构造裂隙对CO2驱煤层气地质封存的影响 - 王梓良; 桑树勋; 周效志; 刘旭东; 张守仁 (煤炭学报, 2023)
P618.11; CO2驱煤层气地质封存(CO2-ECBM)过程中,煤储层中发育的构造裂隙在注入压力诱导作用下可能成为气-水渗流的优势通道,进而影响煤层气增产与CO2封存效果.基于理论分析建立了煤储层CO2驱替运移剖面,构建了 CO2驱煤层气地质封存数值模型,探讨了构造裂隙优势渗流通道对CH4增产和CO2封存的影响规律,评价了试验井组注CO2驱煤层气地质封存效果,揭示了注入试验中CO2快速突破机制,剖析了 CO2快速突破对注采工艺优化的启示内涵,并提出了构造裂隙发育煤储层注采工艺建议.研究结果表明,注-采井间可依次形成CO2富集区、CH4-CO2混合区、CH4富集区和裂隙水富集区.随注入进行,各富集区形成、演化并接续影响采气井,其中裂隙水运移难易决定了产能抑制强度,进而控制了采气井增产效果和储层封存效果.沿构造裂隙采气井能实现CH4高效增产,但裂隙渗透率偏大往往导致CO2窜流进而引起CH4累计产气量与CO2累计封存量降低.项目期内CO2注入对强突破井具有显著的增产效果,实际累计产气量提高10.4％,流压等效累计产气量提高92.3％.构造裂隙为CO2快速突破提供了潜在优势通道,注压是诱导其成为优势渗流通道的主要原因,储层压裂改造区的存在和液态CO2相变膨胀增能可能加速CO2运移突破,而煤基质膨胀降渗效应有望延缓突破.为达到更好的驱替封存效果,需要在前期快速提升井底压力,在产能抑制阶段微调注压或增加采气井排采强度,全阶段维持注入井井底压力低于储层最小主应力.突破后,通过不定期关启采气井或降低注压可增加CO2与煤基质接触时间,有望进一步提高CH4采收率.