致密气藏具有超低孔隙率、超低渗透率、高吸附气含量、高地应力和复杂岩层结构等特征,使得致密气运移成为一个复杂的多物理场耦合过程。研究气体在致密气藏中的运移对产能准确评估、合理生产和利用致密气具有重要意义。本文基于线弹性孔隙介质理论,采用理论和数值模拟的方法对致密气运移过程进行了系统的研究,进一步阐明了气体运移的流-固耦合机理,确定了影响气体运移的主要参数,提出了具有一定工程指导价值的运移能力指数。主要研究成果包括:1.建立了更准确的考虑固体变形和多重流动机制的孔隙率模型和视渗透率模型。新模型的改进包括:(1)根据边界条件准确给出了储层初始变形状态;(2)采用真实应力而不是恒定总应力假设;(3)考虑了自由气和吸附气在气体流动中的权重。在此基础上,推导了流-固耦合的气体运移控制方程。2.利用COMSOL软件对应力约束边界条件和单轴应变边界条件下的致密气运移过程进行了数值模拟和系统的参数分析。研究结果表明:(1)气体运移能力取决于固体变形引起的固有渗透率减小与动态效应和吸附效应导致的渗透率增大两者间的竞争。其中储层初始变形状态对气体运移能力具有重要的影响。恒定总应力假设将忽略运移过程中的瞬时平衡过程。引入权重系数能更准确地评价不同流动机制在气体运移中的作用。(2)当孔隙体积模量作为独立参数时,较高的孔隙体积模量、Langmuir吸附应变常数、表面吸附扩散系数、约束应力、初始孔隙率以及较低的储层体积模量、泊松比、Langmuir压力常数、孔隙吸附应变与储层吸附应变的比值、初始孔隙压力、初始固有渗透率将提高气体运移能力,而颗粒体积模量、Langmuir体积常数、井筒围压对气体运移的影响可以忽略。3.利用Betti-Maxwell互等定理建立孔隙体积模量与其它参数的关系,得到了新的孔隙率模型。基于新的孔隙率模型,对两种边界条件下的气体运移进行了数值模拟和参数分析。研究发现:(1)由于运移过程中孔隙体积模量逐渐减小,气体运移能力降低。但气体运移的流-固耦合机理不发生改变。(2)当孔隙体积模量不为独立参数时,较高的储层体积模量、初始孔隙率和较低的颗粒体积模量将有利于气体在储层中运移,其他参数的影响与孔隙体积模量为独立参数时具有相似的规律。4.基于数值分析结果,提出了与初始变形状态相关的运移能力指数,验证了不同孔隙率模型下,该指数与致密气运移能力的定性关联。即指数值越高,气体运移能力越强。运移能力指数可为工程应用中简便地评估致密气藏运移能力提供一定的参考。