多重地质属性约束下CO₂-ECBM选址原则及实例

蔡颖^1,2，申建^1,2，李超^1,2，赵刚³

1. 中国矿业大学煤层气成藏过程教育部重点实验室2. 中国矿业大学资源与地球科学学院3. 中联煤层气有限责任公司

摘 要：CO₂-ECBM通过将CO₂注入煤层提高煤层气采收率并实现CO₂地质封存受到业界的高度关注。为了探索CO₂-ECBM在沁水盆地南部SZN区块大量低单井产量井技术适应性,实现低效老井区产量提升以及CO₂封存的双重收益,基于区内地质条件及储层非均质性等特征分析,提出了老井低效煤层气井区CO₂-ECBM可注入性、可增产性、可封存性三大类选址关键地质原则。在此基础上,阐释了研究区关键地质选址原则下煤厚、渗透率、煤层倾角、构造曲率、地下水流场、地温场、埋深、顶底板岩性、断层等地质约束条件,指出煤层厚度适宜且煤层结构简单、平均产气量较高、煤层倾角小于5°、处于平缓近等轴褶皱构造部位(构造曲率低于2.5×10^-4)、距离断层1 km以外、相对较低地应力及主地应力差、煤层地下水径流与CO₂注入流场协同、煤层顶底板以致密泥岩类为主等CO₂-ECBM潜在工程有利区评价参数和指标,优选出SZN区块北部Z-1～Z-100、中部Z-160～Z-170、南部Z-180～Z-240区等作为CO₂-ECBM潜在有利区。通过对比分析,在有利区基础上进一步优选出煤体结构以碎裂-原生为主、物性条件较好且采出程度较低的7个备选井组。采用煤层剩余含气量、渗透率、现今产水量、15 m内砂岩厚度、井距等CO₂-ECBM井组优选参数,基于灰色关联分析方法,厘定了CO₂-ECBM注入井组实施先后序列为T-7>T-2>T-1>T-3>T-6>T-4>T-5,即T-2与T-7为最优先注入井组。

关键词：CO₂注入煤层;地质选址;可注入性;可增产性;可封存性;