定量化分析的工作。
建模工作包括适应性分析、选取模型和参数、建立初值、边界条件以及数值网格剖分等内容。
其中，适应性分析是建模的首要工作，它是评估模拟过程、单独设想模型所需数据和适用条件的基础，还需要根据模型的实际情况进行选择合适的数学模型以及合理的参数设定。
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言随着科技进步，煤层气开采领域迎来了许多技术创新，其中，煤层气数值模拟技术是近年来的重要研究课题。
该技术主要借助计算机进行大规模的数据计算与模型模拟，帮助工程师在开采煤层气前，对其地层条件、气藏特性、资源量及开发潜力进行准确预测。
本文将就煤层气数值模拟技术的应用进行深入研究，探讨其技术原理、应用现状及未来发展趋势。
二、煤层气数值模拟技术原理煤层气数值模拟技术基于物理原理和数学模型，利用计算机对煤层气的分布、流动、运移等过程进行模拟。
首先，通过地质勘探获取煤层信息，建立煤层气藏的数值模型。
其次，将相关地质数据、物性参数等输入模型，设置相应的初始条件和边界条件。
最后，运用数值计算方法（如有限差分法、有限元法等）对模型进行求解，得出煤层气的分布情况及开发潜力。
三、煤层气数值模拟技术的应用现状1. 资源评价：通过数值模拟技术，可以准确预测煤层气的资源量及分布情况，为煤层气开发提供可靠的资源保障。
2. 开发方案设计：在开发方案设计阶段，数值模拟技术可帮助工程师预测煤层气的产量、压力变化等关键参数，为制定合理的开发方案提供依据。
3. 风险评估：通过数值模拟技术，可以对煤层气开发过程中的风险进行评估，如地质风险、工程风险等，为决策者提供科学的决策依据。
4. 优化开采：在开采过程中，通过实时监测和调整数值模拟模型，可以优化开采方案，提高采收率。
四、煤层气数值模拟技术的优势与挑战优势：1. 提高预测精度：通过数值模拟技术，可以更准确地预测煤层气的分布、产量及开发潜力。
2. 减少成本：通过减少试采次数、降低风险等措施，降低开发成本。
3. 优化决策：为决策者提供科学依据，优化开发方案。
挑战：1. 数据质量：地质数据的准确性和完整性对数值模拟结果具有重要影响。
2. 模型复杂性：煤层气藏的复杂性使得建立准确的数值模型具有一定的难度。
3. 技术更新：随着科技的发展，需要不断更新数值模拟技术以适应新的地质条件和开发需求。
煤层气藏数值模拟By gulfmoon79@精准石油论坛目录1. 煤层气藏开发生产特点2. 煤层气流动机理3. 煤层气藏几个重要参数3.1 孔隙度3.2 煤层渗透率3.3 变煤层渗透率3.4 相对渗透率曲线3.5 煤层厚度3.6 煤层气连通性3.7 煤层气含量3.8 煤吸附能力4. 模拟煤层气藏4.1 变黑油模型4.2 单孔介质模型4.3 双孔介质模型4.4 多孔介质模型4.5 黑油模型4.6 组分模型前言煤层气藏与常规气藏的最主要区别在于煤层气是以吸附状态吸附在煤基质微孔隙的表面，在生产过程中，当气藏压力下降到临界解析压力，煤层气从煤基质解析出来，通过煤基质扩散到煤裂缝，然后从煤裂缝流入到生产井。
煤裂缝通常初始充满地层水，其中可能存在自由气，但一般不会超过储量的1％。
而常规气藏气体是以自由气状态储存在气藏孔隙，气体在孔隙间的流动是达西渗流。
煤层气藏数值模拟模型需要模拟煤层气从煤基质解析然后扩散到煤裂缝的流动机理，这是与常规模拟模型的主要不同。
常规模拟模型只描述流体在储层中的渗流，而煤层气模型需要描述煤层气从煤基质解析，煤层气扩散到煤裂缝，煤层气在煤裂缝间渗流以及从裂缝流入到生产井。
煤层气数值模拟模型可以采用单孔介质模型，双孔介质模型以及多孔介质模型。
对流体的描述可以采用黑油模型或组分模型。
单孔介质模型一个网格中的孔隙部分代表煤裂缝，非孔隙部分代表煤基质，煤层气从煤基质实时解析，与煤裂缝自由气达到瞬间平衡。
双重介质模型包括基质网格以及基质网格对应的裂缝网格。
