煤层气排采制度分析.docx

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煤层气排采制度分析

煤层气井排采制度若干问题的探讨

1、当储层压力接近解吸压力时要特别注意，这时易产生一个突变，一般表现为气产量突然增大，套压增大，有时气会将环空水带出，造成环空液面突然下降。

（任源峰•煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

2、由于继续排水，液面缓慢下降，同时逐步加大油嘴使套压降低，减小套压利于储层中更多的水进入井筒并疏干井筒附近的水，目的是在环空液面降低

到泵的吸人口后，地面压力长期保持在正常工作的范围（0.05〜0.1MPa）°（任源

峰•煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

3、加大油嘴直径，套压下降，产气量上升；反之，减小油嘴直径，套压上

升，产气量下降。

一般油嘴直径为3〜7mm，套压不低于0.05MPa°（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

4、稳定生产阶段。

这一阶段储层特性将决定气、水产量和生产时间。

此时环空液面应低于生产层，而且井口压力应接近大气压。

随着排采的进行，压力的下降，在近井地带形成一个很小的低含水饱和区，有助于解吸气体流人井筒。

此时，生产制度平稳，不要频繁更换油嘴改变生产压差。

尽管在开始排采的前几周，产气量较低，达不到设计产量，但从长远的观点看，有助于保证今后生产的正常进行，减少故障发生。

（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

5、对产水量大的井，需长期的排采才能使压力逐步下降，不可能在很短时间内将液面降低到要求的范围。

因此，有些供液能力强的井，需要一个很长的排采周期。

（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

6、检泵时最好不洗井,一旦需要检泵，在砂面不埋煤层的情况下最好不要洗井，如必须洗井，最好用煤层产出的水，这样可防止煤层污染。

另外，尽量缩短检泵作业时间，可缩短恢复产气的时间。

检泵后，排采降液仍需一个缓慢的过程，切不可降液幅度太大，急于产气。

（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

7、排采流压的控制依靠控制液面来实现，要及时调整排采工作制度，使环空液面平稳下降。

在液面降至煤层附近时，进入稳定生产阶段。

（任源峰.煤层

气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12

（5）：

66-68.）

8、常见的液井诊断技术包括：

（1）液体化验：

分析原液组分（氯根）、含水、含砂、含气等情况；

（2）测静液面：

了解地层静压变化；

（3）测动液面：

了解在抽油机正常抽吸时，地层的供液情况；

（4）测示功图：

当抽油机正常抽吸时，测抽油机在上下冲程过程中的光杆负荷，来分析地

层出砂、出煤粉、储集层供液及抽油泵工作情况。

（程林峰.煤层气排采井的生产管理[J]•中国煤层气，2005,2

（4）：

39-42.）

9、合理的排采工艺是煤层气井高产的保障,如果排采速率过大,液面下降速度过快会使有潜力的煤层气井排采半径缩短、发生速敏效应、支撑剂颗粒镶嵌

煤层、裂缝闭合现象来临较快、渗透率迅速降低,进而造成单井产气量低,甚至被废掉。

（李金海,苏现波，林晓英等•煤层气井排采速率与产能的关系[J].煤炭学报.2009,34

（3）:

376-380.）

10、井底流压与气体流量的关系：

图2显示了在煤层供气充足的条件下井筒中井底流压与气体流量的关系，可见井底流压与气体流量呈负相关关系，气体流量随井底流压降低而增加。

在解吸产气初期，井底流压下降快，但气产量增长缓慢，表明产气初期煤层压降漏斗范围小，供气有限；随着井底流压不断下降，地层压降漏斗逐渐扩大，井底流压下降较小的值就能产出大量的煤层气。

煤层气临界解吸压力越高，井底压力下降相同的数值产出的气体越多。

这反映了煤层气井的地下渗流压力变化特征。

（杨焦生，王一兵，王宪花等.煤层气井井底流压分析及计算[J].天然气工

业,2010,30

（2）:

66-68.）

11、通过研究认为,该煤层气井煤层气产量急剧下降,是由于在试气过程中动

液面下降过快使井筒附近本来渗透率就很低的煤层发生了压密,使降压漏斗得不

到充分的扩展,只有井筒附近很小范围内的煤层得到了有效降压使少部分煤层气解吸出来,气井的供气源受到了严重限制。

所以,该井产气量在达到高峰后,由于气的供应不足产气量很快下降。

这是我国中高煤阶煤层气开发的难题所在。

（赵群,

王红岩，李景明等•快速排采对低渗透煤层气井产能伤害的机理研究[J].山东科技大学学报自然科学版,2008,27

（3）:

27-31.）

12、针对这种由于快速排采造成的煤层气井产能不持续的问题,可以通过控制煤层气井排采制度的方法来解决或缓解。

根据我国煤层气藏的特点,建议在煤层气排采时,分级降低煤层气井的井底流压,其好处在于,每一级降压都持续到一定的时间,从而使降压漏斗得到充分的扩展。

虽然在每一级降压时割理、裂隙同样也会有一定的闭合,但是由于降压的幅度很小,煤层的渗透率也不至于降低很大,延长渗透率相对较高时的降压时间将更有利于降压漏斗的扩展。

这种控制煤层气

井的降压制度,使压力波传播的尽可能远,降压漏斗充分扩展,最大限度地提高降压漏斗体积,使煤层气的解吸范围增大,从而更多的煤层气从煤层中解吸出来,提高了煤层气单井的采收率,获得持续时间更长的煤层气单井产量。

