采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (2): 370-379.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2021.0475

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考虑蒸汽相变煤层气注热开采数值模拟研究

  

  1. 1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室, 安徽    淮南    232001; 2.安徽理工大学安全科学与工程学院, 安徽    淮南    232001
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2022-04-15
  • 通讯作者: 唐明云 E-maiI: mytang@aust.edu.cn TeI: 0554-6668032
  • 作者简介:唐明云( 1978— ) 男 江西省南丰县人 博士 教授 从事煤矿安全方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目( 51774014,51904013)


Numerical simulation  of coalbed  methane production  by  heat inJection  considering  steam condensation

  • Online:2021-03-15 Published:2022-04-15

摘要:

为研究蒸汽相变对煤层气注热开采的影响,首先,基于传热、传质和应力守恒原理,建立考虑蒸汽相变影响的煤层气注热开采热-流-固耦合三相二组分模型;其次,采用有限容积法离散和牛顿-拉夫逊迭代对耦合模型进行求解;最后,利用二维五井注采物理模型,分别对注 250 °c蒸汽、250°c热水和直接抽采 3 种方案进行数值模拟研究。 结果表明 在设定相同注采压力和注采时间下,注蒸汽质量低于注热水质量,但由于蒸汽相变潜热影响,注蒸汽后煤层井底附近温度高于注热水;注蒸汽后煤层气累计抽采量得到明显提高,统计得到抽采 100 d 时,注蒸汽后煤层气累计抽采量比直接抽采提高 17.5%,而注热水后累计抽采量比直接抽采降低 9.8%, 说明注蒸汽比注热水更有利于煤层气开采。

关键词:  煤层气 , 注热开采 , 热 流 固耦合 , 蒸汽相变 , 多相渗流

中图分类号: