大规模压裂改变了煤层气低产、低效的开发现状，但煤层气压裂井生产动态不清晰、渗透率演化机制不明确，极大地限制了煤层气藏的高效开发。为此，考虑煤层吸附膨胀、裂缝压缩和非稳态蠕变条件下的总应变演化，结合立方定律建立渗透率模型，利用有限体积法（FVM）结合瞬态嵌入式离散裂缝模型（tEDFM）求解压力和渗透率场。依托嵌入式流量交换原理，建立吸附-游离多重采出计算框架，实现压后生产动态分析和产能计算。研究发现：煤层气压裂井生产动态包括初期高产、解吸上升、中期稳产、后期衰减和末期枯竭5个阶段。兰氏压力越大，吸附气上产越快，兰氏压力为2.6 MPa时，1800天后吸附气主导生产。兰氏体积增加至15m3/t，解吸附贡献占比持续上升，吸附态甲烷在560天后成为主要气源。水力裂缝越密集，泄压面积增大显著提升初期产能且衰减越晚。裂缝间距增大3倍，最高产气量减少约48%，裂缝半长增加50 m，初期产量增加近一倍。渗透率演化包括损失、恢复和增强三个阶段，裂缝压缩系数为0.031/MPa，800天内损失率高达76%。尽管裂缝闭合造成渗透率损失，当甲烷解吸并采出，膨胀应变减小，使得渗透率进入恢复阶段。压裂规模增大，渗透率恢复越快且程度更高，促进煤层气长效采出。当解吸附应变大于0.06，渗透率在生产后期可恢复并增强至初期的1.2倍。煤层粘弹性模量越低，蠕变造成的渗透率损伤越明显。

0 前言
1 数学模型构建
1.1 渗流控制方程
1.2 渗透率演化
2 数学模型求解
2.1 FVM数值离散
2.2 瞬态修正的tEDFM模型
2.3 耦合求解
2.4 产能计算
3 模型验证
3.1 数值解验证
3.2 生产历史拟合
4 煤层气压裂井生产动态评价
4.1 生产动态阶段划分
4.2 生产动态敏感性分析
5 煤层气压裂井渗透率演化分析
6 结 论

郭建春,张涛,武玺,等.煤层气压裂水平井生产动态分析及其渗透率协同演化机制[J/OL].煤炭学报,1-18[2024-12-31].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0578.