[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

说明书

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，属于煤层气开发技术领域。选择已连续生产的煤层气生产井组，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；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；采气井增产阶段注CO₂驱替、置换CH₄使采气井增产作用逐渐显现；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采气井，继续液态CO₂注入，实现井组范围内CO₂持续封存。

技术领域

本发明涉及煤层气强化开发与碳减排技术领域，特别是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。

背景技术

我国煤层气资源丰富，预测埋深2000m以浅煤层气地质资源量达36.8×10¹²m³，与常规天然气资源量相当。煤层气规模化开发能够缓解我国常规油气能源短缺形势，降低煤矿瓦斯事故发生几率，减少煤矿生产中温室气体排放量，可产生显著的经济、环境、安全及社会效益。

以山西省沁水盆地南部为代表的我国华北石炭二叠系赋煤盆地、贵州省六盘水煤田为代表的我国西南二叠系上统煤层群发育区煤层气资源丰富，资源开发潜力巨大。由于区内煤变质程度普遍较高，煤储层渗透性差，采用传统排水降压开采方式时储层压降漏斗扩展困难，导致煤层气生产井产气衰减快，煤层气单井及煤层气生产井组服务年限短。为了全面推进我国华北地区、西南地区煤层气地面开发工作，就需要解决传统的煤层气开采方式下煤层气生产井组服务年限短，井组控制范围内煤层气资源采收率低的问题；同时考虑在煤层气开采过程中实现CO₂的煤储层地质封存，并以此提高煤层气开采的经济效益。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术存在的问题，提供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，解决传统的煤层气生产井及生产井组单纯依靠排水降压开采方式下高产时间短、产气量快速衰减，导致煤层气生产井及生产井组服务年限短的问题。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的注二氧化碳延长煤层气生产井组服务年限的注采工艺，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。

具体工艺步骤如下：