煤层气作为一种非常规油气资源,正逐渐成为常规天然气的重要接替。目前,我国已在沁水盆地、鄂尔多斯盆地进行了大规模开发。然而,在滇东-黔西地区,煤层多、单煤层薄,而且薄煤层之间夹杂有含气砂岩层,在开发过程煤层之间会相互干扰,因此多煤层气藏中煤层气的运移更复杂。(1)基于自主研制的多煤层气藏层间窜流实验装置,开展了煤层与煤层、煤层与砂岩的层间窜流实验,分析了围压、轴压和孔隙压力等因素对层间窜流的影响。依据煤层与砂岩夹层的沉积过程和界面胶结特征,提出了熔合界面、过渡界面和裂隙型界面三种概念模型,并建立了三种界面类型对应的气-水两相层间窜流模型。基于煤层与砂岩层间窜流理论模型和窜流实验结果,提出了计算层间窜流阻力系数的方法,揭示了煤层与砂岩层间窜流机理。(2)基于煤岩双孔-单渗模型、砂岩单孔-单渗模型、煤岩与砂岩层间窜流模型和井筒气-水两相管流模型,考虑了污染和压裂的影响,通过井筒气-水两相流压降与煤层和砂岩夹层的产气量和产水量迭代,耦合了多煤层气-水两相渗流、砂岩夹层气-水两相渗流、煤层与砂岩层间窜流和井筒气-水两相管流,建立了多煤层气藏全过程气-水两相耦合流动模型。采用全隐式有限差分方法对数学模型进行了求解,并将多煤层气藏全过程流动模型的预测结果与商业软件对比,初步验证了多煤层气藏全过程气-水两相流动耦合模型计算的准确性。(3)基于自主编制的多煤层气藏合采井产能预测数值模拟软件,对多煤层气合采井的产气规律、层间窜流规律和压降漏斗扩展规律进行了分析,对影响层间窜流和多煤层气藏合采井产能的煤层和砂岩夹层物性参数以及层间界面参数进行了敏感性分析。(4)基于对合采井产气规律、多煤层物性参数敏感性分析和煤层产气贡献率分析,建立了多煤层层系划分流程图,并提出了判定准则;提出了一套多阶段、多梯度井底流压控制方法,为多煤层气合采井排采优化提供指导;基于多煤层气合采井产能预测数值模拟软件和遗传算法,通过对煤层气井生产数据拟合,获取了潘河区块和滇东区块煤层物性参数,验证了多煤层气藏合采井产能预测数值模拟软件的可靠性和实用性。