模型基质网格描述煤层基质，基质网格提供气源，在开采过程中随着压力下降，气体从基质网格解析然后扩散流动到裂缝网格。
模型裂缝网格描述煤层裂缝，流体在煤层裂缝渗流，然后流入到生产井。
多孔介质模型可以将煤层基质划分为多个模型基质体系，然后模拟基质体系间的流动特征。
在实际工作中最常用的是双孔介质模型。
煤层气组分主要是甲烷，在我现在工作的煤层气藏，甲烷含量占98％以上，只含有很少量的氮气和二氧化碳。
《煤层气定向羽状水平井开采数值模拟方法研究》篇一一、引言随着对清洁能源需求的增长，煤层气（CNG）作为一种重要的能源资源，其开采技术的研究与开发显得尤为重要。
煤层气定向羽状水平井技术是近年来发展起来的一种新型开采技术，具有开采效率高、储层破坏小等优点。
然而，由于其地质条件的复杂性及开采过程中的多种因素影响，对煤层气开采的数值模拟研究成为提高开采效率和保证安全生产的关键。
本文旨在研究煤层气定向羽状水平井开采的数值模拟方法，为煤层气的有效开采提供理论支持。
二、煤层气基本特性及开采现状煤层气是一种蕴藏在煤层中的天然气资源，其成分以甲烷为主。
我国煤层气资源丰富，但由于地质条件复杂、技术限制等因素，目前开采率相对较低。
传统的直井开采方式在面对复杂地质条件时往往效果不佳，而定向羽状水平井技术因其独特的设计和工艺，可以更好地适应复杂地质条件，提高煤层气的开采效率。
三、煤层气定向羽状水平井技术煤层气定向羽状水平井技术是一种新型的开采技术，其核心在于通过精确的地质导向和工程控制，将多口井以一定角度和间距排列形成羽状井网，进而达到提高煤层气开采效率的目的。
该技术能够有效地解决传统直井开采中遇到的地质难题，同时减少了储层的破坏。
四、数值模拟方法研究（一）模型建立在煤层气定向羽状水平井的数值模拟中，需要建立合理的地质模型和工程模型。
地质模型应充分考虑煤层的厚度、渗透率、孔隙度等地质参数；工程模型则需要考虑井网的布局、生产制度等因素。
通过建立合理的模型，可以更准确地模拟煤层气的开采过程。
（二）数值方法选择在数值模拟中，需要选择合适的数值方法。
目前常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、离散元法等。
针对煤层气开采的特点，有限差分法因其计算速度快、稳定性好而成为首选的数值方法。
（三）模拟过程与结果分析在模拟过程中，需要设定合理的初始条件和边界条件，然后通过数值计算得到煤层气的压力分布、流量变化等数据。
通过对这些数据进行分析，可以了解煤层气的开采过程、影响因素及优化措施。
CMG煤层气数值模拟软件介绍加拿大计算机模拟软件集团煤层气模拟的基本概念 层气模拟 本概2煤层构造和煤层气流动机理 原生孔隙：基质 次生孔隙：割理（裂缝）3煤层中的流动状态CH4 CO2 N2 煤层气 次开采 煤层气一次开采 CO2 提高采收率 (CO2-ECBM) N2 提高采收率 (N2-ECBM) 烟道气提高采收率4煤层气一次开采机理 通过排水降低割理压力 煤层气从基质中解吸附出来 扩散到节理/裂缝当中 煤层气从基质中解吸附出来，扩散到节理 煤层气和水流动到井筒 在裂缝中为达西流动 • 面割理和端割理 • 面割理和端割理的垂直连接部分 在大型裂缝中的达西流动或者管流 • 大型节理 大型 • 次生裂缝z1 在生产油管和井筒中的管流 裂缝渗透率受基质影响CH4Coal Matrix煤层割理和裂缝CH4 CH4 H2O CH45CH4CH4Slide 5 z1zll, 2012-3-14提高煤层气采收率机理ECBM烟道气CO2分离 注入N2N2 CH4 出售煤 深部煤层绿色电厂CO2CH4CH4CH4• 提高煤层气采收率 • 温室气体( (GHG) )封存6煤层属性：多重孔隙度系统 原生孔隙度系统（煤层基质） 微孔隙度 (< 2 nm) 中孔隙度 (2 – 50 nm)+ 非常低的流通能力：渗透率在微达西范围 