在应用煤层气地质学、油气藏工程和渗流力学等理论并总结前人已有研究成果的基础上,通过对煤层气赋存运移机理的深入研究,建立了双重介质煤层气藏三维、气—水两相耦合流动的数学模型及数值模型,并开发了相应的储层数值模拟软件CGSim-3D。取得的主要成果如下:(1)在大量国内外文献调研的基础上,对煤岩储层特征、煤层气的储集、运移及产出机理进行了系统深入地分析研究,为煤层气藏的开发动态研究奠定了地质基础;(2)基于表面物理化学原理,建立了一种新的考虑煤基质收缩影响的煤储层裂隙孔隙度与渗透率理论模型;(3)在煤层气藏地质特征研究的基础上,针对煤层气开采经历的解吸、扩散以及渗流等复杂流动过程,建立了双重介质煤层气藏三维、非平衡吸附、拟稳态条件下气—水两相耦合流动数学模型,该模型考虑了煤基质收缩对储层物性参数的影响;(4)详细推导了三维、气—水两相耦合流动数学模型的全隐式数值解法,并采用CVF6.6和VC6.0开发了相应的储层数值模拟软件CGSim-3D;(5)结合沁水盆地煤层气井的试井资料以及生产动态数据进行了单井与多井历史拟合,从而检验了本文理论、方法及软件的可行性,进而研究了产层组合、井网的井间距等对煤层气藏开发的影响,提出了合理的开发建议。