煤层气数值模拟讲解
第九章 煤层气数值模拟
dCi
§9.5 数模技术的发展
煤层气开发 理论与技术
地质模型的发展
煤层气储层的渗透率模型也由单一渗透率模型（裂 隙渗透率）发展成双重渗透率（裂隙渗透率和基质 孔隙渗透率）；渗透率模型还加进了应力敏感模型。
2015/11/1
中国石油大学（北京）煤层气研究中心
2015/11/1
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§9.3 数学模型
煤层气开发 理论与技术
数学模型
扩散模型－Fick定律
式中：qm 为煤基质中甲烷扩散量，m3/day； D 为扩散系数，m2/day； 为形状因子，m-2； g 为甲烷的密度，t/m3；
Vm 为煤基质块的体积，m3; C(t) 为煤基质中甲烷的平均浓度，m3/t; C(P) 为基质-割理边界上的平衡甲烷浓度，m3/t。q
VL = 188 – 471 ft3/t G6-12, 样1305T PL = 258 psia
VL = 228 ft3/t
G6-12, 样1309T VL = 390 ft3/t
PL = 1601 psia
PL = 576 psia PL = 258 psia
目标井的估算值
VL = 257 ft3/t
《煤层气开发与开采》
煤层气开发 理论与技术
第一章 绪论
第二章 煤层气储层特征
第三章 煤层气钻井技术与工程设计 第四章 煤层气工程管理与质量控制 第五章 煤层气测井 第六章 煤层气钻井
第七章 煤层气增产技术
第八章 煤层气排采控制理论与工艺技术 第九章 煤层气数值模拟
煤层气开发 理论与技术
第九章 煤层气数值模拟
§9.1 概 述
煤层气开发 理论与技术
动态煤层气开采过程数值模拟与优化设计
动态煤层气开采过程数值模拟与优化设计煤层气是一种地下天然气，是通过在煤层中压缩、吸附与解吸而形成的一种天然气资源。
煤层气的开采过程对其固有属性和地质条件有很强的依赖，同时也受到工程开采技术和设备装备等因素影响。
因此，为了更好地开采煤层气，并实现其可持续利用，必须进行数值模拟和优化设计研究。
一、煤层气开采过程数值模拟对于煤层气开采过程的数值模拟，通常采用有限元方法进行模拟。
在模拟过程中，需要考虑煤层孔隙度、渗透率、煤层气吸附解吸等参数。
该方法的数学模型通常包括连续介质的力学模型、多相流模型以及热力学模型等。
1. 连续介质力学模型在煤层气开采过程中，需要考虑地层的力学性质。
这可以通过连续介质力学模型进行建模。
其中，地层的应力状态是重要的参数。
在考虑应用有限元方法进行模拟时，地层的应力状态通常可以按照线性、非线性等不同形式进行建模。
2. 多相流模型在考虑煤层气开采过程的模拟时，还需要考虑气、液相同时存在的情况。
这可以通过多相流模型进行建模。
在建模时，可以采用质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程等不同方程进行描述。
3. 热力学模型在考虑煤层气开采过程的模拟时，还需要考虑气的温度变化。
这可以通过热力学模型进行建模。
在建模时，可以采用热能守恒方程、质量守恒方程以及理想气体状态方程等不同方程进行描述。
二、优化设计对于煤层气开采过程的优化设计，主要包括井网结构设计、注采方案设计和生产运营方案设计等。
1. 井网结构设计井网结构是指煤层气开采时地下各个井之间的联系结构。
井网结构设计的主要目的是最大化地提高煤层气开采效率，并减少煤层气开采过程的成本。
在进行井网结构设计时，需要考虑煤层气在地下的分布状况、开采技术和设备装备等因素。
2. 注采方案设计注采方案指开采过程中液态水和气体之间的注入和回收。
注采方案设计的主要目的是使液态水和气体之间达到最佳配比，以达到最高的采收率。
在进行注采方案设计时，需要考虑地层的物理性质、煤层气的产量和采收率等因素。
煤层气数值模拟技术进展
