注入增产法提高煤层气采收率的理论探讨

煤层气采收率的影响因素及提高采收率策略研究煤层气采收率是指在煤层气开采过程中，实际采取的有效采出煤层气量与煤层中可供采出的煤层气总量的比值。

煤层气采收率受多种因素的影响，如煤层气资源属性、煤层地质条件、采收工艺等。

本文将就这些影响因素及提高采收率的策略进行论述。

首先，煤层气资源属性对采收率有着重要影响。

其中，煤层厚度、煤储层渗透率、孔隙度、煤储层压力等是影响煤层气产量和采收率的重要因素。

煤层厚度越大，煤层气产量潜力越高；煤储层渗透率及孔隙度越大，煤层气渗流能力越强；煤储层压力越大，煤层气释放及产出的能力越高。

因此，在选择煤层气开采区块时应注重煤层资源属性的评价和选择。

其次，煤层地质条件对采收率也具有重要影响。

主要包括地层倾角、构造形态及构造应力状态等。

地层倾角对煤层气采收率有直接影响，倾斜度越大，地层越容易产生破裂，增加煤层气的释放和产出能力。

构造形态也直接影响地下煤层气储存的规模和分布，选择盆地内凹陷带或据盆山构造边界区煤层气丰度较高的地区，利于提高采收率。

构造应力状态对煤层气渗流性能影响较大，应合理确定钻井设计参数，以充分开采煤层中的煤层气。

第三，采收工艺对采收率也具有一定影响。

主要包括抽采工艺、注采工艺及增透工艺等。

目前，常见的抽采工艺有常压采气、人工增渗采气和压裂压排采气等。

注采工艺有煤层气水平井注气采出、增气井注入等。

增透工艺主要包括增透剂注入、甲烷抽采、煤层气重新饱和等。

合理选择采取何种采收工艺，能够最大程度地提高采收率。

为了提高煤层气采收率，可以采取以下策略。

首先，优先选择资源丰度较高、煤层厚度足够的区块进行开采，提高煤层气资源的开采效益。

其次，优先选择地质条件较好、地层倾角适中的区块进行开采，增加煤层气的释放能力。

然后，合理选择抽采工艺及注采工艺，如采用压裂和注入增进煤层气释放效果。

此外，还可采取增透工艺，如增透剂注入，提高煤层渗透性，增加采气速度及采收率。

综上所述，煤层气采收率受到煤层气资源属性、煤层地质条件和采收工艺等多种因素的影响。

CO2驱提高煤层气开采效果注入参数的实验研究郭辉;李想;曾云;王有良;梅光远【摘要】There are the problems of low permeability, low saturation of gas and low reservoir pressure in the coal bed methane extraction of our country. Based on previous researches, we can know that CO2 has good replacement, displacement effect of coal bed gas, and can reduce carbon emission. However, there is no specific research on the optimization of injection parameters for CO2flooding. Through the orthogonal experiment method, the parameters of the recovery of CH4 including the time of gas injection, the gas injection method, the gas injection rate and the temperature pressure system, were designed. Indoor and long core displacement experiments showed that the best way of gas injection for CO2recovery was to inject CO2when depletion development recovery reached 20%, injection method was intermittent injection, injection slug size was 0.2 PV, injection rate was 0.2 mL/min. Under the condition of room temperature, pressure 9 MPa, after gas injection about 17 PV, gas injection effect of depletion development was the best. Gas injection time and injection gas injection rate had significant effect on CH4 recovery, gas injection rate had significant effect, and the influence of temperature and pressure system was relatively small.%我国煤层气面临低渗、含气饱和度低和储层压力低等问题，CO2具有较好的置换、驱替煤层气的效果，同时可以减少碳排放量，对CO2注入参数优化至今尚没有具体研究。

第40卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.40，No.9 2011年9月 Liaoning Chemical Industry September，2011收稿日期： 2010-04-11 提高煤层气采收率措施研究孙 敏 娜（西安石油大学石油工程学院， 陕西 西安 710065）摘 要： 20世纪90年代我国开始试验性的进行煤层气的工业化开采。

由于我国煤层气存在“高储低渗”的问题，所以单井产量低，开采利用非常困难。

本文将针对以上问题对提高煤层气采收率的多种措施进行概述。

关 键 词：煤层气藏；煤层气开发； 提高采收率中图分类号：TD 823 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2011）09-0975-03我国的煤矿井下煤层气抽放始于20世纪50年代，随着对新能源的开发利用，煤层气由单纯的井下抽放逐步向地面开发发展，90年代开始试验性的进行煤层气的工业化开采，但大部分的产气量不高。

造成这种现象的主要原因是：我国煤层气地质条件复杂，大多具有低压（压力系数小于0.8）、低渗（小于1×10-3 μm2）、低饱和（小于70%）三低现象，低压使气流驱动能力不足，低渗无法形成以抽放钻孔为半径的大范围的解吸-扩散-渗流圈，低饱和是温度、压力、围岩条件、煤的等温吸附性质等综合作用的结果。

