地面水平井井上下接续快速抽采瓦斯效果模拟评价

周效志

中国矿业大学资源与地球科学学院地质系

1 地面水平井分段压裂多目的煤储层地质-工程模型构建

利用XSite 4.0水力压裂模拟软件开展地面水平井分段水力压裂数值模拟（图4-1），结合水力压裂施工过程中微震监测结果（图4-2），确定多目的煤层水力压裂有效改造范围，量化压裂改造区内储层渗透性改造效果，揭示水平井穿倾斜煤层群煤储层水力压裂裂缝空间差异扩展规律。基于已建立的地面水平井井区煤层群三维地质模型，叠加多目的煤层水力压裂改造效果，构建表征地面瓦斯预抽前多目的煤储层特征的地质—工程模型。

2 煤储层中气水两相流动“热-流-固”多场耦合数学模型构建

基于煤储层孔裂隙渗流网络表征与敏感性评价，考虑地面水平井石门瓦斯井上下快速接续预抽过程中有效应力、气水饱和度、流体流动速度等因素对煤储层渗透性的影响，对水平井井筒周围煤储层孔隙度、气水两相渗透率进行动态表征，构建反映水平井井上下接序抽采过程煤储层中气水两相流动“热-流-固”多场耦合数学模型（图4-3）。

3 石门瓦斯井上下快速接续预抽煤储层动态研究与抽采效果模拟

综合煤储层地质-工程模型、多场耦合数学模型，利用COMSOL等煤层气（瓦斯）排采储层数值模拟软件对地面水平井气水产出数据进行拟合（图4-4），并据此优化调整模型参数。基于优化的地质-工程模型，开展地面水平井井上下接序抽采瓦斯效果评价，模拟查明井上下快速接续抽采过程中煤储层压力、含气量、含水饱和度等储层参数的动态变化（图4-5），预测地面水平井长期排采下的瓦斯预抽效果及储层压降漏斗平面差异扩展规律（图4-6），指导井上下接序抽采时间的确定及井上下高效协同预抽工作。