只有扩散流动 次生孔隙度系统（煤层节理） 宏观孔隙度 (> 50 nm) 天然裂缝 更强的流通能力：渗透率在毫达西范围 达西流动7在GEM中煤作为多重孔隙系统 需要多重孔隙度模型例如 DUALPOR SHAPE GK在裂缝（割理）系统中为标准的达西流动裂缝间距, I,J,K IJK例如 DIFRAC CON 0.2 或 DIFRAC ALL array MATRIX 表示基质系统 FRACTURE 表示裂缝系统 基质中允许非达西流动 煤层气从基质扩散到裂缝（注意：如果基质渗透率被指定为0，那么基质到裂缝之间没有流动。
煤层气田注水开发的数值模拟研究煤层气田注水开发是一种利用地下煤层中的水资源来提高煤层气开采率的方法。
在注水开发过程中，需要进行数值模拟研究，以更好地理解注水开发对煤层气田产气量及渗流动态的影响。
本文将从数值模拟的原理、方法和应用领域三个方面对煤层气田注水开发进行研究。
一、数值模拟的原理数值模拟是通过建立数学模型，使用计算机进行计算和分析，模拟和预测真实物理过程的方法。
在煤层气田注水开发中，数值模拟可以通过建立煤层气田开发的数学模型，模拟地层变化、气水流动、气体产量及注水效果等过程。
二、数值模拟的方法数值模拟的方法主要包括数值计算、离散化处理、边界条件确定和参数输入等步骤。
数值计算是指通过数学方法将煤层气田开发的物理过程转化为数学方程，运用数值计算方法求解方程并得到近似解。
离散化处理是将煤层气田划分为若干小区域，并将每个小区域进行网格划分，将煤层气田的物理过程转化为有限个小区域上的物理过程。
边界条件确定是指根据实际情况，确定煤层气田不同边界区域的物理条件，例如井筒口的产气量、地面温度、压力变化等。
参数输入是将实际的煤层气田地质数据以及物化参数通过数值模拟软件输入模型中，以提供基础数据和条件。
三、数值模拟的应用领域首先，通过数值模拟可以进行煤层气田注水开发的优化设计，根据地层特点和注水条件，确定最佳的注水量、注水时间以及注水方案等。
其次，数值模拟可以帮助选择最佳的注水方案。
通过模拟煤层气田的气水两相流动情况，可以预测不同注水方案下的产气量、煤层水压变化等，以指导注水开发的决策。
最后，数值模拟还可以进行气水两相流模拟，研究不同压力、温度、注水量等条件下的气水流动规律和气体产量变化，并预测不同开采方案对煤层气田的影响。
总之，煤层气田注水开发的数值模拟研究对于指导煤层气田的优化开发具有重要意义。
通过数值模拟，可以更好地理解注水开发对煤层气田的影响，优化开发方案，提高煤层气田的产能和开采效率。
利⽤CMG-GEM组分模拟器模拟煤层⽓开采教程（⼆）利⽤CMG—GEM组分模拟器模拟煤层⽓开采教程（⼆）加拿⼤计算机模拟软件集团(CMG)教程2：矿场规模CBM模拟内容：（1）利⽤等温吸附线描述煤层含⽓量图（2）⽤户基于含⽓量输⼊煤层初始化数值（3）CMOST敏感性分析（4）CMOST辅助历史拟合可⽤数据：（1）Rescue格式的地质模型（2）测量不同井的等温线来表⽰三个主要煤层（3）主要煤层的含⽓量图⼀、打开BUILDER1.在Launcher中双击BUILDER图标打开BUILDER2.选择GEM模拟器，SI国际标准单位，DUALPOR，Gilman and Kazemi形状因⼦，开始⽇期2005-01-01。
3.单击OK两次。
⼆、输⼊输出控制部分（Input/Output Control Section）1.在树状图中单击I/O Control。
2.双击Titles And Case ID，输⼊“Multi Well CBM model”，按OK。
3.双击Restart，选择Enable restart writing,并使⽤REWIND 2。
4.单击，并在⽇期2005-01-01,点击两次OK。