该案例通过建立煤层气生产模型，利用数值模拟技术预测了煤层气的产量。通过模拟，发现不同开采 条件和工艺对煤层气产量有显著影响。根据预测结果，制定了相应的生产计划和决策，为提高煤层气 产量和经济效益提供了重要支持。
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03 煤层气数值模拟技术的应 用
煤层气的储层描述
储层参数确定
通过数值模拟技术，可以确定煤层气 的储层参数，如孔隙度、渗透率、含 气量等，为后续的开采方案设计提供 基础数据。
储层非均质性分析
煤层气的储层存在非均质性，数值模 拟技术可以对这种非均质性进行分析 ，了解其对煤层气开采的影响。
煤层气的开采方案设计
井网优化
通过数值模拟技术，可以对煤层气的开采井网进行优化设计，确定最优的井位、 井间距和井深等参数。
排水采气方案设计
数值模拟技术可以模拟不同排水采气方案的效果，为实际开采提供参考。
煤层气的生产动态预测
生产动态预测
通过数值模拟技术，可以对煤层气的 生产动态进行预测，了解不同开采阶 段的生产情况。
优化开采策略
型。
煤层气吸附模型
基于物理化学原理，建立煤层 气在煤颗粒表面的吸附模型， 包括Langmuir模型和 Freundlich模型等。
煤层气解吸模型
基于物理化学原理，建立煤层 气从煤颗粒表面解吸的模型， 包括扩散模型和动力模型等。
煤层气扩散模型
基于物理化学原理，建立煤层 气在煤层中的扩散模型，包括 Fick扩散定律和Dufour扩散定
目前，基于高性能计算机和云计算平台的大规模并行计算 技术在煤层气数值模拟中得到了广泛应用，为大规模煤层 气开采提供了强大的计算支持。
05 煤层气数值模拟技术的实 际案例分析
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas）是近几十年来受到国内外学者关注的重要资源。
它对于煤田的开发、煤矿安全生产及环保都有重大意义。
煤层气数值模拟技术则是煤层气开发和开采过程的关键手段，具有精准、快速的特点。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的原理、应用及研究进展，以期为相关领域的研究者提供参考。
二、煤层气数值模拟技术原理煤层气数值模拟技术主要基于流体动力学、热力学、岩石力学等多学科原理，以数学模型为框架，对煤层气的分布、储集和开采过程进行数值分析和预测。
在模拟过程中，通过设定不同的参数和条件，可以模拟出煤层气的生成、运移、聚集和开采等过程。
三、煤层气数值模拟技术的应用煤层气数值模拟技术被广泛应用于煤田地质勘探、煤层气资源评价、矿井瓦斯防治、煤矿安全生产等多个领域。
在煤田地质勘探中，通过数值模拟可以预测煤层气的分布和储量；在煤矿安全生产中，可以利用该技术分析矿井瓦斯的运动规律，提高安全水平。
四、研究进展1. 模型优化：随着研究的深入，学者们不断优化数值模拟模型，使其更加符合实际情况。
例如，通过引入更精确的物理参数和数学公式，使模型更加精准地描述煤层气的生成和运移过程。
2. 多学科融合：煤层气数值模拟技术已不再是单一学科的领域，而是涉及流体动力学、热力学、岩石力学等多个学科的交叉研究。
多学科融合的研究方式使得数值模拟更加准确、全面。
3. 高效算法开发：为了提高模拟的效率和精度，学者们不断开发新的高效算法。
这些算法包括并行计算、自适应网格等技术，可以大大提高模拟的速度和准确性。
4. 实际应用案例：随着技术的发展，煤层气数值模拟技术在许多煤矿和煤田得到了广泛应用。
例如，某大型煤矿通过使用该技术成功预测了瓦斯涌出量，有效防止了瓦斯事故的发生。
五、未来展望未来，煤层气数值模拟技术将进一步发展，具体趋势如下：1. 更加精细化的模型：随着对煤层气生成和运移机理的深入研究，模型将更加精细，能够更准确地描述煤层气的生成和运移过程。
