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中石化中原油田领跑国内煤层气二氧化碳压裂技术

2008-07-22　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

[中国石化新闻网2008年7月18日] 中石化中原油田井下特种作业处树立打造国内领先能源工程公司的企业理念，加强对新能源的技术研究和市场开拓，在总结和完善煤层气常规压裂排采施工经验的基础上，通过一年多的专项技术攻关，成功将二氧化碳压裂开发天然气技术延伸到煤层气排采领域。今年，先后在国内的安徽淮北、河南焦作两地进行了二氧化碳压裂煤层气井的科研试验，两口大型压裂井试验全部获得成功，标志着中原井下成为我国首家在煤层气领域应用该技术的企业。

今年2月23日，在安徽淮北LG-3井，首次完成国内第一口二氧化碳压裂煤层气井的作业施工，引起煤炭企业和煤层气开发业的极大关注，国内多家特大型煤炭集团纷纷咨询和洽谈技术合作事宜。今年7月10日，在河南焦作EC-试015煤层气生产试验井场，又成功完成国内第二口井的施工，进一步奠定中石化中原油田井下特种作业处在煤层气开采业内的领先技术优势。

2007年初，在中原油田井下特种作业处经营分析会上，该处经理杜卫平认真分析国内煤层气市场的当前状况和今后的发展趋势，提出要加快煤层气开采关键技术的研发速度，依靠技术创新巩固和领跑国内煤层气开采的发展规划，把中原井下打造成国内领先的能源工程公司。这次重要决定，揭开了该处对煤层气压裂排采新技术研究的序幕。

煤层气的主要成分为甲烷，俗称“瓦斯”，是赋存在煤层中的自生自储式的非常规天然气体。与常规天然气一样，是一种非常洁净的化石能源。我国煤层气资源约为36.7万亿立方米，与石油天然气储量规模相当。这一巨大储量至今没能得到有效开发和规模利用，勘探开采的技术单一是重要原因之一。

如何将现有成熟的天然气压裂排采施工技术，有效嫁接到煤层气的排采开发中，提高煤层气井的单井产量，成为中原井下的重要攻关课题。该处的研发团队把重点放在与煤层最为接近的砂岩性地层和低渗透油气藏的研究上。考虑煤层本体渗透性很低，受压后极易发生形变的特点；千方百计克服压裂施工遇到煤层原生裂缝时，造成压裂液的大量漏失等诸多施工难题。同时，针对淮北、淮南、焦作、晋城等煤田的煤炭成因及化学组份，岍存规律，储集特征，细化煤层气富集区的主要地质因素，对不同煤层的含气量、渗透性、煤阶、构造、裂隙及封盖等进行大量的精雕细刻。依据低渗透煤层气注气增产流固耦合理论，大胆尝试天然气压裂中用二氧化碳增能和氮气伴注的施工技术设计思路。给煤层裂缝内注入二氧化碳或氮气，给基本没有地层压力的煤层注入“活力”。极易挥发的液态二氧化碳在煤层间气化后，体积迅速扩大上百倍，有利于压力封闭型煤层气藏克服在低渗透煤层中的流动阻力，有效增加煤层气向井筒流动的推动力，加快了井筒液体的有效排出。气化二氧化碳通过与甲烷（煤层气）复杂的物理和化学互相作用过程，存于煤层中少量气态甲烷被有效挤出。由于二氧化碳具有高度的吸附性，煤层会逐步吸附二氧化碳，大量处于吸附状态的甲烷，最大限度地从煤层中被置换出来，从而提高该煤层气井及周围井网的动力和产能，延长煤层气井的稳产时间。

目前，国内煤层气储层强化改造基本采用水基压裂液携砂的压裂工艺。二氧化碳伴注和增能压裂液携砂的综合储层强化工艺，对煤层伤害较轻微，利于后期的排采作业。美国已广泛应用此类相关技术，取得良好效果。在原油和其它能源价格飞涨的国际能源新形势下，该技术的试验成功，丰富了绿色新能源--煤层气高效开发技术的新途径，为国内煤层气大开发，提供强有力的技术支撑。图为中原井下在二氧化碳压裂煤层气井时壮观的压裂施工场景

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