在目前的技术条件下，“三低”煤层抽放特别困难。

以下将对多种提高煤层气采收率的技术进行概述。

1 煤储层压裂技术煤储层压裂技术是目前煤层气开发普遍采用的增产措施。

这是因为人工压裂形成的诱导裂缝降低或消除了煤层的近井眼伤害，强化了煤层中的天然裂隙网络，扩大了有效“井眼半径”和煤层气解吸渗流面积，加强了井眼稳定性，在井眼周围形成了有效的煤层气渗流通道，有效地提高了煤层气井的产能。

压裂措施最关键的技术就是破裂压力和瞬时关井压力的设计。

煤层气井与常规油气井在水力压裂技术方法和压裂结果上，既有相似性又有差异性。

其差异性主要表现在以下两个方面：①煤层中甲烷气主要以吸附状态赋存于煤岩裂隙和基质孔隙（微孔隙）的内表面上，其赋存和产出机理与砂岩天然气完全不同；②煤岩在成分、结构、构造以及力学物理性质上与油气储层有显著差异。

油田注气提高采收率开发应用技术研究随着石油资源的逐渐枯竭，采收率的提升成为油田开发的重要目标。

油田注气是提高采收率的一种有效手段，对于开发油田具有重要的经济价值。

本文将介绍油田注气的原理、技术现状和未来发展前景。

一、油田注气原理油田注气是通过在油田地层中注入气体，使原油层中压力增加，原油与岩石孔隙中支持相互作用力减小，从而降低油泥的黏滞性、升高润滑性，使原油在孔隙内能够流动更容易，提高采油效率，增加采收率。

注入的气体有天然气、氮气、二氧化碳等，不同的气体具有不同的物理化学性质，对于不同类型的油藏选取合适的注入气体可以提高采收率。

二、油田注气技术现状油田注气技术是石油工业中比较成熟和广泛应用的一种技术，随着技术的不断发展，注气技术的效率和适用性逐步提高。

（一）注气方式目前油田注气技术主要分为直接注气和间接注气两种方式。

直接注气是将气体注入到油井中，通过压缩空气等设备将气体直接压入油井管道，沿着井眼垂直注入地下油藏。

直接注气的优点是注入速度快，注气效果显著。

间接注气是在地层内建立气体区域，然后用压力差将气体推入油层中。

常用的方法是在油藏水深处设立气幕，使气体充满整个油藏水深，经过几次推压和加气，形成均匀的气带，压力梯度增强，从而使注入的气更加均匀，采收率提高。

间接注气的优点是可控性强，注入节奏可控，可以减少因直接注气引起的泥层破坏。

（二）注气气体注气气体的选择是影响油田注气效果的关键因素。

常见的气体有天然气、氮气、二氧化碳等。

其中，天然气是最常用的注入气体，其成分简单，渗透能力强，同时含有的天然气成分有助于原油的上升，增加了注气效果。

氮气常用于高渗透油田和中深层油层的注气，可以提高油层的压力和渗透性。

二氧化碳注气适用于高黏度油藏，有助于降低原油的黏度，提高采油效率。

三、油田注气未来发展前景油田注气技术是提高采收率的重要手段，具有广阔的应用前景。

未来在油田注气技术的发展中，需要注重以下几个方面：（一）优化注气方式：随着技术的不断发展，需要采用更为灵活多样的注气方式，对于不同类型的油藏选取合适的注入方式，提高注气效果。

二氧化碳增加煤层气采收率技术下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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注CO2煤层气采收率技术[摘要]：中国煤层气总资源量约为36.8x10 12m3，埋深2 000 m以浅的煤层气资源潜力巨大。

研究表明，向煤层中注入co2提高煤层气采收率技术具有巨大潜力，能够实现中国2 000 m以浅煤层气产量增产3.751×1012 m3。

[关键词]：煤层气竞争吸附吸附膨胀渗透率压裂中图分类号：o552.2 文献标识码：o 文章编号：1009-914x（2012）32- 0337-01一、前言煤层气是煤层中所生成的以甲烷为主（甲烷含量一般为90%-99%）的天然气，也是人们常叫的瓦斯气。

煤层气抽排最初是以防害为目的进行的，而将煤层气作为一种资源进行大规模开发利用则始于美国。

我国煤层气总资源量约为36.8x10 12m3。

由于我国的天然气缺口将长期存在，据预测，到2015年天然气产量加上天然气的进口量，与需求相比缺口达500x108m3，左右。

煤层气是补充这个缺口的重要非常规气源。

中国2008年煤层气产量50x108m3，纯煤层气产量5x108m3。

目前，纯煤层气开发生产能力约20x108m3，按“十一五”计划，2010年煤层气产量达到100x108m3，煤层气利用量80x108m3，2020年产量达到400x108m3。