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（Coalbed Gas，简称CBG）作为煤炭开采过程中的一种清洁能源，其开发利用对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。
随着计算机技术的快速发展，数值模拟技术已成为煤层气开发过程中的重要工具。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的应用研究，以期为煤层气的合理开发提供科学依据和技术支持。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术是通过建立数学模型，运用计算机技术对煤层气的生成、运移、聚集和开采过程进行模拟的技术。
该技术能够有效地预测煤层气的分布规律、储量大小、开采效果等，为煤层气的开发提供科学依据。
三、煤层气数值模拟技术的应用研究1. 煤层气生成与运移模拟煤层气的生成与运移是煤层气数值模拟技术的重要研究内容。
通过建立合理的数学模型，对煤层气的生成机制、运移规律进行深入研究。
其中，要考虑地质因素（如煤层厚度、地质构造等）和物理化学因素（如温度、压力等）对煤层气生成与运移的影响。
通过模拟结果，可以预测煤层气的分布范围和储量大小。
2. 煤层气储层评价与选区预测煤层气储层的评价与选区预测是煤层气开发的关键环节。
通过数值模拟技术，可以对不同区域的煤层气储层进行评价，分析各区域的储量大小、开采难度等因素。
同时，通过模拟结果，可以预测不同区域的开采效果，为选区提供科学依据。
3. 煤层气开采过程模拟煤层气开采过程模拟是数值模拟技术的核心应用之一。
通过建立详细的数学模型，对煤层气的开采过程进行模拟，包括钻井、排采、增产措施等。
通过模拟结果，可以预测不同开采方案的效果，为制定合理的开采方案提供依据。
四、案例分析以某煤矿区为例，运用煤层气数值模拟技术对该区域的煤层气进行模拟研究。
首先，建立数学模型，考虑地质因素和物理化学因素对煤层气生成与运移的影响；其次，对煤层气储层进行评价与选区预测；最后，对煤层气的开采过程进行模拟。
通过模拟结果，发现该区域具有较好的煤层气开发潜力，并制定了合理的开采方案。
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言煤层气（简称CBM）作为一种清洁、高效的能源，其开发和利用对于我国能源结构的调整和环境保护具有重要意义。
随着科技的进步，数值模拟技术在煤层气开发领域的应用越来越广泛。
本文旨在探讨煤层气数值模拟技术的应用研究，分析其现状及存在的问题，以期为煤层气的开发和利用提供新的思路和方法。
二、煤层气数值模拟技术概述煤层气数值模拟技术是一种基于计算机模拟技术，通过对煤层气的生成、运移、聚集和开采等过程进行数学描述和计算，以预测煤层气的分布、储量和开采效果的技术。
该技术具有高效、准确、全面等优点，已成为煤层气开发的重要手段。
三、煤层气数值模拟技术的应用研究1. 煤层气生成和运移模拟煤层气的生成和运移是煤层气开采的基础。
通过数值模拟技术，可以准确地描述煤层气的生成过程和运移规律，为煤层气的开采提供理论依据。
例如，通过建立煤层气的生成模型和运移模型，可以预测煤层气的生成量和运移方向，为制定开采方案提供依据。
2. 煤层气储量计算和分布预测煤层气的储量和分布是评价煤层气开发潜力的关键因素。
通过数值模拟技术，可以准确地计算煤层气的储量和预测其分布情况。
例如，利用地质统计学方法和数值模拟技术相结合，可以建立煤层气的三维地质模型和储量模型，为煤层气的开发和利用提供依据。
3. 煤层气开采过程模拟煤层气的开采过程涉及多个环节和因素。
通过数值模拟技术，可以准确地模拟煤层气的开采过程，包括钻井、完井、采收等环节。
通过模拟不同开采方案的效果，可以为制定最优的开采方案提供依据。
