[发明专利]一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法

权利要求书

1.一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法，其特征在于，包括：

步骤S1，根据页岩储层断层分布、地质模型特征、储层物性参数、区域单位面积，采用主因素分析法优选出适合能注入二氧化碳的页岩气井分布区域；在分布区域内，根据页岩气井水平井段方位、水平井段长度、分布特征、生产曲线特征、前期压裂改造缝网发育特征，采用因次分析法确定可以注入二氧化碳的页岩气井顺序；

步骤S2，根据前期压裂改造缝网规模和分布情况、压裂施工曲线特征、加砂量以及裂缝有效支撑分布情况、压力波及区域，结合室内二氧化碳注入裂缝扩展实验结果以及数值模拟结果，确定第一次二氧化碳注入量和施工排量，达到重复压裂改造效果；

步骤S3，利用页岩储层的等温吸附数据、TOC值、泥质含量、矿物成分、孔隙度、储层温度、渗透率数据，采用叠加分析法和分子动力学模拟手段，确定置换甲烷气体量和焖井时间，实现二氧化碳与页岩储层充分接触和置换页岩中吸附的甲烷气体；

步骤S4，达到80％及以上焖井时间后，恢复邻近页岩气井生产，根据二氧化碳注入前的原生产压差确定恢复后的页岩气生产井压差，按照距离第一次注入二氧化碳页岩气井来调整页岩气生产井压差，距离注入二氧化碳页岩气井最近的页岩气生产井生产压差提高30-50％，更远的页岩气生产井在距离最近的页岩气生产压差基础上每隔100m降低10％，直到完全抵消提高的30-50％生产压差；

步骤S5，根据二氧化碳重复压裂改造体积、二氧化碳压裂用量、页岩储层二氧化碳最大吸附量、理论埋存量、井口压力，确定持续间歇性注入二氧化碳量和排量。

2.如权利要求1所述一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法，其特征在于：

所述步骤S1中采用主因素分析法选择可注入二氧化碳的页岩气井分布区域，根据主因素分析结果排序，摈弃不适合区域；赋予剩余不同影响因素权重值，叠加区域单位面积进行加权平均，确定加权平均值，对页岩气分布区域内各可注入二氧化碳的页岩气井分布区域排序；其加权平均值计算公式为：

其中，Y为加权平均值，P_i为单因素权重值，m为因素个数；P为权重值矩阵，X为影响因素矩阵，C为影响因素占比矩阵。

3.如权利要求1所述一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法，其特征在于：

所述步骤S1中采用因次分析法获得分布区域内页岩气井各因素对注入二氧化碳增产增效和地质封存的影响程度，并不同赋予权重值和排序，获得评价结果，从高到低确定注入二氧化碳的页岩气井先后顺序；其评价结果计算公式为：

其中，N为每口井评价结果，k为影响因子数目；T_i为第i个影响因子影响程度，m_i为第i个影响因子权重占比；S_i为第i个影响因子权重值，W_i为第i个影响因子比重。

4.如权利要求1所述一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法，其特征在于：所述步骤S2中利用裂缝扩展模拟软件，采用裂缝扩展实验结果数据和重复压裂裂缝扩展模型，按照注入二氧化碳量形成的有效裂缝支撑区域扩大30-60％，形成的流动波及区域与相邻最近的页岩气裂缝有效支撑叠加重合，计算第一次二氧化碳注入量和施工排量。

5.如权利要求1所述一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，根据页岩等温吸附数据和步骤S2中确定的流动波及区域计算获得注入二氧化碳页岩气井最大吸附气量，并按照20-40％最大吸附气量确定初步置换的甲烷气体量；

步骤S32，根据页岩储层TOC值、泥质含量、矿物成分、孔隙度值，采用叠加分析法，修正初步置换的甲烷气体量；

步骤S33，根据储层温度、储层渗透率和修正后置换的甲烷气体量，采用分子动力学模拟手段，计算获得完成初步置换需要的焖井时间。

6.如权利要求1所述一种页岩气井注入二氧化碳增产增效与地质封存一体化方法，其特征在于：

所述步骤S5中第二次注入二氧化碳的时间点为注入二氧化碳的页岩气井井口压力降为第一次注入二氧化碳结束后的井口压力20-40％，第三次注入二氧化碳的时间点为第二次注入二氧化碳结束后的井口压力下降1-5MPa，并依次进行后续二氧化碳注入，直至井口压力恢复至第一次施工结束井口压力的30-50％，单次注入结束。