2009年4月，中国政府又确定新的目标，大力发展安全、环保的煤层气作为煤的替代品。

研究证明，向煤层中注入co2可以提高煤层甲烷气的采收率，甲烷气产出的同时co2被永久埋存在煤层中，这一技术叫做注入co2提高煤层气采收率技术。

作为提高煤层气采收率的一个手段，该技术已经成为煤层气领域的研究热点之一。

据估算，若采用这一技术，我国2 000 米以浅煤层强化注人co2所提高的煤层气产量为3.751×108 m3。

由此可见，煤层埋存co2的同时提高煤层气产量的潜力巨大。

二、煤层气co2增产技术尽管应用水力压裂工艺技术对煤层进行强化改造，取得了一定的效果，但是由于煤层的特殊物理性质，部分实施的常规的水力压裂技术增产效果不理想，因此.寻找更有效的煤层强化增产技术显得十分重要。

煤层气对于我国能源战略的实施起着极其关键的作用，我国政府高度重视煤层气资源的探索与开采，尤其在环境污染日益严重的今天，以煤层气为代表的清洁资源的使用范围更加广泛。

然而，由于传统煤层气开采方式具有难度大、危险度高、开采率偏低等一系列问题，尤其是煤层气开采率偏低，增加了开采成本。

因此，加强煤层气开采技术的研究对于提高煤层气开采率将有着极其重要的作用。

1 排水降压法由于煤储层的结构特点，在其间隙中存在两种状态的煤层气，分别为游离态和吸附态，并且，以吸附态存在的煤层气占据了较大部分。

当使用排水法进行采收时，根据煤储层的结构特点，当表面压力降低时，煤储层对于煤层气的吸附能力将大大降低，这就为处于吸附态的煤层气被释放出来提供了条件。

并且，煤储层的结构裂隙因其表面压力的降低而减小，这导致煤储层渗透率的降低，煤层气的采收率将大大提高，这种情况随着煤储层深度的增加而愈发明显。

2 注气法由于水等其它类型液体对煤储层有着一定的伤害，因此，在煤层气开采方法研究过程中，研究人员创新型的使用注气法将煤层气开采出来。

由于煤层气的主要成分是甲烷，根据煤储层对于不同气体的吸附率差异，研究人员发现，煤储层对于二氧化碳的吸附率要远大于甲烷，通过向煤储层中大量注入二氧化碳，将实现大量处于吸附态的甲烷被“解压”。

然而，在实际操作过程中还有另外一种气体，它就是氮气，煤储层对于氮气的吸附率要远低于甲烷，大量注入氮气能够提高煤储层裂隙压力，促使已经处于游离态的甲烷被开采出来。

但是，由于在大量注入二氧化碳与氮气将使气体间的置换竞争加剧，对于两者之间的置换率与置换量的研究依然处于空白状态。

3 水力压裂法在对煤储层的渗透率进行研究发现，自然状态下的煤储层渗透率处于较低水平，因此，这种状态不利于煤层气的开采，因此，需要对煤储层的渗透率进行调整，采用水力压裂法能够解决这一实际问题。

水力压裂法是使用高压泵将混有水、沙子、石子等泵入煤储层，破坏煤储层原本的结构，进而实现煤储层渗透率的快速提高，美国通过使用这种煤层气采收法，快速提高了本国天然气产量，美国由天然气进口国一跃成为天然气出口国。

沁水盆地深煤层注入CO2提高煤层气采收率可行性分析申建;秦勇;张春杰;胡秋嘉;陈伟【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)001【摘要】探讨CO2注入深煤层提高煤层气采收率可行性对于解放我国丰富深部煤层气资源具有积极意义.分析了沁水盆地不同深度条件下储层参数的变化规律,开展了CO2注入煤层增产效应的数值模拟研究.结果显示,煤储层参数随埋深呈非线性变化且各参数显著变化深度具有较好的对应性,存在500 ～ 600 m,950～1 150 m 两个关键转折界限,据此将煤层划分为浅部、过渡、深部三带.随着埋深增加煤储层强非均质向均质转换,即所有参数在浅部较为离散而深部收敛.通过不同深度煤层的CO2注入生产效果模拟显示,注入CO2后煤层气采收率均得到不同幅度提高;注入CO2提高煤层气采收率效果由过渡带、浅部、深部逐步递减;注入时间越早和越长,提高采收率效果越显著;要实现深部煤层气采收率显著增加必须保证一定的CO2注入量;深部CO2封存优势显著.【总页数】6页(P156-161)【作者】申建;秦勇;张春杰;胡秋嘉;陈伟【作者单位】中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116;中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552;中国石油华北油田分公司,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】P618.11【相关文献】1.山西沁水盆地柿庄北区块3#煤层注入埋藏CO2提高煤层气采收率试验和评价[J], 叶建平;张兵;SamWong2.注CO2提高煤层气采收率及CO2封存技术 [J], 张春杰;申建;秦勇;叶建平;张兵3.深煤层井组CO2注入提高采收率关键参数模拟和试验 [J], 叶建平;张兵;韩学婷;张春杰4.注烟道气提高煤层气采收率(CO2-ECBM)的可行性分析 [J], 王军红;王红瑞;于洪观5.沁水盆地南部注二氧化碳提高煤层气采收率微型先导性试验研究 [J], 叶建平;冯三利;范志强;王国强;William D.Gunter;Sam Wong;John R.Robinson因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

