[發明專利]一種多元熱流體泡沫驅替煤層氣開采方法

有效

• 申請號: 201310030969.9
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103061730A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 馮其紅;張先敏;舒成龍;張紀遠
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;E21B43/24
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 楊大興

技術領域：

本發明涉及一種煤層氣開采方法，尤指在煤層氣注采井組中向地下煤儲層中注入多元熱流體泡沫段塞進行驅替以提高煤層氣采收率的方法。

背景技術：

我國煤層氣資源豐富，但是我國煤儲層的低滲特性和吸附特性是煤層氣開發的瓶頸，因此如何提高煤層滲透性和解吸速率，進而提高煤層氣產量是我國煤層氣目前開發利用所面臨的主要困難之一。為了改善煤層滲透性，提高煤層氣采收率和采出速率，注氣驅替煤層氣技術是目前最有發展潛力的煤層氣增產技術之一，注入的氣體可以是純二氧化碳，也可以是純氮氣，或者可以是二者的混合氣體。注氣驅替煤層氣技術起源于二氧化碳煤層封存技術，是指將純二氧化碳氣體或者二氧化碳與氮氣的混合氣體注入深部煤層中封存起來，以減少溫室氣體排放，同時將煤層氣置換出來。一方面注入氣體后，維持了比單純排采更高的壓力梯度，驅動煤層氣向生產井流動；另一方面，注入的二氧化碳與甲烷競爭吸附，甲烷被置換，而多元氣體的注入也降低了煤層甲烷的分壓，進一步促進甲烷解吸，提高煤層氣的采收率。煤層注氣驅替技術不僅可以降低二氧化碳等溫室氣體的排放，同時可以增產煤層氣。目前，注氣驅替煤層氣被認為是一種具有發展前途的新措施，所以該方法受到各方面的廣泛關注。但發展注氣增產技術的關鍵在于氣源，即要尋找天然二氧化碳氣源，所以該項技術成本較高，其經濟適用性仍受到質疑；而且注氣過程中存在易氣竄的問題，這也是亟待解決的問題。

發明內容：

本發明的主要目的在于提供一種多元熱流體泡沫驅替煤層氣開采的方法，該方法可以獲得注氣驅替煤層氣技術的效果。

本發明的目的主要通過以下方法實現：向煤層氣井注入多元熱流體和起泡劑以促進煤層氣解吸、改善煤儲層滲透性，并對煤層氣的滲流進行調剖，促進煤層氣更均勻且快速的向生產井滲流，從而大幅提高煤層氣采收率，具體包括以下步驟：

（1）根據區塊煤層地質資料和煤層氣井排采資料分析，優選鉆遇單煤層平均有效厚度大于4m，頂底蓋層致密，井網形式較為規整的井組作為措施井組。選擇產氣情況相對較差、產氣潛力較低的中心產氣井進行轉注作為注入井，注入井可以為直井或者定向井或者水平井。采用反五點或者反九點注采井網進行多元熱流體泡沫驅。

（2）根據具體的煤層氣藏地質條件和所選措施井組的排采歷史資料，進行煤層氣井多元熱流體泡沫驅替的合理注采參數設計，包括多元熱流體注入溫度為150℃-300℃，注入壓力為3-10MPa，采注比1.5-3.0，具體注入溫度、壓力、采注比、泡沫段塞和多元熱流體的注入量可根據實際煤層埋深、煤層破裂壓力和煤儲層的非均質情況確定。

（3）由注入控制系統根據設計的合理注入參數進行控制，將其他氣井采出的煤層氣加壓后與壓縮后的空氣混合注入多元熱流體發生裝置中，在所述發生裝置的燃燒室中點火燃燒，混合摻入處理后的采出地下水，產生以高溫高壓水蒸汽與二氧化碳、氮氣混合氣體為主的多元熱流體，然后將所產生的多元熱流體經由注入井井口通過油管或隔熱油管注入地下煤層中，并間歇從油套環空注入由優選的質量分數為0.2%-2%的烷基醚磺酸鹽與緩蝕劑組成的起泡體系，地下氣液比為1:1-4:1，在地下形成多元熱流體泡沫段塞和多元熱流體段塞，控制多元熱流體泡沫段塞大小為0.05-0.15PV、多元熱流體段塞大小為0.3-0.6PV。生產井連續排水采氣，并保持采注比在1.5-3.0的范圍內。

（4）當生產井中監測到二氧化碳和氮氣混合氣體的體積分數≥20%后，關閉多元熱流體發生裝置，停止注水，觀察生產井中二氧化碳和氮氣的產出情況并詳細記錄。

（5）當觀察產出氣體中二氧化碳和氮氣混合氣體的體積分數≤10%時，重新開始上述步驟（1）－（4）的重復注入、停注過程，直到井組的平均單井日產氣量遞減到經濟日產氣量后停止。