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基于煤储层三维非均质地质模型的CO_(2)-ECBM数值模拟研究
被引量：
11
1
作者
刘旭东
桑树勋
+6 位作者
周效志
刘世奇
韩思杰
王梓良
张守仁
吴见
张兵
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期2773-2790,共18页
CO_(2)驱煤层气地质封存(CO_(2)-ECBM)强化煤层气开发、实现煤层气井增产的同时,将CO_(2)封存到深部煤层中,该技术极具发展前景。依托示范工程,基于地质建模开展数值模拟研究,仍是技术研发的重要路径。基于对角点地质模型和COMSOL Multi...
CO_(2)驱煤层气地质封存(CO_(2)-ECBM)强化煤层气开发、实现煤层气井增产的同时,将CO_(2)封存到深部煤层中,该技术极具发展前景。依托示范工程,基于地质建模开展数值模拟研究,仍是技术研发的重要路径。基于对角点地质模型和COMSOL Multiphysics地质建模能力的分析,利用拆分-重构法在COMSOL Multiphysics内建立了能有效描述沁水盆地柿庄南区块3号煤储层的三维空间展布和含气量、吸附时间、孔隙度、渗透率、弹性模量、泊松比非均质分布的地质模型。在此基础上,结合吸附-渗流-温度-应力-化学(AHTMC)多场耦合数学模型开展了控压注气方式的CO_(2)-ECBM数值模拟工作,分析了CO_(2)注入压力对CH_(4)增产、CO_(2)封存及煤储层地球化学环境的影响,提出了同时关井、序贯关井2种关井方式和省时提效、CH_(4)增产、CO_(2)封存以及3者综合兼顾4种CO_(2)-ECBM工程目标,优化了2种关井方式、分别实现4种工程目标场景下的CO_(2)注入压力。研究结果表明:(1)在15 a工期、5.5~9.5 MPa注气压力情况下,随着注入井CO_(2)注气压力的增加,生产井CH_(4)增产率、煤储层CO_(2)封存量均增加,最大可分别达14.39%和8.31×107 m3,含酸性裂隙水的煤储层区域扩大,受CO_(2)从生产井大量产出的影响,储层CO_(2)封存率降低,但保持在95%以上;(2)煤储层非均质性对煤层气井生产影响很大,煤层气井周围煤储层CH_(4)含气量越高、孔隙度和渗透率越大,CH_(4)增产效果越显著,周围煤储层吸附CO_(2)能力越强,CO_(2)产出速度越小;(3)同时关井和序贯关井方式下,CO_(2)注气压力对生产井组产出气CO_(2)体积分数和CH_(4)产气速度变化有显著影响,CO_(2)-ECBM工程结束时煤储层CH_(4)采收率随注气压力增加而降低,3.50、6.50、9.50 MPa的注气压力下分别为33.28%、18.90%、12.81%和41.63%、29.03%、23.01%;(4)以省时提效、CH_(4)增产、CO_(2)封存及3者综合兼顾为工程目标的CO_(2)最优注入压力在同时关井时分别为8.05、3.50、6.35和6.25 MPa,在序贯关井时分别9.50、9.50、3.50和9.50 MPa;(5)相较于同时关井,序贯关井在采用最优CO_(2)注气压力时能够通过延长工程时间获得较好的CH_(4)增产和CO_(2)封存效果。
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关键词
CO_(2)驱煤层气
地质
封存
三维非均质地质模型
煤层气增产
CO_(2)封存
注入工艺优化
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职称材料
题名
基于煤储层三维非均质地质模型的CO_(2)-ECBM数值模拟研究
被引量：
11
1
作者
刘旭东
桑树勋
周效志
刘世奇
韩思杰
王梓良
张守仁
吴见
张兵
机构
中国矿业大学资源与地球科学学院
中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室
中国矿业大学碳中和研究院
中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室
中联煤层气有限责任公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期2773-2790,共18页
基金
国家自然科学基金碳中和专项资助项目(42141012)
国家重点研发计划资助项目(2018YFB0605600)。
文摘
CO_(2)驱煤层气地质封存(CO_(2)-ECBM)强化煤层气开发、实现煤层气井增产的同时,将CO_(2)封存到深部煤层中,该技术极具发展前景。依托示范工程,基于地质建模开展数值模拟研究,仍是技术研发的重要路径。基于对角点地质模型和COMSOL Multiphysics地质建模能力的分析,利用拆分-重构法在COMSOL Multiphysics内建立了能有效描述沁水盆地柿庄南区块3号煤储层的三维空间展布和含气量、吸附时间、孔隙度、渗透率、弹性模量、泊松比非均质分布的地质模型。在此基础上,结合吸附-渗流-温度-应力-化学(AHTMC)多场耦合数学模型开展了控压注气方式的CO_(2)-ECBM数值模拟工作,分析了CO_(2)注入压力对CH_(4)增产、CO_(2)封存及煤储层地球化学环境的影响,提出了同时关井、序贯关井2种关井方式和省时提效、CH_(4)增产、CO_(2)封存以及3者综合兼顾4种CO_(2)-ECBM工程目标,优化了2种关井方式、分别实现4种工程目标场景下的CO_(2)注入压力。研究结果表明:(1)在15 a工期、5.5~9.5 MPa注气压力情况下,随着注入井CO_(2)注气压力的增加,生产井CH_(4)增产率、煤储层CO_(2)封存量均增加,最大可分别达14.39%和8.31×107 m3,含酸性裂隙水的煤储层区域扩大,受CO_(2)从生产井大量产出的影响,储层CO_(2)封存率降低,但保持在95%以上;(2)煤储层非均质性对煤层气井生产影响很大,煤层气井周围煤储层CH_(4)含气量越高、孔隙度和渗透率越大,CH_(4)增产效果越显著,周围煤储层吸附CO_(2)能力越强,CO_(2)产出速度越小;(3)同时关井和序贯关井方式下,CO_(2)注气压力对生产井组产出气CO_(2)体积分数和CH_(4)产气速度变化有显著影响,CO_(2)-ECBM工程结束时煤储层CH_(4)采收率随注气压力增加而降低,3.50、6.50、9.50 MPa的注气压力下分别为33.28%、18.90%、12.81%和41.63%、29.03%、23.01%;(4)以省时提效、CH_(4)增产、CO_(2)封存及3者综合兼顾为工程目标的CO_(2)最优注入压力在同时关井时分别为8.05、3.50、6.35和6.25 MPa,在序贯关井时分别9.50、9.50、3.50和9.50 MPa;(5)相较于同时关井,序贯关井在采用最优CO_(2)注气压力时能够通过延长工程时间获得较好的CH_(4)增产和CO_(2)封存效果。
关键词
CO_(2)驱煤层气
地质
封存
三维非均质地质模型
煤层气增产
CO_(2)封存
注入工艺优化
Keywords
CO_(2)geological sequestration-enhanced coalbed methane
3D heterogeneous geological model
coalbed methane stimulation
CO_(2)sequestration
injection process optimization
分类号
P618.11 [天文地球—矿床学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于煤储层三维非均质地质模型的CO_(2)-ECBM数值模拟研究
刘旭东
桑树勋
周效志
刘世奇
韩思杰
王梓良
张守仁
吴见
张兵
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
11
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