不同排采程度煤储层注CO_(2)驱煤层气模拟评价

摘要

在“双碳”战略背景下,开展煤中封存CO_(2)和提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)研究有重要现实意义,我国也已开展多方位的先导性试验和工程示范。已有的工程实验表明,煤储层的排采程度对CO_(2)注入的难易程度有重要影响,然而还缺少定量数据的支撑以及对CO_(2)注入及驱煤层气的效果的评价。借助数值模拟手段,以沁水盆地柿庄北区块SX018-5H井煤层气地质和工程条件为基础,构建了含1口水平井和2口直井的3号煤层CO_(2)-ECBM工区,设计了水平井排采0,1,2,3和4 a后,在1 a内连续注入万吨CO_(2),以及排采4 a后持续注入CO_(2)共计6个注入驱替方案,对比了10 a模拟时间内注入CO_(2)各方案及不注入CO_(2)方案的气井产出和储层动态变化情况。研究结果表明,在沁水盆地南部柿庄北区块3号煤层地质条件下,水平井具有较高的CO_(2)注气效率,3号煤层具有较大的封存潜力,注入万吨CO_(2)主要封存在水平井筒(长700 m)附近60 m范围内;煤储层的排采程度,也就是注入CO_(2)前储层的含气/含水饱和度,对CO_(2)注入有重要影响,储层中甲烷排采越充分,越有利于CO_(2)注入;CO_(2)注入对邻近煤层气井的生产存在增加储层压力的“负”效应和驱替甲烷的“正”效应。要在CO_(2)-ECBM项目中达到较好的驱替效果,一方面应增加煤储层的排采程度,另一方面应适当降低CO_(2)注入井和煤层气生产井距。