油田注气提高采收率开发应用技术研究随着全球能源需求的不断增长，油田注气提高采收率成为了石油行业的研究热点。

油田注气是指向油层中注入天然气或其他气体的一种采油方法，其目的是利用气体的溶解和膨胀性质来提高原油的采收率。

在中国，由于油田的老化和深度开采，注气开发技术已经成为了油田开发的重要手段。

本文将探讨油田注气提高采收率的开发应用技术研究及其意义。

一、油田注气提高采收率的原理油田注气提高采收率是指在油田开发中向油层中注入气体，通过气体的溶解和吸附作用来提高原油的采收率。

具体来说，注气开发可以通过以下几种方式来提高采收率：1.增加油层压力：注入气体可以增加油层的压力，从而驱动原油向采油井流动。

2.减小原油的粘度：气体的溶解可以减小原油的粘度，使得原油更容易被开采。

3.提高原油的置换率：气体的膨胀性质可以使原油与岩石孔隙中的水分离，从而提高原油的置换率。

二、油田注气提高采收率的应用技术研究1.气体选择和优化注气方案：不同的气体在油田注气中的作用机理不同，因此在选择注气气体时需要考虑气体的溶解性、膨胀性以及相对常压条件下的粘度等因素。

需要通过模拟和优化注气方案来确定合适的注气量和注气周期，以达到最佳的采收率提高效果。

2.注气井的选址和井筒设计：注气井的选址和井筒设计对注气开发的效果至关重要。

合理的选址可以最大限度地提高注气气体的利用率，而合理的井筒设计可以保证气体顺利注入到目标层位中。

3.表征和评价注气效果：通过地质勘探、物性实验和地震监测等手段，可以对油层中的气体分布和运移进行表征和评价，从而指导注气开发的实施和调整。

4.注气技术的改进和创新：研究新型气体的注气作用机理，改革传统注气方法，探索新的注气技术是提高油田注气采收率的重要途径。

通过超临界流体技术可以改善气体的溶解性和膨胀性质，从而提高采收率。

三、油田注气提高采收率的意义油田注气提高采收率的研究和应用对于提高油田开采效率、节约能源资源具有重要意义：1.提高采收率：通过注气开发可以提高原油的采收率，延长油田的生产周期，延缓油田的老化。

