煤层气开采过程中的气相渗透率变化是决定气井产量的变化的关键因素。应力作用、基质收缩、两相流动以及煤粉运移均是制约气井产量的主要问题。排采制度优化能较好的解决这一问题,而当前煤层气开发中的生产方案和排采动态优化研究大多忽略了煤粉对开发的影响。本文通过首先分析了煤储层的孔隙结构特征、气体在各阶段的赋存特征以及流动特征和产出机理,推导了考虑应力敏感的单相水流渗流模型,模型说明传统控压方案中控压并不能加快压降漏斗的扩展速度。然后,研究在考虑有效应力效应、基质收缩效应、两相流动过程及煤粉运移对排采过程中渗透率的影响的基础上,提出了生产阶段划分方法,通过数值模拟方法,在不同的生产阶段内对排采制度进行优化。最后,研究通过实例进行数值模拟研究,对历史数据进行了拟合,对研究得到的排采制度优化方法进行了验证,得出的结论如下:(1)煤粉运移对煤层渗透率影响较大,在生产排采的过程中对气井产量影响较为显著,可以通过排采制度的合理制定利用煤粉的有效启动排出,以提高地层渗透率,并减少煤粉对煤层物性和生产动态的影响。(2)根据应力效应、基质收缩、两相流动以及煤粉运移对煤层气相渗透率的影响,研究将煤层气的排采过程分为压裂液返排阶段、排水除粉阶段、控压防解吸排水降压阶段、排水采气阶段以及无水采气五个阶段。(3)当气井的日产水量较小时(在模型中对应定日产水量为8m3/d),煤粉不能被有效携带并排出地层,造成渗透率低,气井产量低;而日产水量过大时(在模型中对应定日产水量为20m3/d)则会造成煤粉大量剥蚀堵塞地层,造成渗透率降低,气井产量在达到峰值后递减速率快;当气井日产水量适中时(在模型中对应定日产水量为12m 3/d、15m3/d),煤粉既能够被有效带动排出地层,增大地层渗透率也不会额外产生新的煤粉,此时,煤层的渗透率始终保持在一个较高的水平,气井产量高且能够持续产气。(4)控压增产的机理并不是使得压降漏斗快速扩展,而是控制煤粉运移的程度,通过适度、持续排粉提高煤层渗透率,数值模拟结果表明解吸压力之上控压的方案优于其他传统控压排采方案。其中定初始日产水量为15m3/d控压后定日产水量为12m3/d的方案模拟气井产量效果最好。(5)实例研究表明,X井在快速排采过程中,表现出了煤粉运移堵塞地层的特征,而历史拟合之后,在对X井采用解吸压力之上控压的方案进行数值模拟后,通过与实际产量对比发现采用解吸压力之上控压方案明显优于实际产气方案。