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煤层气运移排采过程（自己整理）
对于光亮煤分层，煤层气由基质孔隙表面解吸，再由基质块扩散到割理内，然后由割理运移至外生裂隙，最终由外生裂隙运移至井筒。
对于暗淡煤分层，由于分层内割理不发育，当煤层气由基质孔隙表面解吸后，直接由基质块扩散到外生裂隙，最后经外生裂隙运移至井筒。
煤层气由基质表面解吸后向割理或外生裂隙迁移的过程是扩散，服从福克定律；煤层气在割理或外生裂隙中的运移过程是渗流，服从达西线性渗流定律。
煤层气的排采：对于煤层气的排采来讲，首先经由外生裂隙和割理将煤层中的水排出，降低煤储层压力，使外生裂隙和割理表面的煤层气解吸，随着储层压力的进一步降低，煤基质中的煤层气由基质孔隙表面解吸，解吸出的煤层气经割理或外生裂隙运移至井筒并排出。
煤层气井排采工艺技术Ξ吕景昶ΞΞ(新星公司华北分公司开发处) 朱礼斌 张 涛(华北石油测试公司) 摘要 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。
主题词 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.排采前的准备工作(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;②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;③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;②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;③分离器上的各种装置是否灵活好用;④计量仪表是否完好。
2.排液降压在压裂后,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;②开机泵排地层水,使井筒液面降低;③严密检测泵的排量。
煤层气井排采一般包括如下三个阶段：第一阶段一保持高导流能力的人工裂缝。
若压裂后井口压力未扩散完，可先装油嘴或针形阀控制放喷，油嘴大小根据产量和井口压力、煤层情况而定，保证井口不出大量煤粉和压裂砂前提下，排液量一般控制在2～4 m3／h。
待井口压力降为零后，溢流量不大的情况下，下人已选择好的泵。
此时，地面流程及地面排采设备应提前安装好。
排采初期，关闭套管阀门，油管以适当泵送能力排出水，同时要监测环空液面，适时调整排采设备的工作制度，使液面最好每天下降2o～40 m，这一阶段时间尽可能长一些，其目的是保持压裂后形成一个稳定的高导流能力的裂缝。
如果套管出现高真空，应暂时打开套管阀门，使压力趋于平衡。
在这一阶段，随着排水，首先表现出一部分游离气和溶解气产出，过一段时间后，环空液面降低，井底附近储层压力降低到解吸压力，吸附气开始解吸。
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。
这一突变，对于比较疏松的煤层，极易出大量的煤粉，可能造成填砂裂缝的堵塞。
对于较软的煤层，可能由于储层孔隙压力突然降低，造成割理关闭，从而影响煤层渗透性。
当接近解吸压力时，适当放慢降液速度，控制套压，并使储层压力仍然缓慢下降。
第二阶段——合理地控制井底流压。
在排采初期，由于液面降低，有效应力增加，导致割理间隙减小，孔隙度降低，渗透率减小。
当吸附气开始解吸后，煤层割理收缩，孔渗性增加，继续降低流压，有利于弥补应应作用造成的割理闭合。
在这一阶段主要通过控制环空液面来控制井底流压。
套压升至约1 MPa左右，可用套管针形阀或较小油嘴控制开始产气。
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(O．05～0．1 MPa)。
第三阶段——稳定生产阶段。
煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司目录一、名词解释二、煤层气排采基本原则三、韩城煤层气地质特征四、韩城煤层气排采特点五、韩城煤层气井排采制度要求六、煤层气井排采资料录取要求七、排采巡井工岗位职责八、排采住井工岗位职责九、排采工作业流程十、排采设备检查保养要求十一、典型案例基础篇一：名词解释1、煤层气：就是指在煤层内产生和赋存的天然气，其主要成分是甲烷（CH4），约占70%以上，又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。
煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。
煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。
2、煤储集岩石学方面的参数：主要指煤阶、煤的显微组分、煤的显微硬度。
煤阶通过测定煤中镜质组反射率（R0）来确定。
其余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。
3、煤阶：表示煤在埋藏历史中，沉积物有机质在成分和结构上经历了一系列变化，其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。
可以用多种物理和化学参数来表征煤的变质程度，常见的煤阶参数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。
煤阶是影响割理发育的主要因素。
通常，低媒阶的煤割理不甚发育，到烟煤系列时割理发育。
