CO2-ECBM选址原则：地质约束与实例分析

"多重地质属性约束下CO2-ECBM(Enhanced Coal Bed Methane,煤层气增强采收)选址原则及其在沁水盆地南部SZN区块的应用实例" CO2-ECBM技术是一种利用二氧化碳注入煤层以提高煤层气采收率并同时实现CO2地质封存的方法。随着对环境问题的关注度日益增加，该技术受到了业内的广泛关注。针对沁水盆地南部SZN区块大量低效老井，科研人员进行了深入研究，以探讨CO2-ECBM技术在此区域的技术适应性和经济效益。 选址是CO2-ECBM项目成功的关键，因此提出了三个主要的地质选址原则：可注入性、可增产性和可封存性。首先，可注入性考虑的是CO2能否顺利进入煤层，这涉及到煤层的孔隙结构、渗透率以及煤层的物理状态。研究表明，理想的煤层应该具有适宜的厚度，结构简单，以利于CO2的扩散和存储。其次，可增产性是指注入CO2后煤层气产量能否显著提高，这与煤层的平均产气量密切相关。再者，可封存性则是指注入的CO2能否长期稳定地储存在煤层中，不泄漏到地面，这需要考虑煤层的倾角、构造稳定性、断层分布等因素。 在沁水盆地南部SZN区块，研究者分析了煤厚、渗透率、煤层倾角、构造曲率、地下水流场、地温场、埋深、顶底板岩性以及断层等关键地质参数。例如，煤层倾角小于5°有利于减少CO2的垂直流动，平缓近等轴褶皱构造（构造曲率低于2.5×10^-4）能提供较为稳定的地质环境，而距离断层1公里以外可以降低泄漏风险。此外，煤层地下水径流与CO2注入流场的协调性以及煤层顶底板致密岩层的封存能力也是选择有利区的重要依据。 通过对这些地质约束条件的综合评估，研究人员识别出了SZN区块北部Z-1至Z-100、中部Z-160至Z-170、南部Z-180至Z-240等地区作为CO2-ECBM的潜在有利区。在这些区域中，进一步筛选出7个具有碎裂-原生结构、物性条件良好且开采程度较低的井组，它们更有可能实现高效且安全的CO2-ECBM操作。 最后，通过对比分析和剩余含气量、渗透率、现今产水量等指标的计算，这些优选井组的潜力得到了进一步确认，为CO2-ECBM技术在实际应用中的部署提供了科学依据。这一案例展示了如何结合地质属性和工程参数进行CO2-ECBM项目的选址，为类似地区的开发提供了有益的经验和参考。