我国有不少煤炭资源与石油资源重叠区,先期开采石油后遗留了大量废弃石油井。来自含油地层的大量油层气沿着废弃石油井向井周围煤层扩散渗流而形成油层气富聚区,从而严重威胁到井周围煤层的安全高效开采。研究揭示废弃石油井周围煤层内油层气扩散渗流规律是对其危害进行科学有效防治的重要基础。本文通过煤体结构与气体运移相关理论的系统分析,得出了煤体微观孔裂隙结构特性以及煤层内油层气赋存与运移特性,认为油层气分别以吸附态与游离态赋存在煤体孔隙与裂隙系统内,并且在孔隙与裂隙系统内的运移方式分别服从菲克定律和达西定律。在石油井内高压驱动下,井内油层气通过渗流进入煤体裂隙系统,随后又通过扩散进入孔隙系统,基于煤体孔隙裂隙二重介质等假设,推导出了煤层中油层气的扩散与渗流方程,结合流动过程煤体渗透率动态演变特征与煤体变形机理,建立了煤层内油层气流动的扩散-渗流耦合模型。通过对双马煤矿煤样和石油井内油层气的实测分析,得到了油层气流动的主要参数,运用COMSOLMultiphysics软件对建立的耦合模型进行数值计算分析,发现流动过程中,石油井周围煤层内油层气压力的增加速度均呈现先加快后减慢特征,油层气压力均随着时间增加而缓慢趋于稳定,并且距离井越近,油层气压力短时间内变化越快,压力也越大。通过改变石油井内油层气的压力,得到了井内油层气压力恒定以及以不同速率线性增加时,油层气影响半径随时间的变化关系。基于模拟结果与马探31号石油井实测结果基本相吻合,对第30年时煤层内油层气流动速度与压力进行模拟,发现随着流动距离增加,油层气流动速度和压力均逐渐减小,得到了第30年时煤层内油层气流动速度与压力随着流动距离的分布关系式。本研究结果为双马煤矿油层气的防治及安全高效采煤提供了理论指导,对类似煤油气共生矿井安全协调开采也具有重要意义。