割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶附近，高于低挥发分烟煤煤阶，割理或裂缝又不发育，标本上表现为割理封闭。
4、煤岩工业分析参数：该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校正含气量。
5、煤显微硬度：显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。
不同煤级和不同显微组分的显微硬度不同。
在研究中，一般以均质镜质体的显微硬度为代表。
它是用专门的显微硬度仪进行测定的。
随着煤级的增高，煤显微硬度也有变化。
从褐煤到超无烟煤，煤的显微硬度值是增大的；同一煤级中，当镜质组还原性增强时，煤显微硬度略微降低；同一煤样中，煤显微硬度最大值与最小值间亦存在微小差异，反映出非均一性。
煤层气排采技术规范煤层气企业标准煤层气井排采工程技术规范(试行)2008-08-18发布 2008-08-18实施煤层气企业标准煤层气井排采工程技术规范1 范围本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。
本标准适用于煤层气井的排采作业工程。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。
中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业洗井作业规程SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业通井、刮削套管作业规程 SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法3 排采总体方案的制定3.1基本数据3.1.1钻井基本数据钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。
3.1.2完成套管程序完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。
3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段3.1.4解吸/吸附分析成果包括含气量、含气饱和度、临界压力3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。
3.2 排采总体方案3.2.1排采目的3.2.2排采目的层及排采方式3.2.3排采设备及工艺流程设计3.2.4排采周期3.3工艺技术要求3.3.1动力系统13.3.2抽油机3.3.3泵挂组合3.3.4 地面排采流程a.采气系统;b.排液系统;3.4排采作业管理3.4.1设备管理3.4.2排采场地、人员3.4.3排采资料录取3.4.4排采动态跟踪3.4.5排采汇报制度3.5安全、环保及质量要求3.6应提交的资料、报告3.6.1施工设计书(一式十份)3.6.2排采资料(一式两份)a.排采日报、班报b.排采水样半分析原始记录c.排采水样全分析报告d.排采气样全分析报告e.排采水、气产量动态曲线f.液面资料、示功图资料g.修井资料h.阶段性总结报告3.6.3总结报告(一式十份)3.7排采主要设备、材料4 泵抽系统及地面流程的安装4.1泵抽系统4.1.1执行《中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法》。
煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司目录一、名词解释二、煤层气排采基本原则三、韩城煤层气地质特征四、韩城煤层气排采特点五、韩城煤层气井排采制度要求六、煤层气井排采资料录取要求七、排采巡井工岗位职责八、排采住井工岗位职责九、排采工作业流程十、排采设备检查保养要求十一、典型案例基础篇一：名词解释1、煤层气：就是指在煤层内产生和赋存的天然气，其主要成分是甲烷（CH4），约占70%以上，又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。
煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。
煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。
2、煤储集岩石学方面的参数：主要指煤阶、煤的显微组分、煤的显微硬度。
煤阶通过测定煤中镜质组反射率（R0）来确定。
其余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。
3、煤阶：表示煤在埋藏历史中，沉积物有机质在成分和结构上经历了一系列变化，其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。
可以用多种物理和化学参数来表征煤的变质程度，常见的煤阶参数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。
煤阶是影响割理发育的主要因素。
通常，低媒阶的煤割理不甚发育，到烟煤系列时割理发育。
割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶附近，高于低挥发分烟煤煤阶，割理或裂缝又不发育，标本上表现为割理封闭。
4、煤岩工业分析参数：该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校正含气量。