关于注气提高采收率技术的调研1 前言随着油气田开发进入中后期,油井综合含水率上升,油田开发难度加大,注气采油逐渐成为提高原油采收率的重要方法之一。

本文对注气提高采收率技术的机理进行了分析,并进行了驱替实验调研。

调研结果表明:注气可明显改善驱油效果,提高原油采收率。

2 国内外现状近年来,国内外注气技术发展很快,注气类型、注气方式、注气时机、适宜注气的油藏类型不断发展,已成为除热采之外发展较快的提高采收率方法。

目前,注气作为一种有效的提高采收率方法,在世界范围内得到广泛应用。

在美国和加拿大注气技术极为成熟。

在美国,注气项目中以二氧化碳混相驱为主,而加拿大以注入烃类溶剂混相驱为主导。

2006年,美国、加拿大等石油生产大国仍把蒸汽驱作为EOR(或IOR)主导技术,加拿大掀起了以蒸汽重力驱(SAGD)技术为主的开采油砂热,化学驱的应用仍很少。

注气驱仍以逐年增长的态势和显著的成效而成为当今世界石油开采中具有很大潜力和前景的技术。

在我国东部主要产油区,天然气气源紧张,供不应求,CO2气源目前还比较少。

尽管如此,注非烃气体混相和非混相驱的研究和现场先导试验一直没有停止过。

1963年首先在大庆油田作为主要提高采收率方法进行研究,1966、1969、1985、1991、1994年先后开展了注CO2先导试验,很受重视。

华北油田在雁翎油田开展注N2非混相驱矿场试验。

吉林油田利用万金塔CO2气田的液态CO2,在吉林油田开展CO2吞吐和CO2泡沫压裂已在100井次以上。

1996年江苏油田富民油田48井开展了CO2吞吐试验,并已开展了驱替试验。

吐哈葡北油田已开始实施注气混相驱。

大港大张坨凝析气田和塔西南柯克亚凝析气田注气成功。

西南石油学院以气为特色,长期开展了油气体系的相态研究,早在1984年,为大庆、中原开展了混相驱实验,引进了当时全国第1台混相驱细管实验装置。

随后与华北油田合作,配合雁翎油田注N2试验,模拟裂缝性碳酸盐岩储层,在全国比较系统地开展了系列注N2实验。

注烟道气提高煤层气采收率(CO 2-ECB M)的可行性分析王军红1, 王红瑞1, 于洪观2(1.北京师范大学环境学院,北京 100875;2.山东科技大学化学与环境工程学院,山东泰安 266510)摘 要:CO 2-ECBM 技术是随着煤层气资源的大量开采和对温室效应的逐渐关注提出和发展起来的.应用C O 2-ECB M 技术可以提高煤层甲烷的采收率,为人类提供更多的清洁能源,同时又可以埋藏大量烟道气C O 2,减少温室效应,具有环境效益.此外,本文给出案例分析了CO 2-ECB M 技术的发展前景.关键词:CO 2-ECB M;温室气体;采收率;煤层气;烟道气中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1001-2443(2005)03-0344-04在过去的100年里,全球地面平均气温上升了0.3~0.6度,包括CO 2和C H 4在内的温室气体的累计排放和环境污染的加重是气温升高的主要原因,而长期大量的采煤作业和燃煤是CH 4和C O 2排放的主要原因.据世界能源委员会1995年的报告,世界煤炭可采资源量为4.86万亿t 煤当量,占化石能源总资源量的66.8%[1].在未来较长的时期内,煤炭仍将作为主要的化石能源被各行各业利用.目前,世界各国也正在通过本国的努力和彼此间的通力合作,探索如何有效的减轻环境污染的途径,例如洁净煤技术可以从源头上降低污染;世界正在发展煤层气产业,如果能够在采煤之前将甲烷作为一种洁净能源进行开采和利用,就会有效地降低CH 4随采煤作业的排放[2].所以,开发利用煤层气对减少环境污染,缓解能源危机有重要的意义,CO 2-ECB M 技术正是在这样的形势下应运而生.1 CO 2-ECBM 技术的可行性分析1.1 国外CO 2-ECB M 技术的发展现状煤层气作为一种能源进行商业性的开采利用,尤其煤层气的地面开采是20世纪70年代末期在美国首先取得成功的.自美国成功以后,世界上煤炭资源大国包括加拿大、澳大利亚和中国等都相继开始进行了地面开采煤层气的试验和探索.美国的伯灵顿公司在圣胡安盆地的北部正在进行着CO 2注入提高煤层气采收率的先导性试验.该项试验是由4口C O 2的注入井和9口煤层气生产井组成.生产井自1990年开始一直连续的生产煤层气,注入井自1996年开始注入C O 2.目前,伯灵顿公司正在连续的监测煤层气的产量变化和其他工程参数的变化,进行详细的储层模拟和经济评价,以决定能否进行大规模的商业开采[3].目前,加拿大、美国、欧洲的一些组织和产业界已经形成一个更庞大的国际组织,并达成协议,试图将该项CO 2的注入技术推广和商业化,进一步抑制温室气体的排放,这显示了该项技术良好的发展前景.在加拿大,以阿尔伯特研究院为中心的主要推广该项技术的联合体已经形成,他们在本国实施了一项由5口井组成的CO 2注入提高煤层气采收率的先导性试验,2002年该项实验已如期完成;同时他们还采取多种途径加强与国际组织(如国际能源机构,IE A)或者其他国家企业(如中国的中联煤层气有限责任公司)间的合作,促使该项技术早日商业化,为世界环保做出贡献[4,5].1.2 C O 2-ECB M 技术的原理煤是由死亡后的植物被埋藏以后再经过漫长的生物化学和变质作用,即煤化作用后形成的.煤层中大量的煤层气就是在煤化作用过程中形成和储存下来的.煤层气在储存形式上不同于常规的天然气,常规天然气收稿日期:2004-09-24基金项目:国家煤炭部煤炭科学基金项目(9920813).