[发明专利]一种多元热流体泡沫驱替煤层气开采方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种煤层气开采方法，尤指在煤层气注采井组中向地下煤储层中注入多元热流体泡沫段塞进行驱替以提高煤层气采收率的方法。

背景技术：

我国煤层气资源丰富，但是我国煤储层的低渗特性和吸附特性是煤层气开发的瓶颈，因此如何提高煤层渗透性和解吸速率，进而提高煤层气产量是我国煤层气目前开发利用所面临的主要困难之一。为了改善煤层渗透性，提高煤层气采收率和采出速率，注气驱替煤层气技术是目前最有发展潜力的煤层气增产技术之一，注入的气体可以是纯二氧化碳，也可以是纯氮气，或者可以是二者的混合气体。注气驱替煤层气技术起源于二氧化碳煤层封存技术，是指将纯二氧化碳气体或者二氧化碳与氮气的混合气体注入深部煤层中封存起来，以减少温室气体排放，同时将煤层气置换出来。一方面注入气体后，维持了比单纯排采更高的压力梯度，驱动煤层气向生产井流动；另一方面，注入的二氧化碳与甲烷竞争吸附，甲烷被置换，而多元气体的注入也降低了煤层甲烷的分压，进一步促进甲烷解吸，提高煤层气的采收率。煤层注气驱替技术不仅可以降低二氧化碳等温室气体的排放，同时可以增产煤层气。目前，注气驱替煤层气被认为是一种具有发展前途的新措施，所以该方法受到各方面的广泛关注。但发展注气增产技术的关键在于气源，即要寻找天然二氧化碳气源，所以该项技术成本较高，其经济适用性仍受到质疑；而且注气过程中存在易气窜的问题，这也是亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的主要目的在于提供一种多元热流体泡沫驱替煤层气开采的方法，该方法可以获得注气驱替煤层气技术的效果。

本发明的目的主要通过以下方法实现：向煤层气井注入多元热流体和起泡剂以促进煤层气解吸、改善煤储层渗透性，并对煤层气的渗流进行调剖，促进煤层气更均匀且快速的向生产井渗流，从而大幅提高煤层气采收率，具体包括以下步骤：

（1）根据区块煤层地质资料和煤层气井排采资料分析，优选钻遇单煤层平均有效厚度大于4m，顶底盖层致密，井网形式较为规整的井组作为措施井组。选择产气情况相对较差、产气潜力较低的中心产气井进行转注作为注入井，注入井可以为直井或者定向井或者水平井。采用反五点或者反九点注采井网进行多元热流体泡沫驱。

（2）根据具体的煤层气藏地质条件和所选措施井组的排采历史资料，进行煤层气井多元热流体泡沫驱替的合理注采参数设计，包括多元热流体注入温度为150℃-300℃，注入压力为3-10MPa，采注比1.5-3.0，具体注入温度、压力、采注比、泡沫段塞和多元热流体的注入量可根据实际煤层埋深、煤层破裂压力和煤储层的非均质情况确定。

（3）由注入控制系统根据设计的合理注入参数进行控制，将其他气井采出的煤层气加压后与压缩后的空气混合注入多元热流体发生装置中，在所述发生装置的燃烧室中点火燃烧，混合掺入处理后的采出地下水，产生以高温高压水蒸汽与二氧化碳、氮气混合气体为主的多元热流体，然后将所产生的多元热流体经由注入井井口通过油管或隔热油管注入地下煤层中，并间歇从油套环空注入由优选的质量分数为0.2%-2%的烷基醚磺酸盐与缓蚀剂组成的起泡体系，地下气液比为1:1-4:1，在地下形成多元热流体泡沫段塞和多元热流体段塞，控制多元热流体泡沫段塞大小为0.05-0.15PV、多元热流体段塞大小为0.3-0.6PV。生产井连续排水采气，并保持采注比在1.5-3.0的范围内。

（4）当生产井中监测到二氧化碳和氮气混合气体的体积分数≥20%后，关闭多元热流体发生装置，停止注水，观察生产井中二氧化碳和氮气的产出情况并详细记录。

（5）当观察产出气体中二氧化碳和氮气混合气体的体积分数≤10%时，重新开始上述步骤（1）－（4）的重复注入、停注过程，直到井组的平均单井日产气量递减到经济日产气量后停止。