[发明专利]一种注二氧化碳延长煤层气生产井组服务年限的注采工艺

权利要求书

1.一种注二氧化碳延长煤层气生产井组服务年限的注采工艺，其特征是：选择已连续生产4～6年的煤层气生产井组，以中心井为CO₂注入井，周边井为采气井，利用CO₂对CH₄的驱替、置换作用，提高采气井的日产气量，延长煤层气生产井组服务年限；

注采过程包括阶梯式增注提压、限压注入驱替、气驱水产能抑制、采气井增产、间歇式排采、采气井井场复垦六个阶段；

阶梯式增注提压阶段通过阶梯式增加日注入量方式快速提高CO₂注入井井底压力；

限压注入驱替阶段维持CO₂注入井井底压力低于煤储层最小主应力；

气驱水产能抑制阶段通过提高抽油机冲次消除气驱水对采气井产气的抑制；

采气井增产阶段利用注CO₂驱替、置换CH₄作用使采气井增产效果逐渐显现；

间歇式排采阶段通过不定期关井抑制采出气中CO₂浓度超限；

采气井井场复垦阶段通过关闭产出气中CO₂浓度超限的采气井，并继续液态CO₂注入，实现井组范围内煤储层对CO₂的持续封存。

2.根据权利要求1所述的一种注二氧化碳延长煤层气生产井组服务年限的注采工艺，其特征在于：具体步骤如下：

步骤(a)阶梯式增注提压阶段(1)，在煤层气生产井组优选的基础上，以煤层气生产井组中心井为CO₂注入井(24)，采用连续式恒速、阶梯式增注方式向CO₂注入井(24)中注入液态CO₂，以此快速提高CO₂注入井(24)井底压力，并使注入的CO₂在更高的压力条件下快速向CO₂注入井(24)周边运移；

步骤(b)限压注入驱替阶段(2)，持续向CO₂注入井(24)中注入液态CO₂，并在CO₂注入过程中控制CO₂注入井井底压力P₁(13)低于CO₂注入井(24)周围煤储层的最小主应力σ_min(20)，以此抑制CO₂注入过程中CO₂注入井(24)与采气井(25)之间闭合的构造裂隙(30)开启及CO₂运移高渗通道的产生，避免注入的CO₂沿井间高渗通道向采气井(25)快速运移，为煤储层中CO₂与煤基质充分接触并置换、驱替CH₄提供时间条件；

步骤(c)气驱水产能抑制阶段(3)，注入的CO₂对井间煤储层孔裂隙中水的驱替作用，导致采气井(25)供液能力增强，采气井(25)管套环空液面及井底流压P₂(17)升高，通过阶梯式提高抽油机冲次(16)的方式增大采气井日产水量(18)，同时降低采气井井底流压P₂(17)，消除注入的CO₂运移前缘驱水所导致的采气井日产气量(18)大幅下降；

步骤(d)采气井增产阶段(4)，注CO₂驱替、置换CH₄使采气井(25)增产作用逐渐显现，在采气井井底流压P₂(17)稳定的排采条件下，采气井日产气量(14)逐渐升高，延长煤层气生产井组的服务年限，同时采气井(25)产出气中CO₂浓度(19)逐渐升高；

步骤(e)间歇式排采阶段(5)，当采气井(25)产出气中CO₂浓度(19)超过20％时，停止CO₂注入井(24)注入工作，采气井(25)采用间歇式排采方式生产，为采气井周围煤储层中CO₂充分置换CH₄提供时间，并控制采气井(25)产出气中CO₂浓度(19)低于20％；

步骤(f)采气井井场复垦阶段(6)，在采气井(25)采用间歇式排采方式生产条件下，若产出气中CO₂浓度(19)持续超过20％，则永久关闭采气井(25)并进行采气井(25)井场土地复垦，采气井(25)关闭后继续自CO₂注入井(24)进行液态CO₂注入，以达到煤层气生产井组控制范围(28)内煤储层对CO₂持续封存的目的。