[发明专利]一种用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢系统及方法

权利要求书

1.一种用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢系统，其特征在于，包括第一注采井、第二注采井和注入井；

所述第一注采井伸入气藏的底部，第一注采井的底端位于底水层上方，用于采出和注入二氧化碳；

所述第二注采井设置于注入井与第一注采井之间，第二注采井伸入气藏的顶部，第二注采井的底端位于盖层下方，用于天然气的采出以及氢气的注入采出；

所述注入井伸入气藏的底水层内，用于注入二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢系统，其特征在于，所述第二注采井的底端设置有气压监测装置，用于测量气藏内的压力值。

3.一种用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢方法，其特征在于，采用如权利要求2所述的用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢系统，具体包括以下步骤：

步骤1，呼吸式注采储氢系统设置阶段；

基于前期地质勘探资料和钻采资料，获取气藏的地质结构参数、最大承受压力P_max以及开采后气藏内的压强P_A，确定第一注采井、第二注采井和注入井的井位，设置第一注采井、第二注采井和注入井；

步骤2，天然气采出阶段；

开启注入井，关闭第一注采井和第二注采井，通过注入井向气藏内注入二氧化碳，将气藏底部残余的天然气挤压至气藏顶部，利用第二注采井底端设置的气压监测装置实时监测气藏内部压力值，当气藏内部压力值达到10P_A时，关闭注入井；

静置等待气藏内的天然气和二氧化碳出现分层后，开启第二注采井，关闭注入井和第一注采井，通过第二注采井开采出气藏内残余的天然气，当第二注采井井口检测到采出的气体内不含有天然气时，关闭第二注采井；

步骤3，氢气注采阶段；

氢气注采阶段包括初始阶段、采氢阶段和储氢阶段；

所述初始阶段，开启第二注采井，关闭第一注采井和注入井，通过第二注采井向气藏内注入氢气，利用第二注采井底端设置的气压监测装置实时监测气藏内部压力值，当注入的氢气量达到预设的注氢量或气藏内部的压力值达到最大承受压力P_max时，关闭第二注采井，静置等待气藏内的氢气和二氧化碳出现分层后，进入采氢阶段；

所述采氢阶段，开启第一注采井和第二注采井，关闭注入井，通过第一注采井向气藏内注入二氧化碳，注入过程中利用第二注采井底端设置的气压监测装置实时监测气藏内部压力值，通过调整二氧化碳的注入速率保持气藏内部压力值恒定，根据预设的采氢量利用第二注采井采出气藏内储存的氢气，当采出的氢气量达到预设的采氢量时，关闭第一注采井和第二注采井，结束采氢阶段，进入储氢阶段；

所述储氢阶段，开启第一注采井和第二注采井，关闭注入井，通过第二注采井向气藏内注入氢气，并从第一注采井中排出气藏内的二氧化碳，利用第二注采井底端设置的气压监测装置实时监测气藏内部压力值，当注入的氢气量达到预设的注氢量或气藏内部的压力值达到最大承受压力P_max时，关闭第一注采井和第二注采井，停止向气藏内注入氢气，结束储氢阶段；

步骤4，后期氢气使用阶段；

所述氢气注采阶段结束后，再需要使用氢气时，利用采氢阶段采出气藏内的氢气后，再重复储氢阶段向气藏内注入氢气，实现气藏内氢气的呼吸式注采。

4.根据权利要求3所述的用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢方法，其特征在于，所述气藏的地质结构参数包括盖层的顶底界面位置、气藏的顶底界面位置和底水层的顶底界面位置、气藏的储气空间体积。

5.根据权利要求3所述的用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢方法，其特征在于，所述步骤2中，静置时间不少于30天。

6.根据权利要求3所述的用于枯竭气藏的呼吸式注采储氢方法，其特征在于，所述步骤3中，静置时间不少于30天。