CO2强化页岩气开采与地质封存的可行性分析

摘要

美国页岩气开发已成功实现了商业化,但开发过程中水资源的大量消耗也带来了一系列的环境问题.根据页岩气藏低孔隙压力、低孔隙度、低渗透率等特点,结合页岩对CO2、CH4的吸附特性的差异、储层条件下CO2的相态特性以及CO2驱替煤层CH4的成功经验,提出采用超临界CO2流体压裂页岩同时驱替页岩层中CH4的设想.从技术、经济、环境等方面对这一设想进行了可行性分析,分析的初步结果表明:页岩对于CO2的吸附能力大于CH4,注入CO2能够置换页岩层中的CH4,提高页岩气采收率;由于超临界CO2流体具有的介于气体与液体之间的特性,可以将其代替清水用于钻井以及页岩气储层的喷射压裂增渗改造,从而减少水资源的使用;另外,通过初步计算可以得出,页岩气藏CO2封存潜力为页岩气储量的2.11～4.32倍,因此,将超临界CO2注入页岩气藏在提高页岩气采收率的同时能够实现CO2的永久地质封存,获得经济、环境效益的双赢,是一项极具潜力的提高页岩气采收率的新技术.