三、油藏描述部分（Reservoir Description Section）1.打开⼀个RESCUE模型（rescue2009.bin）并导⼊⼀个地质⽹格及油藏属性，如下所⽰：2.将CMG关键字与rescue模型属性匹配，如下所⽰。
3.当展开Reservoir标签下的Array Properties时，会有⼀个红⾊叉号（），表明在这部分需要输⼊⼀些“必须的”内容。
4.单击Specify Property按键输⼊下⾯的油藏参数和值：Property Value for “Whole Grid”Porosity (Matrix ) 0.001Permeability I (Matrix) 0.001 mDPermeability J (Matrix) EQUALSIPermeability K (Matrix) EQUALSIPermeability J (Fracture ) EQUALSIPermeability K (Fracture) EQUALSI* 0.1Fracture Spacing I 0.05 mFracture Spacing J EQUALSI * 0.5Fracture Spacing K EQUALSI * 0.1Implicit Flag 3Implicit Flag – (Fracture) 35.按两次OK进⼊Calculate Property。
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言随着科技进步，煤层气开采领域迎来了许多技术创新，其中，煤层气数值模拟技术尤为突出。
此技术不仅可以预测煤层气的赋存、运移及产出，同时也可用于制定科学、有效的开发策略。
本文将对煤层气数值模拟技术的理论基础、应用及挑战等方面进行深入研究，并以此提升我们对该领域更深层次的认识。
二、煤层气数值模拟技术理论基础煤层气数值模拟技术是一种综合应用了数学模型、物理原理以及计算机技术，以研究煤层气在煤层中的分布、运动及产出的过程的技术。
在数学上，这个复杂的过程往往以数学方程（如流体力学方程等）进行表达。
在实际的数值模拟中，技术人员通常运用大规模并行计算的算法进行运算和预测。
三、煤层气数值模拟技术的具体应用（一）勘探与资源评价利用煤层气数值模拟技术可以对煤炭开采的适宜性进行评价，也可以进行勘探井位的选取，帮助开发者提前掌握开采前景，确定出可行的资源开采策略。
在勘探与资源评价阶段，此技术能够有效避免风险和节约成本。
（二）采前储量计算与采后预测在煤层气开采前，通过数值模拟技术可以精确计算出储量，预测煤层气的分布和流动情况。
在采后阶段，该技术也可用于预测煤层气的剩余储量和产出情况，为后续的开采工作提供指导。
（三）开发方案设计在制定开发方案时，通过数值模拟技术可以模拟出不同开发策略下的煤层气产出情况，从而选择最优的开发方案。
此外，该技术还可以对开发过程中的各种参数进行优化，如井网布置、排采速度等。
四、煤层气数值模拟技术的挑战与前景尽管煤层气数值模拟技术已经取得了显著的进步，但仍面临一些挑战。
首先，该技术需要大量的数据支持，包括地质数据、生产数据等。
这些数据的准确性和完整性直接影响到模拟的准确性。
其次，该技术需要专业的技术人员进行操作和维护。
因此，需要加强人才的培养和引进。
此外，随着技术的发展和研究的深入，如何进一步提高模拟的精度和效率也是该领域需要解决的问题。
然而，随着计算机技术的不断发展和相关理论的完善，煤层气数值模拟技术的应用前景十分广阔。
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言随着社会经济的持续发展和对清洁能源的迫切需求，煤层气作为一种潜力巨大的新能源资源受到了广泛关注。
煤层气（CMM）开采过程涉及到多孔介质流动、储层性质和多种复杂的物理化学反应。
传统的现场实验研究方法不仅成本高昂，而且耗时较长。