作者简介:王军红(1978-),女,山东临沂人,主要从事环境影响评价;通讯作者:王红瑞(1963-),河南获嘉人,副教授,博士.第28卷3期2005年9月 安徽师范大学学报(自然科学版)Journal of Anhui Normal Uni versity (Natural Science)Vol.28No.3Sep .2005是以游离态存在于岩石储层中,是一种游离气,而煤层气是以吸附状态存在于煤层中,是一种吸附气.二者不同的储存形式导致开采的机理和过程不同.一般来说,煤层气的开采要比常规天然气的开采更复杂,加上煤层具有比砂岩储层更低的渗透率且煤层气井的产量比常规天然气的产量更低,所以,煤层气井一般实施各种增产措施,如水力压裂或者注入CO 2等.图1 二氧化碳埋藏和煤层气甲烷生产的概念模型 CO 2-ECB M 技术的原理如图1所示.由于CO 2在煤层中比C H 4具有更强的吸引力,单位煤颗粒表面积上吸附的C O 2和C H 4分子数的比例为2 1,也是就是说,两个C O 2分子能够置换出一个CH 4分子而吸附在煤颗粒表面,并不改变煤层压力等特性参数,从而实现提高煤层气采收率和C O 2埋藏的目的.在一个注入井周围打四口产出井,注入井和生产井的最低处要与煤层接触.然后将CO 2注入打好的注入井,通过注入井扩散到煤层中,然后经过吸附解析原理,将吸附在煤层中的C H 4解析出来,解析出的C H 4再通过打好的生产井释放出来.最后,产出的C H 4通过一个管道运输到附近的发电厂或其他能源部门.注入C O 2提高煤层气采收率的具体操作过程是:首先选择合适的含煤盆地和煤层,以合适的井间距离钻探注入井和生产井,注入井注入CO 2,生产井生产煤层气.一般来说,成功的商业性注入开采都是必须从小规模的先导性试验开始.确定CO 2注入开始点后,经过反复的注入试验、观察及储层模拟,选取合适的储层参数以及CO 2的来源和注入速度、注入量,经过经济论证和评价,最后决定是否进行大规模商业性开发.1.3 C O 2-ECB M 技术的可行性分析煤或石油等化石燃料燃烧而从烟道气中排出的废气称为烟道气.烟道气的主要成分是C O 2、C O 、SO 2、NOx 、N 2、O 2、颗粒物质及少量酸性气体.烟道气排放出的大量CO 2是导致大气温室效应的主要原因,富集和利用这些CO 2是保护环境、节约资源的一个重要课题.理论上,通过注入CO 2可以实现煤层气100%的最终采收率,CO 2可以永久的储藏于煤层中;实际上,由于技术的原因和实际煤层自身的特征,不可能实现100%的煤层气的最终采收率,注入的CO 2也不可能全部的永久留在煤层中,但是,只要优化钻井方案和注入程序及过程,一般可以实现比无CO 2注入提高25%的最终采收率,注入的CO 2至少也可以在煤层中埋藏几百年的时间[6,7,8].天然气燃烧产生的C O 2的量比同体积的煤炭要少一半,大大减少了C O 2的排放量.因此,提高天然气的使用比例,改善世界特别是发展中国家的一次能源结构,将会改善世界大气污染状况,尤其会大大减弱温室效应.而煤层气是非常规天然气,属于天然气的一种,在天然气中占有很大的比重;煤层气也是一种温室气体,C H 4的温室效应大约是CO 2的20倍以上,对臭氧层的破坏能力是CO 2的7倍.由此可见,积极开发利用煤层气,可大大减少采煤过程中的C H 4排放量,减少甲烷和燃煤所产生的环境危害,保护人类生存环境.另外,煤层气的发热值达33496kJ/m3以上,而且不含硫化氢,是一种无毒的清洁燃料[4].由上可知,CO 2-ECBM 技术会对环境产生一个良性的能源循环机制,能缓解化石燃料燃烧与环境日益突出的矛盾.因为,把因能源的消耗而产生的C O 2注入不可采煤层中,一是减少了温室气体的排放,二是增加了吸附于煤层的C H 4的产量.而产生的煤层C H 4是一种比媒炭更清洁的能源,如能在产气地域附近建设一所燃气发电厂,从此电厂排出的烟道气的CO 2纯度较高,可被注入煤层中,这不仅大大减少了温室气体的排放,而且降低了注入CO 2的费用,可进一步实现能源良性循环[3].总之,向煤层注入C O 2可以提高煤层气甲烷的采收率,同时还能封存温室气体,这对全球的环境和经济都有重要的意义!1.4 中国引入CO 2-ECB M 技术的必要性在中国的一次能源结构中,煤炭占75%以上.这种以煤炭为主要消费能源的结构已引起了严重的环境污染,制约了中国能源和经济的可持续发展.而且我国煤炭的使用格局和使用方式与国外发达国家有着很大的差距.在发达国家煤炭主要用于发电,如美国火力发电厂消耗了80%左右的煤炭,并配备有效率较高的除尘、脱硫设备,使燃煤引起的污染得到有效的控制.而在我国除了约35%的煤炭用于火电厂发电以外,其余65%的煤炭主要用于企业、事业单位及民用的锅炉、窑炉、公共福利炉灶和千家万户的炊事灶.这些炉灶量大34528卷第3期 王军红,王红瑞,于洪观: 注烟道气提高煤层气采收率(C O 2-ECB M)的可行性分析346安徽师范大学学报(自然科学版)2005年面广,燃料利用率较低,又是低烟囱排放,对城市大气环境的影响最为严重,是当前亟待治理的污染源.另外,中国因采煤排放的C H4量已占世界采煤排放C H4总量的三分之一,1990年约为60-190亿m3[9],已经引起严重的环境污染.中国煤炭资源遍及全国,除上海市没有可开发的煤炭资源外,其余各省、市、自治区都生产煤炭.