[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤層氣井多元熱流體強(qiáng)化開(kāi)采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310032766.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103122759A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮其紅;張先敏;張紀(jì)遠(yuǎn);舒成龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/24
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/24;E21B43/22
• 代理公司: 青島高曉專(zhuān)利事務(wù)所 37104
• 代理人: 楊大興

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種煤層氣井強(qiáng)化開(kāi)采方法，尤指通過(guò)向煤層氣井注入多元熱流體進(jìn)行吞吐以提高煤層氣井采收率的方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)煤層氣資源豐富，但是我國(guó)煤儲(chǔ)層的低滲特性和吸附特性是煤層氣開(kāi)發(fā)的瓶頸，因此如何提高煤層滲透性和解吸速率，進(jìn)而提高煤層氣產(chǎn)量是我國(guó)煤層氣目前開(kāi)發(fā)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，目前普遍采取的提高煤層氣采收率技術(shù)主要有如下三種：水力壓裂改造技術(shù)、定向羽狀水平鉆井技術(shù)、注氣驅(qū)替煤層氣技術(shù)。水力壓裂改造技術(shù)是通過(guò)水力壓裂在煤層中形成一定數(shù)量的裂縫，促進(jìn)壓力降的傳播，并形成良好的運(yùn)移通道，從而促使煤層氣能以工業(yè)氣流產(chǎn)出。但煤儲(chǔ)層經(jīng)水力壓裂形成的裂縫受到水壓而形成壓密區(qū)，同時(shí)由于煤層較軟，支撐劑無(wú)法發(fā)揮支撐作用，故造成了裂縫閉合，而且目前采用的水基攜砂壓裂工藝會(huì)對(duì)煤儲(chǔ)層造成損害，所以水力壓裂改造技術(shù)雖已經(jīng)過(guò)十余年的試驗(yàn)，絕大多數(shù)效果均不理想。定向羽狀水平鉆井技術(shù)是美國(guó)CDX公司的專(zhuān)利技術(shù)，適用于各向異性明顯、厚度較大且分布相對(duì)穩(wěn)定、高煤階、低滲透、高強(qiáng)度和高含氣量的煤層，該技術(shù)突破了以往直井與水平井的點(diǎn)范圍或線(xiàn)范圍排水降壓的局限，能夠最大限度地溝通煤層裂隙系統(tǒng)，擴(kuò)大降壓范圍和泄氣面積，降低裂隙內(nèi)氣-水兩相流的流動(dòng)阻力，從而大幅度提高單井產(chǎn)量。但定向羽狀水平井鉆井技術(shù)成本較高，僅適用于厚度較大且分布穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)完整的煤層,且需要煤階較高、煤質(zhì)較硬的地質(zhì)條件，由于煤層氣羽狀水平井發(fā)展歷史較短，所以許多關(guān)鍵技術(shù)還需要進(jìn)一步研究。注氣驅(qū)替煤層氣技術(shù)起源于二氧化碳煤層封存技術(shù)，是指將二氧化碳、氮?dú)饣蚨叩幕旌蠚怏w注入深部不可開(kāi)采煤層中封存起來(lái)，以減少溫室氣體排放，同時(shí)將煤層氣置換出來(lái)。一方面注入氣體后，維持了比單純排采更高的壓力梯度，驅(qū)動(dòng)煤層氣向生產(chǎn)井流動(dòng)；另一方面，注入的二氧化碳與甲烷競(jìng)爭(zhēng)吸附，甲烷被置換，而多元?dú)怏w的注入也降低了煤層甲烷的分壓，進(jìn)一步促進(jìn)甲烷解吸，提高煤層氣的采收率。煤層注氣驅(qū)替技術(shù)不僅可以降低二氧化碳等溫室氣體的排放，同時(shí)可以增產(chǎn)煤層氣，目前，注氣驅(qū)替煤層氣被認(rèn)為是一種具有發(fā)展前途的新措施，所以該方法受到各方面的廣泛關(guān)注。但發(fā)展注氣增產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵在于氣源，即要尋找天然二氧化碳?xì)庠矗栽擁?xiàng)技術(shù)成本較高，其經(jīng)濟(jì)適用性仍受到質(zhì)疑。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種煤層氣井多元熱流體強(qiáng)化開(kāi)采方法，通過(guò)向煤層中注入多元熱流體進(jìn)行吞吐以提高煤層氣井產(chǎn)量和煤層氣采收率，可以獲得注氣驅(qū)替煤層氣技術(shù)的效果。

本發(fā)明的目的按如下方法實(shí)現(xiàn)：將其它氣井采出的煤層氣壓縮作為燃料與加壓后的空氣混合注入多元熱流體發(fā)生裝置中燃燒產(chǎn)生二氧化碳和氮?dú)獾雀邷馗邏夯旌蠚怏w，依靠產(chǎn)生的高溫高壓氣體將混合摻入的處理后的采出地下水汽化，產(chǎn)生以高溫高壓水蒸汽與二氧化碳、氮?dú)饣旌蠚怏w為主的多元熱流體，將產(chǎn)生的多元熱流體經(jīng)由井口沿油管注入地下煤層中，關(guān)井燜井，觀察套壓變化并詳細(xì)記錄，待套壓趨于穩(wěn)定后即開(kāi)井生產(chǎn)，具體實(shí)施包括以下步驟：

（1）措施井選取：根據(jù)區(qū)塊煤層地質(zhì)資料和煤層氣井排采資料分析，優(yōu)選鉆遇單煤層平均有效厚度大于4m，目前平均產(chǎn)水量低于5m³/d，前期峰值產(chǎn)氣量高于1500m³/d，顯示出良好產(chǎn)氣潛力的豎直式或定向式或水平式生產(chǎn)氣井作為措施井。

（2）參數(shù)設(shè)計(jì)：根據(jù)具體的煤層氣藏地質(zhì)條件和所選措施井的排采歷史資料，進(jìn)行煤層氣井多元熱流體吞吐的合理注入?yún)?shù)設(shè)計(jì)，包括多元熱流體注入溫度為150℃-350℃，注入壓力為3-15MPa，注入速度為5000-20000Nm³/d；注入時(shí)間為30-40d，具體注入溫度和壓力要求可根據(jù)實(shí)際煤層埋深和煤層破裂壓力確定。

（3）注入：將從其他氣井采出來(lái)的煤層氣加壓后與壓縮后的空氣混合注入多元熱流體發(fā)生裝置中，在所述發(fā)生裝置的燃燒室中點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生高溫高壓混合氣體，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)溫度要求摻入處理后的采出地下水，依靠燃燒產(chǎn)生的大量熱量將其汽化，這樣產(chǎn)生以水蒸汽與二氧化碳、氮?dú)饣旌蠚怏w為主的多元熱流體，可根據(jù)需要向多元熱流體中優(yōu)選添加輔助化學(xué)劑，比如優(yōu)選的抗高溫的烷基醚磺酸鹽起泡劑或緩蝕劑等，然后將所述多元熱流體經(jīng)由井口通過(guò)普通油管或隔熱油管注入地下煤層中，可通過(guò)環(huán)空注入氮?dú)饣颦h(huán)空充入氮?dú)夥绞竭M(jìn)行隔熱。