（赵群,王红岩,李景明等•快速排采对低渗透煤层气井产能伤害的机理研究[J].山东科技大学学报自然科学版,2008,27

（3）:

27-31.）

13、套压参数划分为3个类型：

套压小于0.3MPa时，地层处在泄压阶段，产气不稳定，是排采的初级阶段套压为0.3〜1.1MPa时,排采曲线基本符合达西定律，为线性曲线；当套压大于1.1MPa时,曲线反映的是二次函数,属于紊流状态,产气不稳定。

实践表明,套压参数对产气量的影响很大,曲线类型的划分对煤层气的排采工作具有一定的指导意义。

（张

明山•煤层气排采中套压对产气量的影响[J].中国煤炭，2009,35

（12）：

102-104.）

14、15#煤层底板为区域上分布稳定的浅海相灰岩（K2灰岩），底板为泥岩、粉砂质泥岩。

该井组2个主力煤层皆受承压水控制，其中15#煤层底板K2灰岩富含水,笔者认为由于15#煤层与富含水的K2灰岩存在较强的水力联系，K2灰岩层大量出水,致使煤层卸压缓慢,造成单排15#煤层排采产气量低。

（康永尚,邓泽,刘洪林[J].天然气地球科学，2008,19

（3）：

423-426.）

15、石炭系、二叠系砂岩裂隙含水层富水性较弱,泥岩隔水层发育,对煤层气开采影响有限。

奥陶系灰岩和石炭系太原组局部灰岩层富水性强,在断裂及岩溶陷落发育地区对煤层有直接影响，不利于煤层气开采。

（康永尚,邓泽,刘洪林[J].天然气地球科学，2008,19

（3）：

423-426.）

16、逐级降压工作制度探讨：

制定合理的工作制度主要表现在对生产压差的控制。

由压力带来的煤储层伤害应该通过控制压力变化的方法来解决或缓解,故提出逐级降压排采工作制度。

该制度的指导思想是:

在排采时,分级逐次降低煤层气井的井底流压。

逐级降压的好处在于,使每一

级降压都持续到一定的时间,使降压漏斗得到充分的扩展。

在每一级降压时,虽然割理、裂隙同样也会有一定的闭合,但是由于降压的幅度很小,割理、裂隙的闭合也很小,煤层的渗透率也不至于降低很大,而延长该级降压时间将更有利于降压漏斗的扩展,待该级降压漏斗扩展充分后再开始下一级降压,以此循环模拟。

这样通过控制煤层气井的压力降和持续时间,使压力波传播的尽可能远,降压漏斗充分扩展,最大限度地提高泄压体积,也就可以使煤层气的解吸范围增大,从而使更多的煤层气从煤层中解吸出来,可以提高煤层气单井的采收率,获得持续时间更长的煤层气单井产量,同时煤粉迁移和裂隙吐砂的现象还可得到缓解,减轻了对井筒的伤害。

（康永尚，邓泽，刘洪林[J].天然气地球科学，2008,19

（3）：

423-426.）

17、建立合理的煤层气流体动力学模型是制定合理工作制度和建立数学模型的前提。

依据地下水系统的概念,煤层与上覆及下伏地层之间存在3种流体动力系统模型:

A型,煤层水与上下地层水无直接水动力联系；B型,煤层水与上下地层水联系密切，且上下地层含水量大，补给充足；C型，介于A型与B型之间，煤层水与上下地层水存在水力联系,但上下地层含水量不大,补给弱或无补给。

（康永尚,邓泽,刘洪林[J].天然气地球科学，2008,19

（3）：

423-426.）

18、与采油工艺相比,将电泵用于煤层气排采有着很多不同之处,一是要求电泵具有良好的可控制性,能够按照排采要求随时调整泵的排量,从而实现平稳降压；二是电泵排出的流体由油水混合物变为气水混合物；三是泵送的流体从单相流变为两相流；四是生产方式由油管产液变为油管排水、套管产气；五是排出流体中含砂（压裂砂、地层砂）、煤粉、泥浆等。

（任源峰，吕卫东，冯义堂.煤层气井电泵排采工艺技术的研究及应用[J].中国煤层气，2006，3

1）：

33-36.）

19、我国煤层气井的排水采气制度主要是采取控制流量的方法进行的,这种

制度是来自于美国的煤层气开发经验。

但是我国煤层气储层的渗透率低,在煤层

气井早期的过渡采水使井筒附近储层压密渗透率降低,而导致煤层气储层无法大范围卸压。

根据模拟的结果可以看出常规的以控制水产量为主的生产制度并不合理。

（康永尚，赵群，王红岩•煤层气井开发效率及排采制度的研究［J］.天然气工业,2007,27

（7）：

79-82.）

20、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。

（吕景昶，朱礼斌，张涛.煤层气井排采工艺技术［J］油气井测试，2002,11

（4）：

47-48.）

21、生产压差的选择：

（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2〜6mm之间为好。

当套压降为零时，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0.01MPa。

（吕景昶，朱礼斌，张涛.煤层气井排采工艺技术[J]