中国的煤田地质资料表明,烟煤和无烟煤中都赋存有可开发的煤层气,即使在低变质的部分褐煤中也赋存有开发价值的煤层气,具初步估计,2000m以浅的煤层气源量为(30-35) 1012m3,其中探明储量约为12万亿m3,远景储量23万亿m3,居世界第二位[10].所以,我国煤炭在一次能源中的比例太高和丰富的煤层气资源使得中国发展煤层气产业势在必行,而且可能成为中国经济发展的新的增长点,这对于我国经济的发展与环境保护都是十分必要的.2 案例分析 中国沁水盆地晋城地区发展CO2-ECBM技术2.1 沁水盆地煤层气资源状况山西煤层气具有资源丰富、可采性好、质量高等特征.据初步预测埋深在2000m以浅的煤层气资源量超过10万亿m3,约为全国煤层气资源量的1/3.在六大煤田中,除大同煤田属贫甲烷区外,沁水、河东、西山、霍西、宁武等煤田均有煤层气赋存,其中以河东和沁水煤田最为富集,约为全省的90%,是山西煤层气开发利用的两大基地[11].沁水煤层气田枣庄区和潘庄区3号和15号煤叠合含气面积为164.21平方公里,探明储量402.2亿m3,可以建成年产10亿m3煤层气的生产能力[12].沁水煤田拥有丰富的煤层气资源,而且渗透性较其他煤田较高,煤层压力大,对于C O2-ECB M技术的应用是个不错的选择!加之 西气东输 管道途经此处,为开采和开发利用煤层气创造了条件,从而进一步推动了晋城地区CO2-ECB M项目的发展.2.2 沁水盆地发展ECB M项目的C O2来源沁水盆地丰富的煤炭资源为火力发电提供了坚实的能源基础.山西省沁水发电厂是一座国有火力发电企业.本地煤炭资源丰富,大、中、小型企业星罗棋布,为其电力工业发展创造了得天独厚的条件.然而,火力发电耗煤量大、耗水量大、对大气的污染严重.据估计, 十五 期间新上的1000多万千瓦电源项目,燃煤达2000多万吨,如果不采取必要的措施,将在山西现有的环境污染基础上增加约1/4的污染量.而山西的环境污染已经相当严重,如果再加上来自新电源项目未经消除的污染,用 雪上加霜 恐怕也难以形容这种打击.而烟道气 ECB M技术正可以缓解沁水环境与经济发展之间的矛盾.利用沁水盆地周围火力发电厂排出的烟道气,将其注入煤层,以提高煤层气甲烷的产量,必将减少温室效应,减缓燃煤发电对环境的压力,增加煤层气甲烷的生产速度,为 西气东输 增加新的能源,从而产生一定的经济效益,因此,此技术是值得进一步研究和推广的.西气东输 管线经过的地区大多是煤层气资源富集区,也是大中型煤层气聚气带集中分布的地区,沿线经过的11个煤层气聚气带从西到东依次是塔北、柴北-祁连、鄂尔多斯西部、渭北、鄂尔多斯东缘、霍西、沁水、太行山东、豫西、徐淮和淮南聚气带,总资源量近10万亿m3,比塔里木盆地的天然气资源量(8.39万亿m3)还多. 西气东输 管道从黄河边的柳林进入山西,先东后南,从晋城出山西,全长约500km-600km.这无疑给山西借助 西气东输 工程,加快煤层气开发,进一步推动山西经济发展提供一个机会.由此可见, 西气东输 工程的实施,不仅为煤层气勘探开发创造了管网条件,而且解决了煤层气的销售利用问题,打通了制约中国煤层气大规模地面开发的主要瓶颈,这必将增强国内外投资者的信心,加速我国煤层气产业的形成.沿 西气东输 管线分布的沁水、两淮等大型煤层气田,不仅资源丰富,而且是目前正在大规模开发的煤矿区,优先开发这些地区的煤层气资源具有显著的现实性.所以, 西气东输 可以为沁水盆地发展CO2-ECB M技术带来了机遇和挑战.3 结束语地下储存温室气是减少温室效应的最可行的方法之一.由于全世界拥有巨大而丰富的煤资源,因此,煤层是能够提供非常具有生命力的埋藏点之一.CO2-ECB M既可以提高煤层气C H4的采收率,缓解经济发展与能源不足的矛盾,又能在煤层中储存数几十年全球释放的大量温室气体CO2,减轻由于燃煤对环境产生的污染,能够同时带来一定的经济效益与环境效益.另外,如果C H4能够应用一定的技术被捕集并出售的话,CO 2的埋藏价值就能够被补偿,由此,未来实施CO 2-ECB M 技术是可行的.由于CO 2的封存能给我们充分的时间去开发技术来发展新能源,而且还可在这段时间里继续利用化石燃料,所以,就目前世界能源结构向新能源过渡上,CO 2-ECB M 在技术和时间上能给予保障和支持.由于经济和技术条件的限制,煤层气的工业性开发目前在中国尚处在试验和起步阶段,但是,煤层气作为在近一、二十年才得到工业性开发的洁净能源的巨大潜力正在逐步被人们认识[13].我国政府要积极鼓励CO 2-ECB M 技术的开发,从政策方面给予进一步的鼓励,如实施碳税制度[14].它将是我国能源战略的重要组成部分,不仅能够改善我国能源结构,提高煤炭安全开采,而且是履行 京都议定书 的努力步骤之一,对于保护人类生存环境具有十分重大的意义.参考文献:[1] 郑楚光.温室效应及其控制对策[M].北京:中国电力出版社,2000.98-100.[2] 赵媛.论能源开发利用对全球性环境问题的研究[J].世界地理研究,2000,9(4):1-7.[3] 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to analyse the perspective of CO 2-ECB M technology.Key words:CO 2-ECB M (CO 2-enhanced coalbed methane);greenhouse gas(GHG);recovery;coalbed methane;flue gas(责任编辑 巩 )34728卷第3期 王军红,王红瑞,于洪观: 注烟道气提高煤层气采收率(C O 2-ECB M)的可行性分析。

