煤層氣排採制度分析

2021-06-06 01:28:28 字數 5160 閱讀 7594

煤層氣井排採制度若干問題的**

1、當儲層壓力接近解吸壓力時要特別注意,這時易產生乙個突變,一般表現為氣產量突然增大,套壓增大,有時氣會將環空水帶出,造成環空液面突然下降。(任源峰.煤層氣排採中的技術管理[j].

油氣井測試,2003,12(5):66-68.)

2、由於繼續排水,液面緩慢下降,同時逐步加大油嘴使套壓降低,減小套壓利於儲層中更多的水進入井筒並疏幹井筒附近的水,目的是在環空液面降低到幫浦的吸人口後,地面壓力長期保持在正常工作的範圍(o.05~0.1mpa)。

(任源峰.煤層氣排採中的技術管理[j].油氣井測試,2003,12(5):

66-68.)

3、加大油嘴直徑,套壓下降,產氣量上公升;反之,減小油嘴直徑,套壓上公升,產氣量下降。一般油嘴直徑為3~7mm,套壓不低於0.05mpa。

(任源峰.煤層氣排採中的技術管理[j].油氣井測試,2003,12(5):

66-68.)

4、穩定生產階段。這一階段儲層特性將決定氣、水產量和生產時間。此時環空液面應低於生產層,而且井口壓力應接近大氣壓。

隨著排採的進行,壓力的下降,在近井地帶形成乙個很小的低含水飽和區,有助於解吸氣體流人井筒。此時,生產制度平穩,不要頻繁更換油嘴改變生產壓差。儘管在開始排採的前幾周,產氣量較低,達不到設計產量,但從長遠的觀點看,有助於保證今後生產的正常進行,減少故障發生。

(任源峰.煤層氣排採中的技術管理[j].油氣井測試,2003,12(5):

66-68.)

5、對產水量大的井,需長期的排採才能使壓力逐步下降,不可能在很短時間內將液面降低到要求的範圍。因此,有些供液能力強的井,需要乙個很長的排採週期。(任源峰.

煤層氣排採中的技術管理[j].油氣井測試,2003,12(5):66-68.

)6、檢幫浦時最好不洗井,一旦需要檢幫浦,在砂面不埋煤層的情況下最好不要洗井,如必須洗井,最好用煤層產出的水,這樣可防止煤層汙染。另外,盡量縮短檢幫浦作業時間,可縮短恢復產氣的時間。檢幫浦後,排採降液仍需乙個緩慢的過程,切不可降液幅度太大,急於產氣。

(任源峰.煤層氣排採中的技術管理[j].油氣井測試,2003,12(5):

66-68.)

7、排採流壓的控制依靠控制液面來實現,要及時調整排採工作制度,使環空液面平穩下降。在液面降至煤層附近時,進入穩定生產階段。(任源峰.

煤層氣排採中的技術管理[j].油氣井測試,2003,12(5):66-68.

)8、常見的液井診斷技術包括:(1)液體化驗:分析原液組分(氯根)、含水、含砂、含氣等情況;(2)測靜液面:

了解地層靜壓變化;(3)測動液面:了解在抽油機正常抽吸時,地層的供液情況;(4)測示功圖:當抽油機正常抽吸時,測抽油機在上下衝程過程中的光桿負荷,來分析地層出砂、出煤粉、儲集層供液及抽油幫浦工作情況。

(程林峰.煤層氣排採井的生產管理[j].中國煤層氣,2005,2(4):

39-42.)

9、合理的排採工藝是煤層氣井高產的保障, 如果排採速率過大, 液面下降速度過快會使有潛力的煤層氣井排採半徑縮短、發生速敏效應、支撐劑顆粒鑲嵌煤層、裂縫閉合現象來臨較快、滲透率迅速降低, 進而造成單井產氣量低, 甚至被廢掉。(李金海, 蘇現波, 林曉英等.煤層氣井排採速率與產能的關係[j].

煤炭學報.2009,34(3):376-380.

)10、井底流壓與氣體流量的關係:圖2顯示了在煤層供氣充足的條件下井筒中井底流壓與氣體流量的關係,可見井底流壓與氣體流量呈負相關關係,氣體流量隨井底流壓降低而增加。在解吸產氣初期,井底流壓下降快,但氣產量增長緩慢,表明產氣初期煤層壓降漏斗範圍小,供氣有限;隨著井底流壓不斷下降,地層壓降漏斗逐漸擴大,井底流壓下降較小的值就能產出大量的煤層氣。

煤層氣臨界解吸壓力越高,井底壓力下降相同的數值產出的氣體越多。這反映了煤層氣井的地下滲流壓力變化特徵。(楊焦生,王一兵,王憲花等.煤層氣井井底流壓分析及計算[j].