因此，煤层气数值模拟技术应用成为近年来研究的热点，其在理论分析和实践应用上都有着显著的价值。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术主要依托于计算机技术和计算流体动力学原理，通过对煤层气的储层条件、流体力学性质以及相关化学反应进行建模和仿真，以实现对煤层气开采过程的预测和优化。
该技术通过构建三维模型，可以模拟煤层气的生成、运移、聚集和开采等全过程，为煤层气的开发提供理论依据。
三、煤层气数值模拟技术的应用研究1. 模型建立与参数设定在煤层气数值模拟过程中，首先需要建立准确的数学模型。
这包括对储层地质构造的准确描述、流体性质的分析以及相关物理化学参数的设定等。
此外，还需根据实际需求选择合适的模拟方法和算法。
2. 模拟过程与结果分析通过设定不同的开采方案和参数，进行煤层气数值模拟。
模拟结果可以直观地展示煤层气的分布、压力变化、流量分布以及潜在的危险区域等。
同时，结合实际现场数据，可以对模拟结果进行验证和优化。
3. 预测与优化基于数值模拟结果，可以对煤层气的开采过程进行预测和优化。
例如，预测不同开采方案下的产能变化、评估储层的开采潜力以及优化开采参数等。
此外，数值模拟还可以帮助发现潜在的隐患和问题，为制定合理的开采策略提供依据。
四、研究案例分析以某地区的煤层气开采项目为例，采用数值模拟技术对该区域的煤层气储层条件、流体性质和开采过程进行建模和仿真。
通过对不同开采方案的模拟和对比，发现了一种更为高效的开采方法，提高了产能并降低了成本。
同时，数值模拟还帮助发现了潜在的储层问题，为制定合理的开采策略提供了有力支持。
五、结论煤层气数值模拟技术应用研究对于煤层气的开发具有重要价值。
CMG煤层气数值模拟软件介绍加拿大计算机模拟软件集团煤层气模拟的基本概念 层气模拟 本概2煤层构造和煤层气流动机理 原生孔隙：基质 次生孔隙：割理（裂缝）3煤层中的流动状态CH4 CO2 N2 煤层气 次开采 煤层气一次开采 CO2 提高采收率 (CO2-ECBM) N2 提高采收率 (N2-ECBM) 烟道气提高采收率4煤层气一次开采机理 通过排水降低割理压力 煤层气从基质中解吸附出来 扩散到节理/裂缝当中 煤层气从基质中解吸附出来，扩散到节理 煤层气和水流动到井筒 在裂缝中为达西流动 • 面割理和端割理 • 面割理和端割理的垂直连接部分 在大型裂缝中的达西流动或者管流 • 大型节理 大型 • 次生裂缝z1 在生产油管和井筒中的管流 裂缝渗透率受基质影响CH4Coal Matrix煤层割理和裂缝CH4 CH4 H2O CH45CH4CH4Slide 5 z1zll, 2012-3-14提高煤层气采收率机理ECBM烟道气CO2分离 注入N2N2 CH4 出售煤 深部煤层绿色电厂CO2CH4CH4CH4• 提高煤层气采收率 • 温室气体( (GHG) )封存6煤层属性：多重孔隙度系统 原生孔隙度系统（煤层基质） 微孔隙度 (< 2 nm) 中孔隙度 (2 – 50 nm)+ 非常低的流通能力：渗透率在微达西范围 只有扩散流动 次生孔隙度系统（煤层节理） 宏观孔隙度 (> 50 nm) 天然裂缝 更强的流通能力：渗透率在毫达西范围 达西流动7在GEM中煤作为多重孔隙系统 需要多重孔隙度模型例如 DUALPOR SHAPE GK在裂缝（割理）系统中为标准的达西流动裂缝间距, I,J,K IJK例如 DIFRAC CON 0.2 或 DIFRAC ALL array MATRIX 表示基质系统 FRACTURE 表示裂缝系统 基质中允许非达西流动 煤层气从基质扩散到裂缝（注意：如果基质渗透率被指定为0，那么基质到裂缝之间没有流动。
）8煤层属性：渗透率各向异性 面割理方向为较大的渗透率来定义割理系统渗透率各 向异性。