681 概述非烃类气驱技术是改善低渗油藏开发效果的有效方法，与传统的驱油方式相比，有很多技术优势。

注入能力远高于水，且对储层的伤害小，可以解决目前低渗透油层注水困难的问题；利用气体的重力分异作用，使气体上升到油层顶部，进而对未动用的油层进行有效地驱替；采出流体中，轻烃成分和凝析物含量增加；对环境的污染小，缓解环境污染压力。

对于氮气泡沫驱，氮气泡沫压水锥技术是通过向油水界面注入大量氮气泡沫，达到减缓或抑制底水锥进的目的，泡沫剂是亲水的表面活性剂，大部分进入高含水区域，氮气在多孔介质中被泡沫剂捕集，形成气泡，由于气泡的贾敏效应，使泡封堵水层[1-10]。

目前辽河油田针对一些常规开发方式开发效果不好的轻质油区块进行了现场注气试验，主要以减氧空气和氮气泡沫为主，见到初步效果。

2 小22块概况小22块油藏是一个依附于界西断层的大型断裂鼻状构造，构造南高北低 ，油藏平均埋深3000m，自上而下分玄武岩、粗面岩、粗安岩三段，中部的粗面岩为目的层，储层厚度100~550m，平均270m，油层具有单层厚度大、含油井段集中；平均有效油层厚度5~110m，平均60m。

储层属于不均匀、特低渗、小孔缝、细喉道型储层，非均质性极强 ；油藏具有统一的原始油水界面，油藏类型属于块状底水油藏。

地面原油密度0.8399 g/cm 3，黏度5.37 mpa·s；地下原油密度0.6661 g/cm 3，黏度小于0.5 mPa·s，体积系数1.488，原始油气比183 m 3/t，饱和压力21.6MPa，油品性质好，为稀油。

小22块2000年投入开发，2003年产能建设结束后油藏产能递减幅度逐年加大，稳产基础薄弱；未及时补充地层能量，使油藏进入全面脱气状态，开采难度加大；实行高速开发，采油速度过大，加剧含水上升速度，影响了开发效果；增油措施效果逐年变差，堵水效果不好；不同类型油井均见水方式不同，油水界面抬升不均，油藏主体部位水淹。

油田注气提高采收率开发应用技术研究油田注气是一种注入气体到油层中的增产技术，以提高采收率。

该技术的原理是通过注入气体来改变油层的物理性质，从而改善原油的流动性和驱替效果，提高采收率。

油田注气技术的应用主要有两种方式：一种是地层气驱，即利用地层自然存在的气体进行驱油；另一种是人工注入气体，包括天然气、氮气、二氧化碳等。

研究表明，油田注气技术可以有效地提高采收率，尤其对于高含硫、高粘度油井的开发具有重要意义。

注气可以通过增加油层内部的压力，降低油相相对渗透率，提高油相的流动性，使原本无法开采的油藏变得可开发。

注气还可以改变油层中的相态，如使原本以液态存在的油变为气相，从而提高采收率。

油田注气技术的开发应用主要有以下几个方面：1. 注气方式的选择：根据不同油田的地质特征和开发条件，选择合适的注气方式。

地层气驱适用于地层气资源丰富的区域，人工注入气体适用于气田或有可供注入的天然气资源的区域。

2. 注气剂的选择：根据油田的特点和开发目标，选择合适的注气剂。

对于高含硫油田，可以选择氮气注气，通过减少油中硫的溶解度提高采收率；对于气田，可以选择天然气注入，以增加气相驱替效果。

3. 注气过程参数的优化：包括注气速度、注气压力、注气周期等。

通过调整这些参数，可以达到最佳注气效果。

4. 油田注气的物理模拟和数值模拟：通过物理模拟和数值模拟的方法，研究油田注气过程中的物理机制和流动规律，为注气技术的应用提供理论基础。

油田注气技术是一种重要的增产技术，通过合理选择注气方式、注气剂和优化注气过程参数，可以提高采收率，延长油田的生产周期，实现经济效益最大化。

在未来的研究中，需要进一步深入探索注气的机理和流动规律，提高注气技术的应用效果。