天然氣工業, 2010,30(2):66-68.)

11、通過研究認為,該煤層氣井煤層氣產量急劇下降,是由於在試氣過程中動液面下降過快使井筒附近本來滲透率就很低的煤層發生了壓密,使降壓漏斗得不到充分的擴充套件,只有井筒附近很小範圍內的煤層得到了有效降壓使少部分煤層氣解吸出來,氣井的供氣源受到了嚴重限制。所以,該井產氣量在達到高峰後,由於氣的**不足產氣量很快下降。這是我國中高煤階煤層氣開發的難題所在。

(趙群,王紅巖,李景明等.快速排採對低滲透煤層氣井產能傷害的機理研究[j].山東科技大學學報自然科學版,2008,27(3):

27-31.)

12、針對這種由於快速排採造成的煤層氣井產能不持續的問題,可以通過控制煤層氣井排採制度的方法來解決或緩解。根據我國煤層氣藏的特點,建議在煤層氣排採時,分級降低煤層氣井的井底流壓,其好處在於,每一級降壓都持續到一定的時間,從而使降壓漏斗得到充分的擴充套件。雖然在每一級降壓時割理、裂隙同樣也會有一定的閉合,但是由於降壓的幅度很小,煤層的滲透率也不至於降低很大,延長滲透率相對較高時的降壓時間將更有利於降壓漏斗的擴充套件。

這種控制煤層氣井的降壓制度,使壓力波傳播的盡可能遠,降壓漏斗充分擴充套件,最大限度地提高降壓漏斗體積,使煤層氣的解吸範圍增大,從而更多的煤層氣從煤層中解吸出來,提高了煤層氣單井的採收率,獲得持續時間更長的煤層氣單井產量。(趙群,王紅巖,李景明等.快速排採對低滲透煤層氣井產能傷害的機理研究[j].

山東科技大學學報自然科學版,2008,27(3):27-31.)

13、套壓引數劃分為3個型別:套壓小於0.3mpa時, 地層處在洩壓階段, 產氣不穩定, 是排採的初級階段; 套壓為0.

3~1.1mpa時, 排採曲線基本符合達西定律, 為線性曲線; 當套壓大於1.1mpa時, 曲線反映的是二次函式, 屬於紊流狀態, 產氣不穩定。

實踐表明, 套壓引數對產氣量的影響很大, 曲線型別的劃分對煤層氣的排採工作具有一定的指導意義。(張明山.煤層氣排採中套壓對產氣量的影響[j].

中國煤炭,2009,35(12):102-104.)

14、15#煤層底板為區域上分布穩定的淺海相灰岩( k2 灰岩) ,底板為泥岩、粉砂質泥岩。該井組2個主力煤層皆受承壓水控制,其中15#煤層底板k2灰岩富含水,筆者認為由於15#煤層與富含水的k2灰岩存在較強的水力聯絡, k2 灰岩層大量出水,致使煤層卸壓緩慢,造成單排15#煤層排採產氣量低。(康永尚,鄧澤,劉洪林[j].

天然氣地球科學,2008,19(3):423-426.)

15、石炭系、二疊系砂岩裂隙含水層富水性較弱,泥岩隔水層發育,對煤層氣開採影響有限。奧陶系灰岩和石炭系太原組區域性灰岩層富水性強,在斷裂及岩溶陷落發育地區對煤層有直接影響,不利於煤層氣開採。(康永尚,鄧澤,劉洪林[j].

天然氣地球科學,2008,19(3):423-426.)

16、逐級降壓工作制度**:制定合理的工作制度主要表現在對生產壓差的控制。由壓力帶來的煤儲層傷害應該通過控制壓力變化的方法來解決或緩解,故提出逐級降壓排採工作制度。

該制度的指導思想是:在排採時,分級逐次降低煤層氣井的井底流壓。逐級降壓的好處在於,使每一級降壓都持續到一定的時間,使降壓漏斗得到充分的擴充套件。

在每一級降壓時,雖然割理、裂隙同樣也會有一定的閉合,但是由於降壓的幅度很小,割理、裂隙的閉合也很小,煤層的滲透率也不至於降低很大,而延長該級降壓時間將更有利於降壓漏斗的擴充套件,待該級降壓漏斗擴充套件充分後再開始下一級降壓,以此迴圈模擬。這樣通過控制煤層氣井的壓力降和持續時間,使壓力波傳播的盡可能遠,降壓漏斗充分擴充套件,最大限度地提高洩壓體積,也就可以使煤層氣的解吸範圍增大,從而使更多的煤層氣從煤層中解吸出來,可以提高煤層氣單井的採收率,獲得持續時間更長的煤層氣單井產量,同時煤粉遷移和裂隙吐砂的現象還可得到緩解,減輕了對井筒的傷害。(康永尚,鄧澤,劉洪林[j].

