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煤层气注CO2/N2开采数值模拟研究的开题报告

一、研究背景与意义

煤层气开采是一种新兴的能源开发方式，具有环保、高效、清洁等优点。然而，其中一个挑战是如何提高煤层气开采的效率和经济性。注入CO2/N2是一种有效的方法，能够提高煤层气的排放率、降低渗透压、增加孔隙度和改善煤层压力分布，从而提高煤层气的采收率。因此，煤层气注入CO2/N2的技术已经在过去几年里受到了越来越多的关注。

二、研究内容

本研究旨在开展煤层气注CO2/N2开采数值模拟研究，具体内容包括以下三个方面：

1.建立煤层气注CO2/N2开采的物理数学模型，包括注入过程、渗透过程、吸附过程和解吸过程。

2.运用有限元方法对煤层气注CO2/N2开采的过程进行数值模拟，探讨注入CO2/N2对煤层气开采的影响。

3.开展不同注入CO2/N2浓度、注入量、注入深度等参数对煤层气采收率的影响分析，探究最优注入方案。

三、研究方法

1.搜集相关文献资料，了解煤层气开采及注入CO2/N2技术的研究现状和经验。

2.建立数学模型，分析渗透、吸附和解吸等复杂物理过程，建立煤层气注CO2/N2开采的物理数学模型，确定模型参数并确定边界条件。

3.运用COMSOLMultiphysics有限元软件对模型进行数值模拟，优化参数设定，给出煤层气注CO2/N2开采的数值解。

4.对不同参数进行数值模拟，比较不同注入方案对煤层气采收率的影响，并对结果进行分析和解释。

四、预期结果

通过煤层气注CO2/N2开采数值模拟研究，预期可以得到以下几个方面的研究结果：

1.建立煤层气注CO2/N2开采的物理数学模型。

2.探究注入CO2/N2对煤层气开采过程的影响，包括煤层渗透性、孔隙度、煤层压力等物理参数的变化等。

3.分析不同注入方案对煤层气采收率的影响，确定最优注入方案。

4.预测煤层气采收率的变化趋势以及CO2/N2的注入量和浓度对采收率的影响。

五、论文组成部分

本研究报告将包括以下几个部分：

1.引言：对煤层气开采及注入CO2/N2技术的应用进行概述，并阐明研究的背景、目的和意义。

2.文献综述：对国内外煤层气注入CO2/N2技术在理论和应用方面研究现状及进展进行综合评述和分析。

3.数学模型和数值模拟：建立煤层气注CO2/N2开采的物理数学模型，探究注入CO2/N2对煤层气采收率的影响，运用有限元方法进行数值模拟，比较不同注入方案对采收率的影响。

4.结果分析和讨论：对模拟结果进行分析和解释，讨论不同注入方案对煤层气采收率的影响，验证数值模拟结果的准确性。

5.结论和展望：总结研究成果，提出进一步研究的展望和建议。

六、参考文献

[1]李国栋,张泉男,吴克昌,等.煤层气开采注气技术研究进展和展望[J].天然气勘探与开发,2015,38(5):1-7.

[2]郑振伟,张凡,王洋等.煤层气注气技术_注入CO2及N2的应用进展[J].河南化工,2014,31(23):68-72.

[3]刘倩,邵明立,吕世浩等.煤层气注气提高采收率的实验研究[J].石油与天然气化工,2015(6):48-51.

[4]杨冬艳,宋之彬,石兴祥,等.矿井压力自调注气开采理论及应用[J].煤炭科学技术,2014,42(9):95-99.

[5]陈玥,吴欣怡,唐泓灏等.煤层气注气提高采收率的物理机制及现状综述[J].岩石学报,2015,31(5):1721-1731.