四、煤层气数值模拟技术的挑战与展望虽然煤层气数值模拟技术已经取得了显著的成果，但仍面临一些挑战和问题。
首先，煤层气的生成和运移受多种因素影响，如地质条件、温度、压力等，需要进一步研究和探索。
其次，数值模拟技术的准确性和可靠性有待提高，需要不断优化和改进。
此外，数值模拟技术的成本也需要进一步降低，以提高其在煤层气开发中的应用范围。
《煤层气数值模拟技术应用研究》
《煤层气数值模拟技术应用研究》篇一一、引言随着科技进步，煤层气开采领域迎来了许多技术创新，其中，煤层气数值模拟技术是近年来的重要研究课题。
该技术主要借助计算机进行大规模的数据计算与模型模拟，帮助工程师在开采煤层气前，对其地层条件、气藏特性、资源量及开发潜力进行准确预测。
本文将就煤层气数值模拟技术的应用进行深入研究，探讨其技术原理、应用现状及未来发展趋势。
二、煤层气数值模拟技术原理煤层气数值模拟技术基于物理原理和数学模型，利用计算机对煤层气的分布、流动、运移等过程进行模拟。
首先，通过地质勘探获取煤层信息，建立煤层气藏的数值模型。
其次，将相关地质数据、物性参数等输入模型，设置相应的初始条件和边界条件。
最后，运用数值计算方法（如有限差分法、有限元法等）对模型进行求解，得出煤层气的分布情况及开发潜力。
三、煤层气数值模拟技术的应用现状1. 资源评价：通过数值模拟技术，可以准确预测煤层气的资源量及分布情况，为煤层气开发提供可靠的资源保障。
2. 开发方案设计：在开发方案设计阶段，数值模拟技术可帮助工程师预测煤层气的产量、压力变化等关键参数，为制定合理的开发方案提供依据。
3. 风险评估：通过数值模拟技术，可以对煤层气开发过程中的风险进行评估，如地质风险、工程风险等，为决策者提供科学的决策依据。
4. 优化开采：在开采过程中，通过实时监测和调整数值模拟模型，可以优化开采方案，提高采收率。
四、煤层气数值模拟技术的优势与挑战优势：1. 提高预测精度：通过数值模拟技术，可以更准确地预测煤层气的分布、产量及开发潜力。
2. 减少成本：通过减少试采次数、降低风险等措施，降低开发成本。
3. 优化决策：为决策者提供科学依据，优化开发方案。
挑战：1. 数据质量：地质数据的准确性和完整性对数值模拟结果具有重要影响。
2. 模型复杂性：煤层气藏的复杂性使得建立准确的数值模型具有一定的难度。
3. 技术更新：随着科技的发展，需要不断更新数值模拟技术以适应新的地质条件和开发需求。
煤层气数值模拟技术进展煤层气资源特点
•采煤采气一体化的内涵和外延
•先采气，后采煤，协调发展
• 为实现保障煤矿安全生产、综合开发资源、保护大气环境之 目的，必须坚持统筹规划、先采气、后采煤的基本开发原则，建 设先进的高效开采的绿色矿山。为进一步落实国家八部委提出的 “应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的原则，2006年3月17日国 家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局发布了《煤矿安 全规程》第68条修订稿，明确规定“高瓦斯矿井的易自燃煤层， 应采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施。 使本煤层瓦斯含量不大于6 m3/t或工作面最高风速不大于 3 .5m/s。”
•煤层气井下抽 采
•采煤采气一体化的内涵和外延
•统筹规划，煤、气共采
• 为有效地开发和利用同源同 体的煤炭资源和煤层气资源，必 须坚持统筹规划，煤炭资源和煤 层气资源共采的原则。切实做到 以煤炭开采为中心，建立采煤采 气一体化开发模式。
•煤炭 •开采
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2020/11/21
煤层气数值模拟技术进展煤层气资源 特点
2020/11/21
煤层气数值模拟技术进展煤层气资源 特点
