我国煤层气资源储量丰富,加快其开发进程,对于缓解天然气供应压力、调整能源结构具有重大意义。而我国煤储层低渗透率、低压力、低饱和度特征突出,国外已有的成熟煤层气开发理论不能完全适用,存在储层气水赋存关系不清、产量预测不准等问题。因此,需要针对我国煤层气区块,分析影响煤层气赋存、渗流及产出的关键因素,客观评价我国煤层气开采潜力,促进煤层气资源的合理开发。本论文通过煤样扫描电镜实验及高温炉加热实验,结合煤层气藏生烃机理及规律,分析了不同热演化阶段下煤岩孔隙发育特征及气水赋存方式。基于分子模拟方法及室内吸附实验,研究了不同成熟度煤岩中水分对甲烷赋存能力的影响规律。进而建立了考虑孔隙水影响的煤储层“四种流动状态”下渗透率动态变化表征模型,并进一步提出了储层水影响下的煤层气井产量预测方法。主要结论及认识如下:(1)揭示了不同成熟度煤岩孔隙气水分布特征的差异性规律。结果表明:伴随着煤层气的生成,变质孔隙不同演化阶段可存在少量的吸附水,主要为固-气界面吸附,而原生孔隙则可存在固-液界面吸附。(2)建立了考虑孔隙水影响的煤储层气水两相流动状态下渗透率动态变化表征模型。研究认为:煤储层气水两相流动状态下孔隙水解吸引起的基质收缩效应增加了孔隙的有效尺度,进而增加了煤岩的渗透性;煤岩孔隙内水的赋存作用对储层渗透率影响可达18.5%左右;现有的煤储层渗透率表征模型通常低估了气水两相流动状态下储层的渗流能力。(3)建立了考虑煤岩孔隙水、吸附气解吸、气水两相流动等特征的煤层气井产能解析与经验模型。研究认为:考虑因孔隙水解吸引起的基质收缩效应时,气井产量预测值增大;随着煤岩基质湿度的增加,气井产量增加可达11.6%左右。考虑气水两相流动等影响的煤储层lnq(产量)与(?)lnt(时间)两者之间呈线性关系;以Well D井为例,传统的Duong模型相比于新经验模型产量预测结果偏高4.03%左右,而新经验模型预测精度更高。本论文通过研究不同成熟度煤岩基质孔隙内的气水分布特征,揭示了孔隙水对煤岩中甲烷赋存能力的影响规律,建立了考虑孔隙水影响的煤储层动态渗透率及井产气量表征模型,为解决储层含水条件下煤层气井产量预测精度低这一问题提供理论支撑,从而可促进我国煤层气资源合理、有效地开发。