[发明专利]一种双重孔隙煤体的煤层气预测方法和系统

权利要求书

1.一种双重孔隙煤体的煤层气预测方法，所述煤体为煤基质和裂隙组成的双重孔隙介质，其特征在于，包括：

步骤S101、沿所述煤基质的径向和所述煤体处煤层钻孔的径向，设置所述钻孔周围瓦斯流场网格节点；

步骤S102、基于有限差分方法，根据所述钻孔周围瓦斯流场网格节点，对预设的煤体双重孔隙瓦斯流动模型进行离散，得到所述煤体的双重孔隙瓦斯流动差分模型；其中，所述煤体双重孔隙瓦斯流动模型为：

所述煤体双重孔隙瓦斯流动模型的初始条件为：

所述煤体双重孔隙瓦斯流动模型的边界条件为：

式中，a为瓦斯的极限吸附量；b为吸附常数；p_m为煤基质内瓦斯压力；B为单位换算系数；n_m为煤基质孔隙率；t为煤基质中的吸附态的瓦斯解吸扩撒到裂隙空间内的解吸扩散时间；K_m为微孔道瓦斯扩散系数；ρ_c是煤体的视密度；ρ_s是瓦斯的标准密度；r为煤基质球体内任意一点距球心的距离；n_f为裂隙的孔隙率；p₀为标准状态下的大气压力；P_f为裂隙内瓦斯压力平方；λ_f为裂隙的透气性系数；x为煤体中任意一点到钻孔壁的距离；q为瓦斯源项；R为煤基质半径；p_r为煤层原始瓦斯压力；p_n为钻孔瓦斯压力；Γ₁为钻孔壁边界；Γ₂为煤层未受钻孔影响的区域的边界；x表示所述煤体的裂隙内任一点到所述钻孔的壁面的距离；

步骤S103、基于所述煤体的双重孔隙瓦斯流动差分模型，得到所述煤层钻孔周围瓦斯流场网格节点中的每个裂隙流场网格节点的裂隙内瓦斯压力；

步骤S104、根据所述裂隙流场网格节点的裂隙内瓦斯压力，基于达西定律，计算所述钻孔的瓦斯流量和/或瓦斯抽采量。

2.根据权利要求1所述的双重孔隙煤体的煤层气预测方法，其特征在于，在步骤S101中，

沿所述煤基质的径向和所述钻孔的径向，按照等比变换设置所述煤层钻孔周围瓦斯流场网格节点；其中，所述网格节点在所述煤基质的径向和所述钻孔的径向的公比分别为c₁和c₂，其中，c₁＞1，0＜c₂＜1。

3.根据权利要求1所述的双重孔隙煤体的煤层气预测方法，其特征在于，在步骤S102中，

基于有限差分方法，根据所述煤层钻孔周围瓦斯流场网格节点，对煤基质扩散模型进行离散，得到煤基质瓦斯流动差分方程；其中，所述煤基质扩散模型为：

沿所述煤基质的径向，第（i，j）个所述网格节点n时刻的所述煤基质瓦斯流动差分方程为：

其中，

i，j分别表示所述网格节点沿煤层钻孔的径向、沿煤基质径向的网格坐标，；； 分别表示沿煤层钻孔的径向、沿煤基质径向的边界条件对应的数值，均为有理数。