柿庄南区块位于沁水盆地南部,煤层气储量较为丰富。柿庄南区块的有效开发对完成沁水盆地产能建设、缓解日益增长的能源矛盾具有重要意义。论文基于国家重大专项,旨在为实现柿庄南区块的建产能力而选取典型井组开展煤层气数值模拟研究。本文在煤层气解吸、扩散和渗流的数学模型基础上,在数值模拟软件中建立了双孔介质模型,采用了Langmuir等温吸附曲线和Fick第一定律分别描述煤层气的解吸和扩散过程,实现了煤层气非瞬时解吸—扩散过程数值模拟;引入改进后的同时考虑应力敏感和煤岩基质收缩的渗透率动态变化模型,通过嵌入渗透率变化系数,实现了排采过程中的渗透率动态变化数值模拟;采用分支水平井等效替代压裂缝的方法,实现了煤层气压裂直井数值模拟。基于排采动态规律,将煤层气井划分为5个排采阶段,根据稳定产气阶段的气产量,将煤层气井进行产能分级;在历史拟合的基础上,针对煤层气井的不同排采特点进行生产动态分析;通过数值模拟软件针对不同产能等级的煤层气井分别从沿压裂缝方向与垂直压裂缝方向研究储层参数的动态分布规律;分别从储层条件、吸附-解吸特征、压裂工艺和排采工艺进行煤层气产能影响因素分析;最终评价了典型井组的生产潜能,并提出了合理地增产建议。研究结果表明在数值模型中考虑排采过程中应力敏感效应和煤岩基质收缩效应对储层渗透率的影响,能有效降低排采中后期时的煤层气产能计算误差;压力不能有效传播、气体解吸半径小以及排水效果较差是造成部分煤层气井低产的主要原因。虽然压裂缝半长与煤层气产能成正相关,但当煤层顶板为含水层时,过长的压裂缝可能导致产生大量的越流供给,导致排水降压阶段时间延长,气井形成无效排水,增加排水难度,导致压降漏斗扩展幅度较小,煤层气解吸范围有限。若在目前井网布置下采用衰竭式开采,煤层气采收率较低;采用负压开采、注气开采和重复压裂时,有利于提高煤层气采收率,是有效的增产措施。