基于水力冲洗与气体注射位移 (HF-GID) 结合提高天然气提取效率的可行性研究:模型开发和数值模拟
Xin Yang1,2, Qingcheng Zhang3, Feiyan Tan1,2
1Research Institute of Macro-Safety Science, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China.
ACS omega
|January 1, 2026
概括
水力冲洗与气体注入位移 (HF-GID) 结合,可显著提高二次开采的煤层透性. 这种协同作用的方法加速了天然气的提取,克服了单一技术的局限性.
科学领域:
- 采矿工程 采矿工程 采矿工程
- 石油工程是石油工程中的一个.
- 地质技术工程 地质技术工程
背景情况:
- 液压冲洗 (HF) 是提高煤层透性的关键技术.
- 更深的采矿和复杂的地质导致HF后的耗尽,需要用于低透性煤层的二次开采方法.
- 现有的方法在耗尽或低透性煤层中难以提高效率.
研究的目的:
- 调查协同液压冲洗与气体注入位移 (HF-GID) 提取方法相结合的可行性.
- 评估HF-GID在提高低透性煤层的透性和气体提取效率方面的性能.
- 为二次增强的煤层开采提供理论和技术支持.
主要方法:
- 开发一个综合煤炭变形,气体迁移 (CH4/N2) 和气体注入位移 (GID) 的透性演变的多领域合模型.
- 建立基于双孔性介质有效应力和高压水喷气破煤的液压冲洗 (HF) 模型.
- 使用No.的属性进行四个工作条件 (OD,HF,GID,HF-GID) 的数值模拟. 在西的水煤田有3个煤层.
主要成果:
- 在钻井孔周围,HF-GID创建了一个圆形的高透区,使透率增加到初始值的250倍.
- GID减轻了HF诱导的应力度,改善了气体迁移,并将达到安全提取值 (8 m3/t) 的时间缩短到75天 (与HF的125天和GID的93天相比).
- 提出了一个协同效应增益因子 (η),它与液压化半径呈正相关,达到1.4MPa的注入压力,提取效率提高了33%.
结论:
- HF-GID表现出显著的协同效应,克服单一技术的局限性,通过减压,促进流量,增强共透性和加速气体更换.
- 该方法为二次增强开采低透性煤层提供了可行的解决方案,提高了气体开采效率和安全性.
- 优化的HF-GID参数可以显著增强协同效应的收益,比传统方法提供了显著的改进.