• 三、煤层气资源分布特征
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•中国各成煤时代煤层气资源分布图
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煤层气数值模拟技术进展煤层气资源 特点
• 煤层气开发的根本目的无外乎有效地开发和利用煤层气资源、最 大限度地改善煤矿安全生产条件（降低瓦斯）、更好地保护人类赖以 生存的大气环境等几个方面。 • 对投资者而言，投资的根本目的是获取利润。基于投资目的和开 发技术条件，在煤层气资源开发过程中逐步发展成为两类截然不同的 开发方式：
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2020/11/21
煤层气数值模拟技术进展煤层气资源 特点
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1. 煤层气藏开发生产特点煤层气藏开发一个最显著的特点是需要进行前期脱水降低煤层压力。
煤层气吸附在煤基质孔隙表面，只有当煤层压力低于临界解析压力，煤层气才会从煤层基质孔隙解析出来扩散到煤层裂缝。
脱水时间长短取决于煤层气饱和度。
煤层气饱和度定义为某压力下煤层气含量与该压力下煤层气吸附能力的比值。
饱和度为1的煤层气藏称为饱和气藏，饱和气藏煤层气随着煤层脱水而产出。
饱和度小于1的煤层气藏称为欠饱和气藏，欠饱和气藏需要经过长期脱水后才开始产气。
在我现在工作的煤层气藏，有些井脱水十几天后就开始产气，单井高峰日产气量能达到三万方以上。
有些井则需要一年甚至几年的脱水后才产气。
不同煤层气田以及同一煤层气田不同生产井的生产动态可能差别很大，煤层气田典型生产井产量可以分为三个阶段，第一阶段井只产水，不产气。
第二阶段井开始产气，一直到气量达到最高值，产水量逐渐下降。
第三阶段产气量和产水量一起下降。
由于煤层地质属性的不同，井的生产动态会变化很大。
比如有些低渗井产气量从开始就递减，而且递减缓慢。
有些井只生产干气，不产水。
煤层气井的生产动态主要受煤层含气量，煤层含气饱和度，煤层渗透率，相对渗透率，孔隙度等的影响。
煤层气是以吸附状态吸附在煤基质孔隙中，吸附量与煤的类型，煤灰含量，煤湿度以及煤层压力有关，在相同温度，煤灰含量和湿度条件下，压力越大，煤吸附的气量越多。
常规砂岩气藏中的气体储藏在砂岩孔隙中，在相同压力条件下，煤层储气量要大于砂岩储气量。
煤层气吸附能力与压力的关系曲线称为解析等温线。
每个压力点对应该压力下煤的最大吸附量，也称为饱和吸附量。
许多煤层吸附气处于未饱和状态，也就是说在初始压力条件煤的实际吸附气量小于该压力下的饱和吸附气量，煤层在生产时只产水，不产气。
只有当压力降到临界解析压力，气才会从煤基质中解析出来，煤层才开始产气。
（临界解析压力为煤的气吸附量与煤吸附能力相同时对应的压力）。
开发煤层气田需要将井的井底压力快速降低到最低值，这样才能快速降低地层压力，缩短脱水时间，提高产气量。
多数煤层气生产井都采用下泵开采的方式，尽量把水位降低到最低程度。
我工作的煤层气田井多数井采用螺杆泵生产,在一到两年内要将井底压力降到5,6个大气压，美国有的煤层气田把井底压力降到接近大气压。
2 煤层气流动机理煤层气主要存在以下三种流动机理：解析：吸附在煤基质表面上的煤层气解析出来扩散：解析出来的煤层气从高浓度煤基质扩散到低浓度煤裂缝渗流：煤层气在煤裂缝中进行达西渗流下面我们详细介绍这三种流动机理。
2.1 解析煤基质中存在微孔隙，煤层气分子吸附在煤基质微孔隙表面。
煤层气在地层压力的束缚下吸附在煤基质表面。
当煤层压力下降到低于临界解析压力，煤层气分子从煤基质微孔隙表面脱离出来进入煤裂缝，在裂缝中煤层气以自由气存在。
煤的解析受解析等温线控制，解析等温线是煤层气吸附能力与压力的关系曲线，解析等温线常用朗缪尔方程来描述。
