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专利号: 2022112726150
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,实施过程用到的装置包括水平井、周边井、负压抽采设备、CO2注入设备和井下压力监测设备,CO2注入设备装配在水平井上,负压抽采设备装配在周边井上;

负压抽采设备包括用于产生负压的地面设备、油管和用于二次降压的井下设备,地面设备安装于周边井的井口之上、与井下设备间通过油管连接;

井下压力监测设备包括常压监测设备及负压监测设备,常压监测设备安装在水平井的造斜段与水平段的交界处,负压监测设备安装在周边井上靠近煤层中部的位置;

实施过程包括如下步骤:

1)在水平井及周边井钻、完井后,均采用低温CO2压裂煤层的方式进行储层改造,低温CO2致裂煤层后与煤基质表面的煤层气竞争吸附,部分煤层气被置换,从煤基质表面解吸,并经孔隙、天然裂隙、压裂裂隙扩散、渗流至水平井或周边井的井筒产出;

2)当井下压力监测设备监测到水平井和周边井的井下压力降至0.7 MPa后,拆除煤层气常规排采设备,将CO2注入设备和负压抽采设备装配到位;

3)持续向水平井内注入CO2,煤层中剩余的煤层气被CO2置换,部分CO2溶于水并与煤层中的矿物结合产生沉淀后被固定;

4)负压抽采设备启动,周边井及其邻近煤层的储层压力降低并在一定范围内形成负压环境,水平井及其邻近煤层的储层压力随CO2的注入而增大,水平井及周边井间形成压力差,被置换出的煤层气向周边井扩散和渗流,并从周边井产出,由于煤层渗透率低、不同尺度的孔隙广泛发育,CO2在向周边井渗流的过程中进一步被煤基质吸附固定;

5)周边井产出气中CO2的含量高于30%时,拆卸负压抽采设备,封闭周边井;

6)监测井下压力监测设备的数值,当常压监测设备的数值接近煤层初始储层压力时,关闭CO2注入设备;

7)继续监测储层压力,如果压力值继续降低,则认为CO2仍在被吸附,待储层压力值保持稳定,重新开启CO2注入设备,循环注入CO2,直至水平井的水平段和周边井煤层附近的储层压力均接近煤层初始储层压力,拆卸CO2注入设备,封闭水平井井口。

2.如权利要求1所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,在封闭水平井井口、完成CO2注入过程后,仍需定期监测水平井水平段和周边井煤层中部附近的储层压力。

3.如权利要求1所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,水平井为U型井、L型井、J型井或多分支井,周边井为直井、U型井、L型井、J型井、多分支井或定向井。

4.如权利要求3所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,周边井为直井或定向井时,负压监测设备安装在油管外侧与煤层中部位置同一高度处;周边井为U型井、L型井、J型井或多分支井时,负压监测设备安装在周边井的水平段与造斜段的交界处。

5. 如权利要求3所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,周边井为直井或定向井时,周边井所在轴线与煤层顶面的交点到水平井的水平段之间的直线距离大于200 m且小于300 m。

6. 如权利要求3所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,周边井为U型井、L型井、J型井或多分支井时,周边井的水平段与水平井的水平段之间的直线距离大于200 m且小于300 m。

7.如权利要求1所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,地面设备为罗茨风机。

8.如权利要求1所述的深部不可采煤层CO2封存及煤层气负压抽采方法,其特征在于,井下设备为干式螺杆真空泵。