基于我国煤层气需求量的日益增长,中高渗透条件下的煤层气资源日趋减少,对低渗透条件下的煤层气进行开发已成为必然趋势。但在低渗透条件下,煤层气渗透不再符合达西定律,煤层气开采难度提高。本文通过实验探究、理论推导和数值模拟的方式针对低渗透条件下煤层气藏的非达西渗流规律进行研究。首先,在低渗透条件下,渗流速度与压力梯度之间的关系曲线直线段的反向延长线不通过坐标原点是非达西渗流的主要特征;导致非达西渗流的主要原因有气体渗透的启动压力效应、滑脱效应和边界层效应;判定非达西渗流的主要方法有雷诺数判别法和压力数判别法。其次,通过室内实验进行了不同围压、不同温度、不同含水率作用下的煤的渗透实验。得出不同条件下煤层气体的渗透率均在10^-3μm²数量级范围内,属于低渗透煤层;随着围压的增大,启动压力梯度值和非达西渗流的临界压力梯度值增大,同时,气体的渗透率随围压的增大而减小,围压在较低的范围内变化时,各项参数的变化更敏感;渗透率随温度的升高而降低,温度越高滑脱效应越弱、启动压力梯度值越大;随着含水率的增加,渗透率呈下降趋势,拟启动压力值和临界压力梯度值增大,滑脱效应减弱;整个实验规律符合非达西渗流的主要特征。然后通过实验数据对流量与压力梯度之间的关系进行指数型分段拟合,通过蒙特卡洛数值求解的方式得到达西渗流和非达西渗流的临界点,得出不同条件下非达西渗流的数学表达式;建立了考虑边界层效应的非达西渗流方程,提出了一种以孔喉半径为依据判定非达西渗流的新方法;得出边界层厚度越大、平均孔喉半径越小,非达西渗流现象越明显的规律;判定出阜矿地区煤层气渗流规律为非达西渗流。最后,通过建立非达西流固耦合渗流场方程,对低渗气藏煤层其渗流规律进行瓦斯钻孔抽采数值模拟研究,证实了低渗透条件下煤层气渗流存在启动压力梯度的必然性,通过渗透率的变化规律分析得出在低渗透条件下气体的渗透规律符合建立的非达西渗流数学模型。该论文有图35幅,表3个,参考文献76篇。