CN118627341B 一种煤炭地下气化的腔体演化模拟方法及装置 （中国石油天然气集团有限公司）

号一种煤炭地下气化的腔体演化模拟方法及本申请提供了一种煤炭地下气化的腔体演及能量平衡模型及生成煤炭地下气化的多场耦存条件及所述有限元初始模型模拟煤炭地下气的腔体演化模拟方法及装置实现了深层煤炭地原位温压条件下气化工艺参数优化提供技术支2根据预先构建的应力应变模型、气体运移模型、化学反应模型及根据所述多场耦合本构模型建立煤炭地下气化的有限根据煤层实际赋存条件及所述有限元初始模型模拟煤炭地下气根据获取的区块地质参数及岩石力学参数构建应所述气体运移模型包括瓦斯运移模型及水蒸气运移模型；所述根据根据所述初始流体参数及瓦斯运移机制构建所述瓦根据所述初始流体参数及水蒸气运移机制构建所述水蒸所述根据预先构建的应力应变模型、气体运移模型、化学反根据所述二维几何模型及所述多场耦合本构模型建立所述有限根据所述煤层实际赋存条件及所述有限元初始模型生成将所述多场边界条件及所述非均质参数输入所述有限元初始模型，得3有限元初始模型建立单元，用于根据所述多场耦合腔体演化模拟单元，用于根据煤层实际赋存条件及所述有限元初始应力应变模型构建单元，用于根据获取的区块地质参数及岩石瓦斯运移模型构建模块，用于根据所述初始流体参数及瓦水蒸气运移模型构建模块，用于根据所述初始流体参数及水蒸气运渗透率演化模型生成模块，用于根据获取的煤岩孔隙度演化模型生成渗透率演化模有限元初始模型建立模块，用于根据所述二维几何模型及所有限元模型生成模块，用于根据所述煤层实际赋存条件及4非均质参数生成子模块，用于对所述有限元初始模型的参数进行非有限元模型生成子模块，用于将所述多场边界条件及所述腔体边界特征确定子模块，用于利用所述有限元模型及获取的腔体演化过程确定子模块，用于根据所述腔体边界特征确定煤算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5技术(UCG)是解决深部煤炭原位开发的有效手段之一，该技术是将处于地下的煤炭在原位进行有控制的燃烧，通过煤的热解以及与氧气、水蒸气等发生的一系列化学作用产生CO、[0008]根据煤层实际赋存条件及所述有限元初始模型模拟煤炭地下气化的腔体演化过6想气体状态模型将所述应力应变模型、所述气体运移模型及所述能量平衡模型交叉耦合，[0020]进一步地，所述根据所述多场耦合本构模型建立煤炭地下气化的有限元初始模模型及能量平衡模型生成煤炭地下气化的多场耦合7[0056]腔体演化模拟模块，用于利用所述有限元模型模拟煤炭地下气化的腔体演化过8下气化腔体建模和发育过程全维度预测，能够模拟不同注入条件下煤层气化腔边界特征，9[0096]图1是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，模型；根据煤层实际赋存条件及所述有限元初始模型模拟煤炭地下气化的腔体演化过程，程的热流固化(THMC)多场耦合本构模型，以对煤炭地下气化的腔体演化规律进行模拟[0104]在一实施例中，深部煤炭可以为埋深大于2200米、厚度介于5米至20米之间的煤[0105]图2是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，[0107]具体地，考虑煤基质在高温作用下的热膨胀以及煤层孔隙受到气体压力的基础程中气体主要为瓦斯及水蒸气，因此气体运移模型包括瓦斯运移模型及水蒸气运移模型。[0114]图3是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，初始流体参数及瓦斯运移机制构建的瓦斯运移模型可气压下的瓦斯密度，t为总时间，VL为在瓦斯吸附和解吸的临界温度下的Langmuir体积常根据煤炭地下气化反应构建的化学反应模型[0144]图4是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，εvgg[0174]图5是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，[0177]S502：根据所述二维几何模型及所述多场耦合本构模型建立所述有限元初始模[0181]图6是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，[0184]图7是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，[0198]图8是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，[0202]图9是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化模拟方法的流程示意图，如图9所示，在所述利用所述有限元模型及获取的初始地应力平衡参数确定腔体边界特征力和应变分布。稳态计算旨在找到煤层和周围岩体在当前条件下的初始地应力平衡状态，[0213]图10是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化反应模型及能量平衡模型生成煤炭地下气化[0217]图11是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0222]图12是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0225]图13是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0228]图14是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0231]图15是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0234]图16是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0236]非均质参数生成子模块1602，用于对所述有限元初始模型的参数进行非均质赋[0238]图17是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化[0241]图18是本申请一实施例提供的煤炭地下气化的腔体演化申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以条件及所述有限元初始模型模拟煤炭地下气化的多场耦合本构模型；根据所述多场耦合本构模型建立煤炭地下气化的有限元初始模型；根据煤层实际赋存条件及所述有限元初始模型模拟煤炭地下气现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定[0251]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一