基于不同储层参数及注入时机的CO2强化煤层气抽采效果研究
李傲1
师铁连2
苏传云3
何学明3
毕思存3
林治忠3
宋留妮2
郭晓阳2
1.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024;晋能控股煤业集团有限公司 博士后工作站,山西 大同 0370002.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 0300243.山西朔州平鲁区茂华东易煤业有限公司,山西 朔州 036000
摘要：注CO2 强化煤层气抽采(CO2-ECBM)既能显著提高煤层气开采效率,又能降低温室气体排放,对缓解全球能源危机和温室效应至关重要.为真实还原煤矿井下CH4 采收情况,探究不同因素对 CO2-ECBM过程的影响,构建了考虑煤变形、气-水运移、热传递过程的流-固-热耦合模型,并采用数值模拟手段对比研究了常规抽采与注CO2 强化煤层气抽采的煤层气产出性能,分析了注入温度、注入压力、初始含水饱和度对CO2-ECBM工程的影响,确定了最佳CO2 注入时机.结果表明:沁水盆地 3#煤层抽采 4 000 d时强化因子为 1.37,这表明注CO2强化煤层气抽采的可行性;由于孔隙压力、气体吸附/解吸以及热弹性膨胀应变竞争作用,渗透率呈现下降-上升-下降的趋势;增加注入温度和压力会提高煤储层温度,促进CH4 产出和CO2 储存,增大渗透率下降幅度;初始含水饱和度越大,越不利于气体产出与封存,渗透率下降幅度越小;延迟注入时间有助于提高CH4 采收率和闭井阈值,但会对CH4 平均产出速率造成负面影响;当CO2 开始注入时间为 2 500 d时,平均产出速率为 1 142.10 m3/d,示范项目的经济效益达到最佳.研究结果丰富了不同储层参数下CO2-ECBM的增产机制,并为其注入时机优化提供了新的理论观点.
关键词：注CO2强化煤层气抽采气-水运移储层参数最佳注入时机数值模拟
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52204231)
论文发表日期：2025-08-20
在线出版日期：2025-08-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 1-13 )
英文信息