CO2驱煤层气关键技术研发及应用 - 张守仁; 桑树勋; 吴见; 周效志; 张兵; 杨瑞召; 郭建春; 刘旭东; 张伟祺; 李勇 (煤炭学报, 2022)
P618.11; CO2驱煤层气(CO2-ECBM)工业化应用是促进煤炭清洁高效利用、加快国家天然气发展、实现"碳达峰"和"碳中和"目标的重要途径.立足CO2注入、运移、封存和产出的全过程控制和监测技术需求,结合理论和现场工程实践,提出地质适配性的CO2-ECBM技术体系.研究成果表明,构建"分子—微纳米—岩心—近工程—工程"衔接的CO2,CH4和H20多尺度赋存和流动实(试)验体系是揭示CO2-ECBM机理与技术应用的前提.实施CO2-ECBM需综合考虑CO2可注入性、CH4可增产性和CO2可封存性,结合高精度三维地质和数值模型优选有利井区.CH4增产效果受CO2注入方式、注入压力、注入速度和井底流压等多因素协同影响,为实现长期增产和有效封存双重目标,提出了包含"阶梯式增注提压、限压注入驱替、气驱水产能抑制、采气井增产、间歇式排采、采气井井场复垦"6个阶段的CO2注-采技术体系.为监测CO2运移和封存效果,形成了涵盖"注入—驱替—封存"全过程的"空-天-地-井"立体监测网络,可通过地表微形变与环境变化遥感监测、近地表被动地震裂缝层析成像、动态多向多分量VSP监测技术和深井实时温压监测装置有效跟踪CO2运移路径.依托上述技术在沁水盆地柿庄TS-634井区实现CO2注入2001.04 t,并有效监测了CO2运移方向和增产效果.上述技术可服务于CO2-ECBM,进一步推动CO2-ECBM工业化进程,需从政策制定、市场机制和需求驱动等多方面综合优化,以期为我国能源结构调整和"双碳"战略实现提供技术支撑.