煤炭学报

作者：王梓良, 桑树勋, 周效志, 刘旭东, 张守仁,

关键词：CO₂−ECBM, 构造裂隙, CH₄采收率, CO₂突破, 注入压力,

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。

来源：2023年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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