目录 1
1研究基础 1
1.1 国内外研究现状及文献综述 1
↓1.1煤层甲烷研究及开发现状 1
1.1.2煤层甲烷生成、运移、聚集及相关学科研究现状 2
1.1.3煤层甲烷数值模拟研究现状 4
1.1.4评述 5
1.2 煤层甲烷地质演化史数值模拟研究的思路和方法 6
2煤层甲烷地史演化地质模型 8
2.1 生烃子模型 8
2.1.1煤层有机质类型、丰度、有机质成熟度及生烃 9
2.1.2煤化作用进程的影响因素 10
2.2 储层特征及脱吸附子模型 11
2.2.1煤储层物性特征及煤层甲烷的赋存 11
2.2.2储层压力、外部应力及其意义 12
2.3 煤层甲烷运移子模型 14
2.3.1煤层甲烷的垂向运移 14
2.3.2煤储层内的流场 15
2.4 煤层甲烷聚散子模型 16
2.4.1煤层甲烷生、运、聚、散演化过程中的物质平衡 16
2.4.2煤层甲烷的聚集和富集 17
2.5 煤层甲烷生成、运移、聚集及散失动态平衡动力学地质模型 18
3.1.1盖层中的扩散及费克定律 20
3.1 扩散和渗流运移物质平衡方程 20
3煤层甲烷地史演化数学模型 20
3.1.2煤储层中的渗流连续方程 21
3.2 各种地质参数讨论 25
3.2.1煤层和煤质定量表述 25
3.2.2煤层有机质生气量 26
3.2.3煤储层参数定量表述 27
3.3 动态平衡过程的数学表达 41
3.3.1 区域生气量及散失量 41
3.3.2煤层甲烷地质历史演化过程动态平衡数学表达 43
3.4 煤层甲烷生成、运移、聚集及散失动态平衡动力学模型的数学表达 44
3.4.1基本参数 44
3.3.3流体的PVT性质 44
3.4.2生烃子模型 45
3.4.3脱吸附及储层物性特征子模型 45
3.4.4运移子模型 46
3.4.5聚散子模型 46
4煤层甲烷生成、运移、聚集及散失地质历史演化数值模拟研究 47
4.1 煤层甲烷扩散运移数值模拟 47
4.1.1数值模型 47
4.1.2不同地质条件下游离甲烷扩散散失作用数值模拟研究 49
4.1.3讨论及小结 66
4.2 封闭体系储层压力及盖层突破数值模拟 67
4.2.1封闭体系储层压力 68
4.2.2盖层突破与甲烷的逸散 69
4.2.3小结 71
4.3 煤储层割理孔隙率数值模拟 72
4.3.1割理孔隙率的控制和影响因素 72
4.3.2小结 74
4.4 煤层甲烷渗流运移数值模拟 74
4.4.1数值模型 74
4.4.2模拟运算结果及讨论 79
4.4.3讨论及小结 86
4.5 本章小结 88
5研究实例 89
5.1 基础地质及煤层甲烷地质 89
5.1.2煤层及煤质 91
5.1.1 地层 91
5.1.3煤储层及盖层物性特征 92
5.1.4地质构造 95
5.1.5地质演化史 95
5.2 地质模型及数学模型 98
5.2.1地质模型 98
5.2.2数学及计算机模型 98
5.3 煤层甲烷演化史 100
5.3.1时间演化特征及演化阶段 101
5.3.2全区阶段演化特征 103
5.3.3全区统计结果 114
5.4讨论及小结 115
6.1 煤层甲烷地质历史演化模式探讨 117
6.1.1煤层甲烷地质历史演化的阶段性 117
6煤层甲烷地质历史演化及富集规律探讨 117
6.1.2地质历史中煤层甲烷的聚集 119
6.1.3煤层甲烷地质历史演化模式 120
6.2 煤层甲烷富集规律探讨 121
6.2.1 各种地质因素对煤层甲烷富集作用的影响 122
6.2.2地质历史演化过程对煤层甲烷富集的影响 123
6.3 煤层甲烷地质演化史数值模拟研究方法论 125
6.3.1基础工作 125
6.3.2建立地质模型及数学模型 126
6.4 评述 127
6.4.1煤层甲烷地质演化史数值模拟研究的意义 127
6.3.3模拟运算 127
6.3.4计算结果整理和分析 127
6.4.2煤层甲烷地质演化史数值模拟研究展望及今后工作方向 128
7结论 130
7.1 建模工作——提出了一套描述煤层甲烷地质历史演化过程的地质模型和数学模型 130
7.2理论模拟——揭示了煤层甲烷地质历史演化的基本特征和基本规律 131
7.3 实例研究——首次实现了研究区煤层甲烷地质历史演化过程的定量模拟及预测 132
7.4 综合分析——总结了煤层甲烷地质历史演化的过程特征及其聚集和富集规律 132
7.5 方法论研究——提出了煤层甲烷地质历史演化过程数值模拟研究方法 133
附录：主要符号说明及单位 134
参考文献 136