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煤层气井排采工艺技术

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煤层 气井 工艺技术
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煤层气井排采工艺技术星公司华北分公司开发处) 朱礼斌 张 涛(华北石油测试公司)K 1 煤层气的排采与常规油气的产出机理不同,可以通过调节煤层水的产出控制煤层气的产出,使生产制度合理。简述了煤层气井排采的工艺程序和其确定合理工作制度的影响因素。ö 5 M 煤成气 排水采气 工程设计 生产压差煤层气是一种储存于煤层及其邻近岩层中的自生自储式为主的常规天然气。煤层气的储集性能及力学特征与常规储层(如砂岩、碳酸盐岩)有明显的区别,从而造成开发煤层气的钻井、完井、开发等动态技术的一系列的特殊性,特别是煤层气的排采与其它方式有质的不同,所以在压裂之前就必须着手准备安装好排采设备及地面流程等设施。煤层气井排采工艺程序1. †  - ¥  ! ý T(1)准备工作: ¹准备井下气砂锚、泵、抽油杆、光杆、油管,以及其它的油管短节、变丝、音标等; º准备适当型号的抽油机、井口装置、地面管线、阀门、分离器、气体及液体的计量仪表、计量箱; »准备容量合适的污水排放池。(2)检查工作: ¹地面管线及井口装置是否密封无渗漏; º阀门是否灵活可靠,井口至分离器及计量仪表的阀门是否打开; »分离器上的各种装置是否灵活好用; ¼计量仪表是否完好。2. † A † â在压裂后,随着泵的排液,井筒附近的地层压力会逐渐降低并使气和水向井筒方向流动,使井筒附近的含气饱和度增高。随着油套环空压力的逐渐升高,井筒附近气体的浓度也增大,如果在此时以很高的日产气量进行投产,气和水就会高速流向井筒,同时携带大量的煤粉及砂,从而造成煤粉及砂迅速堵塞微细裂缝,严重降低煤层裂缝的导流能力,影响该层的产气量及产液量;同时,一部分煤粉及砂进入泵筒,造成煤粉及砂粒磨损泵筒或卡泵,另一部分煤粉及砂随着液体到达地面,在地面流程中堆积,堵塞管线或仪表,造成检泵和生产停止。因此,必须严格执行管理规程和作业程序。其作业程序为: ¹关闭井口环空球阀; º开机泵排地层水,使井筒液面降低;»严密检测泵的排量。如果产液量迅速下降,就必须使用测试仪器进行示功图的监测; ¼严密监测环空液面的变化。开抽后,必须定时进行环空液面的监测; ½当液面降至泵的吸入口或者附近时,打开井口球阀,让气的产出速度能够维持井口压力基本稳定。从而有力于保持井底流压,以防止气和水产出时对地层的冲击;若环空压力下降过快,应迅速关闭球阀; ¾连续监测环空压力,通过逐渐调节井口球阀控制产气量,保持环空压力的基本稳定; ¿继续泵排,降低液面。煤层气井排采工作制度在排采初期,由于压裂液未排完,水量很大,随着压裂液的排出,产水量下降。当液面降到解吸压力以下后,随着气体的产出,水相渗透率减少,产水量下降,泵的工作制度也需相应调整。另外,由于煤层一般较浅,煤层的闭合压力较低及煤体结构不同,所以合理的工作制度应是保证煤层不出砂及煤粉的前提下的最大排量。调整实际上是生产压差的控制。常规油气井合理的工作制度是通过系统试井和2002年8月 油 气 井 测 试 第11卷 第4期景昶,男,工程师, 1985年毕业于河北工业大学地质系,现从事油气及煤层气测试开发工作。地址:河南省郑州市伏牛路中石化新星公司华北分公司开发处,邮政编码: 450006。本文是国家重点工业性试验项目5六盘水煤层气开发利用示范工程6下属的一级专题5六盘水煤层气田采气工艺试验及应用研究6内容的一部分。试采资料来确定的,但由于煤层气与常规油气产出机理的不同,因而不能把现有的油田试井理论应用于煤层气井上。