注熱CO2驅(qū)替增產(chǎn)煤層氣試驗研究

黎 力，梁衛(wèi)國，李治剛，賀 偉

(1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024; 2.太原理工大學(xué) 原位改性采礦教育部重點(diǎn)實驗室，山西 太原 030024)

注熱CO2驅(qū)替增產(chǎn)煤層氣試驗研究

黎 力1,2，梁衛(wèi)國1,2，李治剛1，賀 偉1,2

(1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024; 2.太原理工大學(xué) 原位改性采礦教育部重點(diǎn)實驗室，山西 太原 030024)

當(dāng)前煤變質(zhì)程度高、割理不發(fā)育及煤儲層壓力低等因素嚴(yán)重制約著我國煤層氣的開采與利用。為完善注CO2驅(qū)替增產(chǎn)煤層氣的基礎(chǔ)理論研究，利用自主研發(fā)的煤層瓦斯驅(qū)替裝置探討了不同注氣溫度與注氣壓力條件下CO2對煤層瓦斯驅(qū)替置換的效果，并分析了注氣溫度與壓力對煤體的變形與滲透率的影響。研究發(fā)現(xiàn)：驅(qū)替氣體注氣壓力與溫度是影響CH4產(chǎn)出率與CO2儲存量的關(guān)鍵因素，提高注氣溫度與注氣壓力能夠在單位時間內(nèi)驅(qū)替出更多的CH4并存儲更多的CO2;注氣壓力由2 MPa增至4 MPa，CH4產(chǎn)出率可提高6.7%～17.4%，CO2儲存量可提高78.6%～99.7%;注氣氣體溫度從28 ℃上升至60 ℃，CH4產(chǎn)出率與CO2儲存量分別增加40.0%～43.8%和23.8%～38.4%，而驅(qū)替置換比降低8.4%～20.2%;驅(qū)替壓力與溫度的增加會使得煤體軸向應(yīng)變增加98.1%和104.7%;常溫注氣試驗后煤體滲透性下降37.1%～71.3%，提高驅(qū)替溫度可使?jié)B透率下降幅度降低19.8%～64.3%。

增產(chǎn);煤層氣;溫度;驅(qū)替效率;應(yīng)變

我國為煤層氣賦存大國，據(jù)統(tǒng)計我國埋深2 000 m以淺的煤層氣儲量為36.81 萬億m3[1]。但是由于煤層氣原始壓力低以及煤層滲透性普遍偏低(小于10-15m2)[2-3]等因素的制約以及缺乏有效的增產(chǎn)技術(shù)，煤層氣開發(fā)一直沒有達(dá)到預(yù)期效果。受注氣增產(chǎn)天然氣啟發(fā)，向煤體中注氣增產(chǎn)煤層瓦斯成為研究熱點(diǎn)。……