水—煤层气在低渗透煤层中运移规律的数值模拟研究
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摘要
煤层气作为一种洁净的新能源,具有广阔的开发前景。由于我国煤层多为低渗透煤层,且大部分煤层含水,而水的存在直接影响了煤层气的产出率,因此对水-气两相流在煤层中的耦合运移研究显得尤为重要。本文采用实验室实验与数值模拟相结合的方法,对水-气两相流的渗流机理、影响因素、数学模型等进行了进一步的研究,其结果表明:随煤样围压的增大或含束缚水饱和度的增加,均使气体流量减小,气体渗流的非线性部分有增大的趋势;当煤层中产生自由移动水时,随含水饱和的增加,气体、水的相对渗透率分别呈指数形式衰减和递增。在建立了气-水两相流在煤层中运移的控制方程基础上,应用COMSOL Multiphysic软件对水-气两相流在煤层中的运移规律进行了模拟分析,其结果与选取的现场实测数据吻合性较好。
Coal gas as a new energy, has a wide development prospect. Because of many low permeability and water-cut coal in our country, and that water direct affects output ratio of coal gas, so the study on simultaneous transport for water-gas two-phase flow in coal seems more important. Experiment combined with numerical simulation has using in this paper. Studying water-gas two-phase flow percolation mechanism、influencing factors、mathematical model, the results showes that: with coal confining pressure enlarging or containing bound water saturation increasing, gas flow decreasing, nonlinear drag of gas percolation has increasing trend;when the coal produced by free mobile water, with water saturated increasing, relative permeability of gas、water respectively showes attenuation and increasing in an exponential form. Based on establishing control equation of water-gas two-phase flow in coal the paper applicates COMSOL Multiphysic simulation to analyse water-gas two-phase flow migration rules in coal, the results is anastomosed with online measured data.
Coal gas as a new energy, has a wide development prospect. Because of many low permeability and water-cut coal in our country, and that water direct affects output ratio of coal gas, so the study on simultaneous transport for water-gas two-phase flow in coal seems more important. Experiment combined with numerical simulation has using in this paper. Studying water-gas two-phase flow percolation mechanism、influencing factors、mathematical model, the results showes that: with coal confining pressure enlarging or containing bound water saturation increasing, gas flow decreasing, nonlinear drag of gas percolation has increasing trend;when the coal produced by free mobile water, with water saturated increasing, relative permeability of gas、water respectively showes attenuation and increasing in an exponential form. Based on establishing control equation of water-gas two-phase flow in coal the paper applicates COMSOL Multiphysic simulation to analyse water-gas two-phase flow migration rules in coal, the results is anastomosed with online measured data.
引文
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