2.2 扩散煤层气从高浓度煤层基质扩散到低浓度煤层裂缝。
扩散过程通常用菲克扩散定律来描述。
煤基质－裂缝扩散率可以由实验室测定煤层气的解析时间来得到。
2.3 渗流煤层裂缝内分布的地层水以及从煤基质解析的煤层气在裂缝内进行达西渗流。
裂缝内的流体流动可以直接用达西渗流方程。
3. 煤层气藏几个重要参数影响煤层气产能的最主要参数是煤层气渗透率和煤层气含量。
国内有很多煤层气含量很高，但渗透性差，没有经济开采价值。
我现在工作的煤层气田浅煤层有很好的渗透性，但气含量低，也没有经济开采价值。
煤层裂缝孔隙度影响产水和地层压力，未饱和煤层气只有在压力下降到一定程度才会产出，煤层孔隙度较高的化需要更长的脱水时间。
煤层气有效厚度和煤层气层连通性也是重要参数，在进行煤层气开发布井和完井时，要考虑煤层气层的有效厚度和连通性，在连通性差的煤层显然不适合打水平井。
当煤层压力低于临界解析压力，煤层气从煤层基质孔隙解析出来扩散到煤层裂缝，这时煤层气裂缝内存在气水两相流动，气水两相相对渗透率直接影响井的生产动态特征。
下面我们详细介绍各个参数的获取方法以及在数值模拟模型中的应用。
3.1 孔隙度煤的孔隙可以划分为大孔隙，中孔隙和微孔隙。
裂缝属于大孔隙，其中充满地层水，也可能存在游离气。
煤层气以吸附状态存在于中孔隙和微孔隙中。
在煤层气模拟模型中，我们需要的是裂缝孔隙度，裂缝孔隙度决定地层水的储量大小。
常规油气藏有成熟的孔隙度确定方法，通过岩芯测定和测井曲线可以得到可靠的地层孔隙度。
但目前并没有非常可靠的确定煤层孔隙度的方法，虽然可以采用同样的岩芯测定方法，但实际上很难取得有代表性的岩芯，而且煤的压缩系数较大，实验室压力条件下测定的孔隙度与地层压力下的孔隙度会有不小差别。
虽然有研究认为可以用双侧向测井曲线来计算裂缝孔隙度，但实际上很少用测井曲线得到煤层裂缝孔隙度。
有报道认为干扰试井是获取煤层裂缝孔隙度的比较可靠方法。
另外可以采用数值模拟历史拟合的方法，但由于历史拟合的多解性以及其他参数的不确定性，用数值模拟方法得到的孔隙度同样存在很大的不确定性，比如在我工作的煤层气田，采用计算机辅助历史拟合的方法可以得到上百个满足历史拟合的模型，这些模型的裂缝孔隙度变化范围可以从0.1％到2％。
不借用其他途径，用历史拟合得到的孔隙度是很不确定的。
有人建立了裂缝孔隙度与地层应力和煤成熟度的经验关系，地层应力越大，裂缝孔隙度越小。
相反煤成熟度越高，裂缝孔隙度越大。
不过在实际工作中这些参数的确定都不容易。
目前的共识是煤层裂缝孔隙度一般小于1％，最大不会大于3％。
在没有可靠的孔隙度情况下，模型一般可以采用1％孔隙度。
3.2 煤层渗透率渗透率是影响产能的最重要因数。
煤层渗透率主要是通过实验室岩芯测定，试井，井生产动态分析得到。
同孔隙度测定一样，实验室测定渗透率存在很大误差，这主要是由于一般很难获得有代表性的岩样，对渗透率贡献大的裂缝很难在岩样中得以保存，实验室得到的渗透率往往可以认为是低限值。
煤层渗透率受应力影响很大，实验室很难重现地层应力条件，这样实验室得到的渗透率不能代表地层条件下的渗透率。
虽然采用典型曲线分析方法也可以得到煤层渗透率，但最可靠的方法还是试井。
煤层气有独特的试井解释方法，在此我们不详细介绍。
常用的煤层气测试方法包括：钻杆测试、段塞测试、注入测试、电缆地层测试（MDT）由于电缆地层测试的低成本和高效率，现在成为较常采用的测试方法。
不过电缆地层测试的探测半径通常小于钻杆测试。
利用井点各层位的试井解释渗透率，采用储层随机建模技术得到煤层气田渗透率的分布。
3.3 变煤层渗透率煤的压缩系数比常规砂岩高出两个数量级。
在煤层气开采过程中，随着地层压裂的下降，煤层有效应力增加，导致煤裂缝宽度缩小，煤裂缝渗透率降低。
地层压力下降也使原来吸附在煤基质表面的煤层气解析出来，导致煤基质收缩，煤裂缝宽度扩大，这样增加了煤裂缝渗透率。
