绿色酶诱导煤层气采收率提升：氦驱岩心驱替实验与场尺度生产模拟研究

本研究通过绿色酶（GreenZyme, GZ）优化煤层气（CSG）相对渗透率，结合氦驱岩心驱替实验与场尺度模拟，揭示了GZ通过降低气液界面张力（IFT）提升水相驱替效率5%，为煤层气高效开发提供新策略。

　　

亮点

本研究首次系统评估了绿色酶（GreenZyme, GZ）对煤层气（CSG）相对渗透率的影响。通过氦气替代甲烷消除吸附效应，聚焦气液两相流动相互作用，揭示了GZ通过降低界面张力（IFT从70 mN/m降至45 mN/m）显著优化流动特性。场尺度模拟证实，GZ处理后的气井产能在中长期超越传统方法，为煤层气增产提供创新解决方案。

样品信息与制备

煤样采自澳大利亚悉尼盆地，镜质体反射率（R_vo）1.2%的中挥发分烟煤。实验采用直径50mm、长60mm的柱状样品，通过微CT（micro-CT）三维表征裂隙网络结构，分辨率达微米级，为流动模拟提供精确几何参数。

绝对渗透率

样品在恒定有效应力下的绝对渗透率为97-130 mD（毫达西），符合澳大利亚煤层典型范围（10-500 mD）。应力敏感性测试表明，煤裂隙结构对压力变化高度敏感，需严格控压以保证实验可靠性。

储层模拟

基于Eclipse软件构建的CSG生产模型显示：虽然初始0.28年内传统方法产能更高，但GZ处理后的气井在后续全周期保持优势，累计增产效果显著。该结果验证了GZ通过优化近井地带相对渗透率提升采收率的可行性。

结论

1. 1.

   GZ使气水相对渗透率曲线整体左移上移，水相驱替效率提升5%；

2. 2.

   1.2 wt%为GZ临界浓度，此时IFT降至45 mN/m；

3. 3.

   场尺度模拟证实GZ可突破煤层气开发瓶颈，建议结合修井作业实施近井注入。

（注：翻译严格遵循生命科学领域术语规范，如mD（毫达西）、wt%（质量百分比）等，并保留原文CO₂/N₂等化学式标注风格）