例如 PERMI MATRIX CON 0.001 PERMJ MATRIX EQUALSI PERMK MATRIX EQUALSI PERMI FRACTURE CON PERMJ FRACTURE CON PERMK FRACTURE CON 0.8 4 0.49煤层气吸附模拟CBM吸附模拟气体的吸附量随着压力增加非线性增大同时 气体的吸附量随着压力增加非线性增大，同时随压力降低而减小。
这由等温吸附线描述。
如果油藏温度和压力是已知的，那么可以通过等温线来估计煤层气在煤层中吸附的最大值，等温线来估计煤层气在煤层中吸附的最大值以及在什么压力下解吸附开始。
煤层吸附气体的含量是煤的等级、灰分含量、水分含量和煤层压力影响的函数。
水分含量和煤层压力影响的函数吸附定义等温吸附曲线(Langmuir类型)(L iGEM吸附模拟 单组分吸附：GEM：吸附定义 多组分吸附模型：GEM中吸附关键字Langmuir 等温线关键字：ADGCSTC-Langmuir等温线的压力参数的倒数(1/P)L 1/kpa or 1/psiADGMAXC-指定单位质量岩石吸附组分的最大摩尔量(V)L gmole of gas/kg of rock or gmole/lb of rock（注意右侧单位）（注意右侧单位！）*ROCKDEN : 煤层密度（除孔隙外的实际岩石密度） Kg/m3 or lb/ft3Kg/m3or lb/ft3这些关键字在模型的ROCK-FLUID部分定义。
GEM中吸附关键字例如**$ Property: Maximal Adsorbed Mass(CH4) (gmole/kg) Max: 0 Min: 0**$P t M i l Ad b d M(CH4)(l/k)M0Mi0ADGMAXC 'CH4' FRACTURE CON 0**$ Property: Maximal Adsorbed Mass(CO2) (gmole/kg) Max: 0 Min: 0ADGMAXC 'CO2' FRACTURE CON 0**$ Property: Maximal Adsorbed Mass(CH4) (gmole/kg) Max: 0.734287 Min: 0ADGMAXC 'CH4' MATRIX CON 0.734287$ Property: Maximal Adsorbed Mass(CO2) (gmole/kg) Max: 1.04824 Min: 0**$Property:Maximal Adsorbed Mass(CO2)(gmole/kg)Max:1.04824Min:0ADGMAXC 'CO2' MATRIX CON 1.04824**$ Property: Langmuir Adsorption Constant(CH4) (1/kPa) Max: 0.000303306 Min: 0.000303306 ADGCSTC 'CH4' MATRIX CON 0.000303306**$ Property: Langmuir Adsorption Constant(CH4) (1/kPa) Max: 0 Min: 0ADGCSTC 'CH4' FRACTURE CON 0**$ Property: Langmuir Adsorption Constant(CO2) (1/kPa) Max: 0.000809717 Min: 0.000809717 ADGCSTC 'CO2' MATRIX CON 0.000809717**$ Property: Langmuir Adsorption Constant(CO2) (1/kPa) Max: 0 Min: 0ADGCSTC 'CO2' FRACTURE CON 0**$ Property: Rock Density (kg/m3) Max: 1327 Min: 1327ROCKDEN MATRIX CON 1327其他复杂吸附模型选项其它复杂系统可利用表格输入吸附作用数据表格输入的语法*ADSORBTMAX ‘组分’ϖmax其中，ϖmax 表示岩石对某组分的最大吸附值，单位是gmole/kg( 或者lb)*ADSTAB ‘组分’** (组分分压, kpa/psia) (组分吸附量)2_21_1ϖϖp p 在多组分系统，可以将这个表格扩展到每种组分。
