[發明專利]波動驅替氣藏開采法

無效

• 申請號: 200710053122.7
• 申請日: 2007-09-04
• 公開（公告）號: CN101135240A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 李小春;魏寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B43/18
• 分類號: E21B43/18
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及一種氣體礦藏(簡稱氣藏)開采法，尤其涉及一種基于壓力波動的驅替氣藏開采法，適用于煤層氣、天然氣、填埋氣、甲烷氣等氣藏的開采技術領域。

背景技術

氣藏開采主要采用抽采技術、水驅替技術、氣體驅替等技術，氣體驅替是一種新型的開采技術。傳統的氣體驅替技術是在注入井施加一種恒定壓力的注入流體，在采收井中直接抽取含氣藏的混合流體，獲取氣藏。采收率和采收速度是采礦中的重要指標。注入井和采收井的相對位置直接影響到溶浸劑的驅替范圍和驅替強度，鉆井的分布位置不同也導致不同的驅替范圍和驅替強度。由于裂隙切割巖體形成巖體裂隙共同體和巖土體本身的非均勻特性形成了各種各樣的優勢流動區域和通道，注入的溶浸劑主要通過優勢流動區域和通道直接進入采收井，驅替流體接觸的范圍有限，而礦層中的相對小滲透區域，驅替流體流動緩慢或者不流動，主要依靠降低優勢流動區域的氣藏分壓，通過分子擴散作用實現氣藏的解吸和開采；同時氣藏所在的礦層有液體(如；油分、水分等)會降低氣體的滲透性質；氣體流動性質隨礦層中液體飽和度增加而降低；同時礦層多孔介質中的液體容易形成液膜，存在進氣值，當礦層的孔隙被液膜封閉后，驅替效果會大大折扣，降低了氣藏的開采范圍和氣藏的采收率。

綜上所述，傳統驅替開采有以下缺點：

1、驅替影響范圍受注入井和采收井相對位置的影響，驅替范圍和驅替強度會受到鉆孔布置的影響，會有驅替死角和驅替死區。

2、由于礦層巖土介質的不均勻性導致驅替流體的優勢流動(如圖2、3)，驅替過程對礦層的影響有限，低滲區域主要依靠氣體分壓降低引起的分子擴散作用實現開采，由于有其它流體作用，氣體分子擴散速度非常慢，直接影響開采速度。

3、氣藏所在的礦層有液體(如；油分、水分等)對礦層巖體有很強的吸附力，同時液體的粘度比氣體高幾個數量級，極大的降低了礦層中氣體的流通能力，液體飽和度增加時，氣體的滲透性急劇降低；同時液體容易形成液膜或液滴堵塞礦層孔隙，氣體需要一定的壓力才能突破封閉區域，氣體很難突破封閉區域流動，從而降低驅替效果、采收率和采收速率。

如何提高驅替的速度和范圍，如何解決由于礦層的非均勻性導致的驅替困難，如何解決由于氣藏中液體包膜的影響，如何解決氣藏中的氣堵或液堵的問題，如何提高驅替開采的采收率和采收范圍？是需要重點解決的問題。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的問題和不足，擴大現有技術的使用范圍，而提供一種波動驅替氣藏開采法，即提供一種基于注入壓力波動和氣體高壓縮特性的波動驅替氣藏開采法，該開采法簡單、有效，而且能與常規驅替開采法同時完成，有利于提高氣藏的采收率、采收速度和采收范圍。

本發明的目的是這樣實現的：

驅替開采技術經過半個多世紀的發展，已經成為一種廣泛使用的氣藏開采法；各種驅替開采法已開始廣泛應用于煤層氣、天然氣、垃圾填埋氣等氣藏的溶浸開采領域。目前，驅替開采技術的快速發展，為本發明的提出奠定了基礎。

如圖1，本發明包括下列步驟：

①形成一種由氣體或者氣液混合的高壓縮性驅替流體，將其經注入井(1)注入礦層(3)；

②在驅替氣藏過程中波動礦層(3)中的流體壓力，即通過不斷分別波動注入井(1)和采收井(2)或者兩者之一的壓力實現；

③在注入井(1)或者采收井(2)中收取含有氣藏的混合流體。

④重復以上步驟，直到驅替獲取的氣藏的濃度低于經濟濃度為止。

本發明具有以下優點和積極效果：

1、利用驅替流體與氣藏形成高壓縮性的混合流體，波動礦層中的流體壓力。驅替流體不僅在高滲區域(5)和優勢流動區域流動，而且還在低滲透區域和非優勢流動區域之間流動，減弱優勢流動的現象。

2、驅替流體進入礦層巖塊中，采用波動注入的方法，便于驅替流體進入低滲區域和流出低滲區域(小滲透區域或者被裂隙切割的巖塊內部滲流，形成局部水力梯度集中的現象，變分子擴散為主的驅替和溶質運移過程為彌散、對流為主的驅替過程，加快了相對低滲區域的驅替過程)，增強了驅替速度和范圍。

3、壓力波動過程破壞封閉礦層局部區域的液體包膜、氣泡或液滴，使之不阻礙礦層孔隙的連通性、不阻礙整個氣體驅替過程或抽采過程；同時通過壓力波動變化削弱或減緩氣堵和液堵危害，加快整個驅替過程和增加驅替的范圍。

附圖說明

圖1是本發明開采區域示意圖；

圖2是在有優勢流動情況下的開采流體流動示意圖；