[发明专利]煤层和油层叠合区地下煤制气与提高油层采收率的联合开采方法

说明书

本发明属于煤炭地下气化(Underground Coal Gasification，简称UCG)和油藏注二氧化碳气体驱油提高采收率(EOR)技术领域，具体涉及煤层和油层叠合区地下煤制气与提高油层采收率的联合开采方法。所述方法包括(1)选区；(2)建立气化炉；(3)贯通气化通道；(4)点火气化；(5)粗煤气分离；(6)二氧化碳埋存驱油等步骤；在实现煤炭资源和衰竭油藏资源高效利用的同时，进一步提高了经济效益。解决了老油区现有的煤炭资源不能有效气化动用，同时还需大量购入二氧化碳气体用于驱油，经济效益较差的技术问题。

技术领域

本发明属于煤炭地下气化(Underground Coal Gasification，简称UCG)和油藏注二氧化碳气体驱油提高采收率(EOR)技术领域，具体涉及煤层和油层叠合区地下煤制气与提高油层采收率的联合开采方法。

背景技术

在沉积盆地中，煤层和油层往往叠合发育，纵向上属于不同的地质年代。在油田开发钻井过程中，经常能钻遇一定厚度的煤层。由于矿权和开采技术等问题，油田企业只对油层进行开采，煤层资源一直未得到有效动用。近年来，随着理论研究深入和装备技术的进步，煤炭地下气化技术(Underground Coal Gasification，简称UCG)在现场得到了成功应用。其原理是通过适当的工艺技术，将地下的煤在原位进行有控制的燃烧，产生甲烷、氢气和一氧化碳等可燃气体和二氧化碳、氮气等燃烧尾气的过程，是集建井、采煤、气化三大工艺于一体的煤炭清洁开发利用技术。油田老区随着开采年限增加，老井产量逐渐下降，含水超过90％以上，濒临停产废弃。采用注二氧化碳气体驱油提高采收率(EOR)是切实可行的技术，但存在二氧化碳气源短缺，注入成本高等问题，制约了该项技术的应用。在油田老区，利用现有的油井设施开展煤层地下气化，可进一步提高油田效益，同时采出的二氧化碳、氮气等组分还可用于回注油层，部分埋存于地下并起到提高老油区采收率的作用。

目前针对单一煤层的煤炭地下气化技术和单独的油田二氧化碳驱油技术均有公开文献报道，中国专利申请专利CN101864941A公开一种煤炭地下气化技术：利用浅层煤炭地下气化技术与采油直井、水平井结合技术，进行深层地下气化的：超深层煤炭地下气化技术；该深层煤炭地下气化技术：根据地质情况在深层气化的煤层中设计一条主轴线为无限长和持续延伸；燃烧一条深层通道；燃烧通道建立好后，东西两侧打水平井，并安装耐高温可移动伸缩式点火器、注蒸汽水管、注富氧专用管道装置；然后通过空压机压力采用丁烷和电点火，双向同时燃烧，产生煤气；该深层煤炭地下气化技术，利用浅层煤炭地下气化技术与直井、水平井结合技术，进行深层地下气化；使深层煤炭得到充分利用，让这部分煤炭资源发挥作用，开采成本低；通过多联产回收、回注技术，彻底实现能源绿色化、零排放。以及中国专利申请CN104594873A公开一种煤炭地下气化炉及气化方法以及论文《煤炭地下气化面临的挑战与技术对策》(煤炭科学技术，2020.12)对气化炉的建造，关键工艺技术等均有论述。论文《我国二氧化碳捕集和驱油发展现状及展望》(当代石油化工，2020.12)以及论文《再论CO2驱提高采收率油藏工程理念和开发模式的发展》(油气藏评价与开发，2020.06)对二氧化碳驱油机理和气源捕集与注入工艺流程均有详细论述。

现有技术中，煤炭地下气化项目基本上是在煤炭资源富集区采用新钻井建立气化炉的方式开展，气化通道贯通方式易造成氧气突破的安全隐患，且采出气中分离的二氧化碳直接放空排放，导致项目经济效益差，环保压力大等问题。另一方面，油田企业大量老油田濒临报废，油井无法重复利用，叠合区的煤炭资源未得到有效动用，同时还需要外购大量二氧化碳用于提高油田采收率，也存在经济效益差，资源和设施未实现充分利用的问题。

本发明利用油田老井建立气化炉的模式以及用采出粗煤气分离后的二氧化碳就地注入油层埋存驱油的联合开采方式，在实现煤炭资源和衰竭油藏资源高效利用的同时，进一步提高了经济效益。利用老井建气化炉、侧钻水平井完井方式、气化通道的贯通方式、二氧化碳就地利用方式解决老油区现有的煤炭资源不能有效气化动用，同时还需大量购入二氧化碳气体用于驱油，经济效益较差的技术问题。

发明内容