天然氣地球科學,2008,19(3):423-426.)

17、建立合理的煤層氣流體動力學模型是制定合理工作制度和建立數學模型的前提。依據地下水系統的概念,煤層與上覆及下伏地層之間存在3種流體動力系統模型:a 型,煤層水與上下地層水無直接水動力聯絡;b 型,煤層水與上下地層水聯絡密切,且上下地層含水量大, 補給充足;c 型,介於a型與b 型之間,煤層水與上下地層水存在水力聯絡,但上下地層含水量不大,補給弱或無補給。

(康永尚,鄧澤,劉洪林[j].天然氣地球科學,2008,19(3):423-426.

)18、與採油工藝相比, 將電幫浦用於煤層氣排採有著很多不同之處, 一是要求電幫浦具有良好的可控制性, 能夠按照排採要求隨時調整幫浦的排量, 從而實現平穩降壓;二是電幫浦排出的流體由油水混合物變為氣水混合物;三是幫浦送的流體從單相流變為兩相流; 四是生產方式由油管產液變為油管排水、套管產氣;五是排出流體中含砂( 壓裂砂、地層砂)、煤粉、泥漿等。(任源峰,呂衛東,馮義堂. 煤層氣井電幫浦排採工藝技術的研究及應用[j].

中國煤層氣,2006,3(1):33-36.)

19、我國煤層氣井的排水採氣制度主要是採取控制流量的方法進行的,這種制度是來自於美國的煤層氣開發經驗。但是我國煤層氣儲層的滲透率低,在煤層氣井早期的過渡採水使井筒附近儲層壓密滲透率降低,而導致煤層氣儲層無法大範圍卸壓。根據模擬的結果可以看出常規的以控制水產量為主的生產制度並不合理。

(康永尚,趙群,王紅巖. 煤層氣井開發效率及排採制度的研究[j]. 天然氣工業,2007,27(7):

79-82.)

20、在已選好抽油機的情況下,確定煤層氣井排採工作制度的指標是:幫浦掛深度、幫浦徑、衝程、衝次。確定指標的原則是在滿足排液的前提下優先考慮使用小幫浦徑、長衝程和小沖次。

其優點是:(1) 可充分利用幫浦筒的有效長度,按比例地增加幫浦的排量。在地層供液能力充足的情況下,可降低液面,提高排液量,不會對裝置產生影響,同時使幫浦筒均勻磨損。

(2) 可降低單位時間內的衝程次數,減少振動載荷,改善示功圖形狀;還可減輕抽油杆磨損,從而延長其使用壽命。(3) 由於衝次減少,使得柱塞自上死點到下死點的時間增加,使煤層產出的砂及煤粉等有充分時間沉降。(4) 上衝程時柱塞執行速度變慢,有利於增強氣、砂錨的防氣和防砂效果,從而減輕幫浦的磨損,延長檢幫浦週期及幫浦的使用壽命。

(呂景昶,朱禮斌,張濤.煤層氣井排採工藝技術[j].油氣井測試,2002,11(4):

47-48.)

21、生產壓差的選擇:(1) 初選的生產壓差,要以不破壞煤層的原始狀態,不使煤層的割理系統受到損害,避免造成煤層大量出砂和煤粉以及煤層的坍塌為原則。(2) 使幫浦的排液能力與煤層的供液能力相適應,充分利用地層能量,保證環空液面均勻緩慢下降或穩定。

(3) 套壓的控制:放大油嘴,套壓下降,氣量上公升;反之,減小油嘴,套壓上公升,生產壓差減小。對有一定產氣量的井,油嘴在2~6mm 之間為好。

當套壓降為零時,由於空氣密度大於甲烷的密度,空氣有可能進入井中,與煤層接觸發生氧化作用,形成薄氧膜阻止氣體的解吸,不利於煤層氣的產出。套壓過高,不利於氣體的解吸。綜合考慮,排液時井口壓力不應低於0.

01mpa。(呂景昶,朱禮斌,張濤.煤層氣井排採工藝技術[j].

油氣井測試,2002,11(4):47-48.)

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