在煤层气开采过程中这两个对渗透率作用相反的机理同时存在，在煤层气数值模拟模型中有时需要模拟这两种机理对渗透率的影响。
描述应力和解析对煤层渗透率影响的模型有很多，用的比较普及的模型是帕尔马－曼索里模型。
该模型适用于单轴向应变条件。
在模拟模型中直接应用应力和解析对煤层渗透率影响模型可能会影响模型的计算时间，因为模型在每一个时间步都需要计算新的孔隙度和渗透率，一个有效的方法是先手工应用变渗透率模型计算孔隙体积和传导率随压力的变化，然后将计算结果提供给模型。
下面的表为一个计算实例。
从表中可以看出，随着地层压力下降，一开始应力起主要作用，孔隙体积和传导率都在下降，当压力低于543psia后，煤基质收缩起主要作用，孔隙体积和传导率反弹，开始升高，而且可能会高于初始地层渗透率。
渗透率的反弹尺度取决于煤层初始孔隙度和杨式模量。
低孔隙度和高杨式模量会有明显反弹。
压力孔隙体积乘积传导率乘积5 1.03 1.0969 0.97 0.90136 0.92 0.77223 0.87 0.66281 0.85 0.62322 0.84 0.59359 0.83 0.58396 0.83 0.56430 0.82 0.55467 0.82 0.55502 0.82 0.55543 0.82 0.54587 0.82 0.55644 0.82 0.55732 0.83 0.57821 0.84 0.60920 0.86 0.641047 0.89 0.711173 0.92 0.791289 0.96 0.881422 1.00 1.003.4 相对渗透率曲线相对渗透率曲线存在更大不确定性。
在常规油气田可以精确测量的气水相对渗透率曲线在煤层气田很难获得。
煤的非均质性很强，在取样时很难取得有代表性的样品，而且煤裂缝孔隙度很小，渗透率会随应力和煤层气解析而发生变化，这些都给测量相渗曲线带来难度。
虽然煤层气已经开发了20多年，但煤层气气水相对渗透率测量数据很少，在模拟时通常把相对渗透率作为不确定参数, 然后通过历史拟合来修正气水相对渗透率。
需要注意的是由于历史拟合的多解性以及其他不确定参数的影响，通过历史拟合得到的相对渗透率并不十分可靠。
在没有实测相对渗透率的情况下，模型可以应用克里（corey）相渗曲线：K_rg=KRG*〖(1-Sw)〗^n其中：Krg: 气相相对渗透率KRG: 气相最大相对渗透率Sw: 含水饱和度n: 指数K_rw=〖(Sw)〗^n其中：Krw: 水相相对渗透率Sw: 含水饱和度n: 指数气相相渗气相克里指数一般介于1到2之间，气相最大相对渗透率介于0.6到1之间，水相相对渗透率克里指数通常在2到3之间3.5 煤层厚度工业界把煤定义为含碳量大于50％重量百分比或70％体积百分比的矿物。
煤的密度通常介于1.69克/立方厘米到1.83克/立方厘米之间。
煤层气开发普遍采用1.75克/立方厘米的截止值，密度小于1.75克/立方厘米的地层定义为为有效煤层。
密度测井曲线和伽玛测井曲线是最常用的识别煤层气和计算煤层厚度的工具。
在进行油藏数值模拟时，有时候把煤层连通关系也作为有效厚度的截止值，只把与生产井连通的煤层计入有效厚度，而不把未连通煤层计入有效厚度，这些煤层虽然含有气，但由于不与现有井网井连通，无法将这些煤层中的煤层气开采出来，因此不计入有效厚度。
以后随着井网调整或加密，这些煤层可以计入有效厚度。
虽然煤层气有效厚度截止值通常采用1.75克/立方厘米，但有些密度介于1.8到2.2克/立方厘米的碳质页岩或碳质泥岩也含有气。
这些碳质页岩或碳质泥岩非常致密，渗透率低于0.1毫达西，这些气无法被直接采出，但这些气可以扩散到所连接煤层，然后从煤层中生产出来。
在油藏数值模拟中可以采用多孔隙度模型模拟高密度碳质页岩或碳质泥岩对最终采收率的贡献。
在我工作的煤层气田，数值模拟计算高密度碳质页岩或碳质泥岩大约贡献5％的最终采收率。