Numerical simulation study on coal seam CO2-ECBM based onmulti-physics fields coupling solution
LIU Shiqi,FANG Huihuang,SANG Shuxun,WU Jianguang, ZHANG Shouren, ZHANG Bing
中国矿业大学 低碳能源研究院中国矿业大学 江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室中国矿业大学 资源与地球科学学院中国矿业大学 煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室
数值模拟技术是在煤层中注入CO2提高煤层CH4采收率(CO2-ECBM)工程方案优化设计与增产效果评价的有效方法。考虑温度效应和有效应力影响下的CO2与CH4竞争吸附、扩散与渗流作用,以及煤层孔隙度与渗透率的动态演化特征,建立了CO2注入煤储层结构演化-流体运移-储存能力THM(thermo-hydro-mechanical)全耦合数学模型,并采用有限元法进行多物理场全耦合求解。通过对沁水盆地3号煤层典型五井式CO2-ECBM开发井网开展模拟,探讨了不同注入压力条件下CO2注入与CH4产出特征。模拟结果显示,数学模型具有较高的准确性,证实了CO2-ECBM过程中煤层渗透率总体呈降低趋势,注入井附近渗透率主要受CH4与CO2竞争吸附的影响;注CO2对提高CH4累计产出量具有积极作用,增大注气压力可提高CO2注入及CH4产出的效率。
permeability; stress field; gas injection pressure; injection rate; output rate
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会