而煤层气的产出与煤层水的产出密切相关,因此,可以用调节煤层水的产出来控制煤层气的产出,使生产制度合理。即用泵挂深度、泵径、冲程、冲次以及抽汲时间、套管压力及油嘴等来控制压差。1. ý T Å  y ë ¥ ð 5在已选好抽油机的情况下,确定煤层气井排采工作制度的指标是:泵挂深度、泵径、冲程、冲次。确定指标的原则是在满足排液的前提下优先考虑使用小泵径、长冲程和小冲次。其优点是:(1)可充分利用泵筒的有效长度,按比例地增加泵的排量。在地层供液能力充足的情况下,可降低液面,提高排液量,不会对设备产生影响,同时使泵筒均匀磨损。(2)可降低单位时间内的冲程次数,减少振动载荷,改善示功图形状;还可减轻抽油杆磨损,从而延长其使用寿命。(3)由于冲次减少,使得柱塞自上死点到下死点的时间增加,使煤层产出的砂及煤粉等有充分时间沉降。(4)上冲程时柱塞运行速度变慢,有利于增强气、砂锚的防气和防砂效果,从而减轻泵的磨损,延长检泵周期及泵的使用寿命。2. , å ¥ Ê 4泵径不同会使抽油机的悬点负荷不同。其泵径越大则悬点载荷越大,这就意味着可能要使用钢质更好或直径更大的抽油杆。因此,将可能会使整个排采系统的成本增加。3.ñ Ð Q ¥ Ê 4在保证排量的情况下,冲程尽可能选择抽油机的最大能力,而冲次选择4~ 10次/分钟之间。4.3 Á â µ ¥ Ê 4(1)初选的生产压差,要以不破坏煤层的原始状态,不使煤层的割理系统受到损害,避免造成煤层大量出砂和煤粉以及煤层的坍塌为原则。(2)使泵的排液能力与煤层的供液能力相适应,充分利用地层能量,保证环空液面均匀缓慢下降或稳定。(3)套压的控制:放大油嘴, 套压下降,气量上升;反之,减小油嘴,套压上升,生产压差减小。对有一定产气量的井,油嘴在2~ 6 套压降为零时,由于空气密度大于甲烷的密度,空气有可能进入井中,与煤层接触发生氧化作用,形成薄氧膜阻止气体的解吸,不利于煤层气的产出。套压过高,不利于气体的解吸。综合考虑,排液时井口压力不应低于0. 01 ./ , '  Ê 4对于煤层气井,要求液面接近煤层或降到煤层以下,这样生产压差就接近地层压力。在排采初期,基本以排压裂液为主,产液量较大,因而,泵挂不宜过深,过深则易造成煤粉和砂卡泵;在排采的过程中,根据实测的动液面确定适当的生产压差,当环空液面下降逐渐相对稳定的情况下,泵才能下至煤层中部以下30~ 40 m。本文收稿日期: 2002- 07- 22 编辑:刘振庆 方数据))) 数字化期刊群0现刊、过刊入网系统。/万方数据))) 数字化期刊群0是国家/九五0重点科技攻关项目,国家科技部组织实施,由中国科技信息研究所控股的万方数据股份有限公司编辑制作,是采用具有国际先进水平的支撑软件和网络工具,以因特网络为载体,集纳期刊全文数据的集成化、网络化、数字化的期刊文献服务系统。以刊为单位上网是/数字化期刊群0的基准特色。目前上网期刊已达2500种,基本囊括了中国科技核心期刊,成为名副其实的中文期刊门户。48 油 气 井 测 试 2002年8月)11: 44~ 46i ( of or so as to a of in so )11: 47~ 48 ) , t is in If a be by of In of as as on of )11: 49~ 51 on of it is a be as of by is to in )11: 52~ 552 , n a of be to to to )11: 56~ 591 is a in of to as to to to to to to of to of to so as 4期 油 气 井 测 试
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