n_..... ....ϖn p气体在煤层基质中流动扩散GEM：扩散模拟两种类型的模型：1.煤层自由扩散：模拟煤层基质到裂缝的扩散，遵循Ficks law：V l[][])f,k(C)m,k(C*)Sg(F*)K(diffus*shape*volQ−=Vol = 单元体积Diffus(k)=扩散值F(S)F(Sg)=模拟水堵的裂缝含气饱和度函数C(k,m)= 基质中物质k在自由气相的质量浓度C(k f)=C(k,f)= 裂缝中物质k在自由气相的质量浓度2.煤层朗格缪尔扩散：f k Lang m k Lang *Sg F *K diffus *shape *vol −=Vol = 晶粒体积[][]),(g ),(g )g ()(p Q Diffus(k )= 扩散值F(Sg) =水堵裂缝气体饱和度函数Lang(k,m) =基质中扩展的煤层朗格缪尔等温线Lang(k f)=Lang(k,f) =裂缝中扩展的煤层朗格缪尔等温线输入煤层扩散时间(COAL-DIF-TIME)(COAL DIF TIME) 直接使用测量到的解吸附时间•受组分影响内部计算扩散流动直接输入气相扩散值(COAL-DIF-COMP) 输入扩散常数(cm2/sec)()输入估算的煤层节理（裂缝）间距•形状因子（Shape Factor）p流动取决于这两个参数的影响直接输入气相扩散值煤层渗透率随时间的变化在注入阶段和生产阶段煤层渗透率的变化在煤层气井开采阶段，渗透率的变化是十分巨大的：在圣胡安盆地被报道超过100倍。
在ECBM时，渗透率的变化更加的强烈，这是因为组分随着煤层特有时渗透率的变化更加的强烈这是因为组分随着煤层特有的膨胀和收缩性质而发生变化。
渗透率变化的解析模型可以有效地提供合理的与现场数据相比较的结果。
煤层渗透率变化的解析模型¾ARI model (Pekot and Reeves, 2003)ARI d l(P k t d R2003)()¾Palmer and Mansoori (P&M, 1996, 1998 )¾Shi and Durucan (S&D, 2003, 2005)¾Cui and Bustin (2005, 2007)C();(¾ARC model ; extension of P&M model (Mavor & Gunter, 2004, 2005)¾Improved P&M model (2008)Improved P&M model(2008)GEM：基质的膨胀和收缩什么时候气/水开始产出？裂缝压力降低，改变有效应力裂缝闭合，降低渗透率煤层气解吸附引起基质收缩裂缝张开，增大渗透率裂缝张开增大渗透率注入其他气体引起基质膨胀多种相互矛盾影响同时出现GEM可以模拟膨胀/收缩过程：利用“压缩/膨胀” 选项”•压力函数-Palmer & Mansoori•用户根据压力相关的孔隙度和渗透率倍数来导入列表数据Palmer-Mansoori 模型P l M iPalmer-Mansoori 模型P l M i典型煤层气裂缝渗透率图表Using (k/kinit ) = ( φ/ φinit)pwr模型多组分Palmer/Mansoori 模型： 问题：注入CO 导致基质膨胀2•由于CH 4的解吸附，膨胀效果相对压缩更强烈•预计井可能严重失去注入吸收能力需要由组分决定P&M 参数•改进输入一个“平均”参数的设置•指定由组分决定的ε指定由分决定的L 和p ε多组分Palmer/Mansoori 模型：P l/M i模型P&M 模型的关键字CROCKTYPE¾CROCKTYPE 定义为激活P&M模型P&M模型的压力应变需要裂缝的压缩系数(C)和相应的参f考压力。
