CO2驱煤层气(CO2-ECBM)工业化应用是促进煤炭清洁高效利用、加快国家天然气发展、实现"碳达峰"和"碳中和"目标的重要途径.立足CO2注入、运移、封存和产出的全过程控制和监测技术需求,结合理论和现场工程实践,提出地质适配性的CO2-ECBM技术体系.研究成果表明,构建"分子—微纳米—岩心—近工程—工程"衔接的CO2,CH4和H20多尺度赋存和流动实(试)验体系是揭示CO2-ECBM机理与技术应用的前提.实施CO2-ECBM需综合考虑CO2可注入性、CH4可增产性和CO2可封存性,结合高精度三维地质和数值模型优选有利井区.CH4增产效果受CO2注入方式、注入压力、注入速度和井底流压等多因素协同影响,为实现长期增产和有效封存双重目标,提出了包含"阶梯式增注提压、限压注入驱替、气驱水产能抑制、采气井增产、间歇式排采、采气井井场复垦"6个阶段的CO2注-采技术体系.为监测CO2运移和封存效果,形成了涵盖"注入—驱替—封存"全过程的"空-天-地-井"立体监测网络,可通过地表微形变与环境变化遥感监测、近地表被动地震裂缝层析成像、动态多向多分量VSP监测技术和深井实时温压监测装置有效跟踪CO2运移路径.依托上述技术在沁水盆地柿庄TS-634井区实现CO2注入2001.04 t,并有效监测了CO2运移方向和增产效果.上述技术可服务于CO2-ECBM,进一步推动CO2-ECBM工业化进程,需从政策制定、市场机制和需求驱动等多方面综合优化,以期为我国能源结构调整和"双碳"战略实现提供技术支撑.

煤层气开发;CO2压裂;CO2运移;CO2封存;采收率;沁水盆地

张守仁;桑树勋;吴见;周效志;张兵;杨瑞召;郭建春;刘旭东;张伟祺;李勇

中联煤层气有限责任公司,北京 100015;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都 610500

煤炭学报

[1]张守仁;桑树勋;吴见;周效志;张兵;杨瑞召;郭建春;刘旭东;张伟祺;李勇-.CO2驱煤层气关键技术研发及应用)[J].煤炭学报,2022(11):3952-3964

监测技术需求,温压监测

气关,关键技术研发,ECBM,工业化应用,煤炭清洁高效利用,封存,全过程控制,适配性,微纳米,岩心,CH4,H20,赋存,机理与技术,三维地质,数值模型,模型优选,井区,增产效果,注入方式,注入压力,注入速度,井底流压,多因素协同,协同影响,双重目标,阶梯式,增注,驱替,气驱水,采气,气井,间歇式,排采,井井,井场,复垦,存效,立体监测,监测网络,表微,微形变,遥感监测,近地表,震裂,层析成像,多分量,VSP,深井,监测装置,运移路径,沁水盆地,TS,有效监测,运移方向,工业化进程,市场机制,需求驱动,综合优化,国能,能源结构调整,煤层气开发,压裂,采收率

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