심부 탄층이 위치한 지질 환경은 "고응력, 고저장소 온도, 낮은 투과률" 및 복잡한 구조적 특성을 가지고 있어, 얕은 탄층과 비교할 때 기체 저장 상태 및 이동 메커니즘에 현저한 차이가 있다. 기존 상용 수치 시뮬레이터는 종종 단순화된 이중 매질 모델을 기반으로 하여, 심부 탄층의 배출 및 생산 과정에서 복잡한 응력 민감성 및 다상 흐동 역학을 정확하게 묘사하기 어려워 시뮬레이션 결과와 실제 생산 데이터 간 차이가 크다. 이 문제를 해결하기 위해 심부 탄층 가스 특성에 적합한 고효율 수치 시뮬레이션 방법을 연구하여 단일 우물의 가스 생산량, 물 생산량, 정정압 및 성분 생산을 정밀하게 특성화할 수 있도록 하였다. 심부 탄층의 지질 및 공학적 특성을 기반으로 유사 삼중 매질(기질 공극, 미세 균열, 대 균열), 다성분 가스(CH₄, CO₂ 등) 경쟁 흡착-탈착, 다중 스케일 확산, 기-수 2상 투과 및 탄암 기질 수축/변형 효과를 고려한 완전 결합 수치 모델을 구축하였다. 오르도스 분지 다닝-지현 블록의 전형적인 심부 탄층 가스정 JS6-7P01을 사례로 선정하여 이력 적합 및 분석을 수행하였다. 알고리즘 성능 측면에서 다양한 계산 환경에서 계산 성능을 비교한 결과, 4코어 및 8코어 CPU 병렬 계산 조건에서 기존의 분리형 또는 단순화된 시뮬레이션 방법 대비 계산 시간이 0.1~0.2시간만 증가했으며, 뉴턴 반복 횟수 및 선형 반복 횟수도 10.5%만 증가하였다. 적합 정확도 및 지질 인식 측면에서 본 모델은 JS6-7P01정의 가스 생산량, 물 생산량, 정정압 및 CO₂ 몰분율 변화에 대해 이력 적합을 수행하였으며, 종합 이력 적합률은 92%에 달했다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 연구는 배출 과정에서 자유 가스와 흡착 가스의 생산 구성 비율을 정량적으로 보정하였으며, 심부 탄층 가스의 생산 기여 근원을 명확히 하였다; 유체 흐름의 다양한 단계를 세밀하게 구분하고 압력장, 포화도장, 탈착 정도장, 투과율장, CO₂ 흡착 질량 밀도장, CH₄ 흡착 질량 밀도장의 '6장' 진화 법칙을 이용하여 다장 결합 작용 하의 심부 탄층 가스 투과 특성을 나타내었다.

오르도스 분지; 심부 탄층 가스; 다장 결합; 수치 시뮬레이션; 계산 효율; 이력 적합