沁水盆地SZN区块CO2-ECBM选址策略：关键地质条件与优选区域

本文主要探讨了在多重地质属性条件下，针对CO2注入煤层地球化学增强开采与储存（CO2-Enhanced Coalbed Methane, CO2-ECBM）的选址原则及其实际应用实例。CO2-ECBM技术的目标是通过向煤层注入二氧化碳，提高煤层气的开采效率，并实现碳排放的地质封存，这一技术在当今能源转型和环境保护中具有重要意义。 研究集中在沁水盆地南部的SZN区块，该区域存在大量低产井，目标是提升这些老井的生产效率并确保CO2的有效封存。作者首先根据该地区的地质条件和储层非均质性，提出了CO2-ECBM选址的三个关键要素：可注入性、可增产性和可封存性。这三个原则对于决定一个区块是否适合实施CO2-ECBM至关重要。 具体来说，关键的地质约束条件包括：煤层厚度适宜（保证足够的储存空间和流动性），煤层渗透率高（便于CO2的流动），煤层倾角小于5度（减少开采过程中产生的压力问题），所在的构造区域应为平缓近等轴褶皱，构造曲率低（有利于稳定的地下流体流动），距离断层至少1公里（防止地质不稳定），地应力及主地应力差较小（防止井下压力异常），以及煤层地下水与CO2注入流场的协同作用（确保安全）。 此外，煤层顶部和底部的岩性以致密泥岩为主（提供良好的封闭性），以及较低的采出程度（保留更多的CO2储存空间）也被视为重要的评价指标。根据这些条件，研究者确定了SZN区块北部的Z-1~Z-100、中部的Z-160~Z-170和南部的Z-180~Z-240区为CO2-ECBM的潜在有利区域。 文章进一步细化了选址过程中，特别关注了煤体结构以碎裂-原生为主的井组，因为这样的结构通常意味着更好的物性条件。通过对比分析和灰色关联分析法，研究人员确定了实施CO2-ECBM井组的优先顺序：T-7>T-2>T-1>T-3>T-6>T-4>T-5，其中T-2和T-7被列为最优先的注入井组。 总结起来，本文提供了深入的地质属性指导，为CO2-ECBM在SZN区块的成功实施提供了科学依据，强调了地质条件选择在优化生产效率和环境效益之间的平衡中的关键作用。这项研究不仅有助于提升低产井区的经济效益，也为全球碳捕获和储存（CCS）项目提供了宝贵的经验参考。