5、煤显微硬度：显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。
不同煤级和不同显微组分的显微硬度不同。
在研究中，一般以均质镜质体的显微硬度为代表。
它是用专门的显微硬度仪进行测定的。
随着煤级的增高，煤显微硬度也有变化。
从褐煤到超无烟煤，煤的显微硬度值是增大的；同一煤级中，当镜质组还原性增强时，煤显微硬度略微降低；同一煤样中，煤显微硬度最大值与最小值间亦存在微小差异，反映出非均一性。
6、煤层含气量：是散失气量、解析气量和残余气量之和。
散失气量是指现场取出的含气煤心在装入解析罐之前释放出的气量；解析气量是指煤心装入解析罐之后解析出的气体总量；残余气量是指终止解析后仍留在煤中的那部分气量。
对煤层气开采有实际意义的是散失气量和自然解析气量，两项之和占总含气量百分率越大，对煤层气开采越有利。
7、煤储层压力：是指煤层孔隙内流体所承受的压力，即通常所说的孔隙流体压力。
8、临界解析压力：临界解析压力是指在煤层降压过程中气体开始析出时所对应的压力值。
可以根据临界解析压力与煤层压力了解煤层气早期排采动态，临界解析压力越接近地层压力，排水采气中需要降低的压力越小，越有利于气体降压开采，据此可为制定煤层气排采方案提供重要依据。
9、地解比：地解比是临界解析压力与原始地层压力的比值。
据此比值可以预测产气高峰期到来的时间及是否可以高产。
临界解析压力越接近原始地层压力，含气饱和度愈高，高产富集条件愈优越。
据已勘探开发的数据，可将地解比划分为高地解比(＞0.6)、中地解比(0.6-0.2)和低地解比(＜0.2)三类。
10、地解压差：煤层压力与气体临界解析压力之差为地解压差．其值愈小．说明煤层含气饱和度愈高．抽排中见气时间愈早．开采效果愈好。
11、生产压差：产层静压与井底流体压力之差称为生产压差。
合理的生产压差是通过系统试井确定的。
由于煤层气生产的特殊性，决定了不能利用现有的油田试井理论对煤层气生产进行分析。
但是，煤层气与煤层水的产出密切相关。
因此．可调节煤层水的产出来控制煤层气井合理的生产制度。
12、流动压力：生产井在生产时产层中部的压力称流动压力。
也称井底压力，筒称流压可通过测试获得，是反映产层能量的重要指标。
13、油管压力：流动压力把油气从井底经过油管举升到井口后的剩余压力称油管压力，筒称油压。
由油管压力表测得。
油压大小取决于流压的高低，而流压与地层压力有关，因此，油压的高低是油气井能量大小的反映。
14、套管压力：是指流动压力将油气从井底经过油套管之间的环形空间举升到井口之后所剩余压力，筒称套压，由套管压力表测得。
套压是反映油气井生产状态的重要指标。
在一定条件下反映井筒液柱的高低。
15、静液面：是指非自喷井在关井后井筒内的稳定液面。
16、动液面：是指非自喷井在生产时油管与套管之间环形空间的液面。
17、煤层吸附等温线：煤层吸附等温线反映了在给定温度下气体吸附量随压力的变化特征。
曲线的两个特征参数为兰格谬尔吸附常数V m及兰格谬尔压力p L．V m值为理论吸附量，即煤的最大吸附容量；p L值为吸附量V m值为50％的对应压力值．它反映了煤层气解吸的难易程度。
在煤层气开采中．p L值很小时，需要大幅度降压才能有大量气体解吸，这对于煤层气的降压开采不利，较大的兰氏体积反映出较高的开发潜力．较高的兰氏压力反映了良好的开采条件。
三、韩城煤层气地质特征1、主要煤层及展布特点韩城煤层气田主力煤层分别为二叠系山西组3#煤层和太原组5#、11#煤层。
山西组为陆相沉积，主要为河流冲积-三角洲沉积体系；太原组为海陆交互相沉积，主要为海湾-泻湖沉积体系。
3#煤层结构简单，为块状煤层，在平面上分布稳定，整体呈西薄东厚、南薄北厚的特点；煤层埋深在320～950m，厚度1～3m，平均厚度2m。
5#煤层结构相对简单，变化不大，有薄层夹矸1层，在全区分布相对稳定，整体呈现出西厚东薄的特点；煤层厚度分布在0～10m之间，大部分地区5#煤厚度超过2.5m，在工区东部局部地区厚度减薄至尖灭；煤层埋深在350～1000m。
11#煤层结构复杂，含薄层夹矸1～3层，全区发育较好，厚度大，分布稳定，煤层厚度2.0m～12m；厚度在5m以上的厚煤带主要分布在工区中部和北部，呈近东西向展布，工区南部煤层逐渐变薄；煤层埋深在400～1100米。
2、煤岩成分特征3#煤宏观煤岩类型为暗淡～半暗型煤，以暗煤为主，次为丝炭，间夹少量镜煤线理条带，内生裂隙发育，以块状为主。
显微组分以基质镜质组为主，变化范围48.1～91.04%，平均75.08%；惰质组含量4.47～37.4%，平均16.46%；无机组分以粘土矿物为主，呈棕色细粒状聚集体分布，变化范围4.49～14.5%，平均8.47%(表1)。
5#煤宏观煤岩类型为暗淡～半暗型煤，以暗煤为主，次为丝炭及少许镜煤，内外生裂隙均不发育，大部分地区以软煤为主。
显微组分以基质镜质组为主，变化范围34.66～96.4%，平均含量75.87；惰质组含量1.1～34.04%，平均13.59；无机组分以粘土矿物为主，变化范围1.3～31.5%，平均10.54%(表1)。
11#煤宏观煤岩类型一般在上部为半暗型煤，内生裂隙发育，下部暗淡型煤，以暗煤为主，丝炭含量较高，内生裂隙不发育。
上部煤层以块状为主，下部普遍发育一套软煤。
显微组分以基质镜质组为主，变化范围23.9～84.17%，平均68.94%；惰质组含量5.97～46.9%，平均20%；无机组分以粘土矿物为主，变化范围 1.1～29.2%，平均11.05%(表1)。
韩城地区煤层3#煤和11#煤层上部为块状煤岩，内生裂隙发育，基质镜质组含量平均为70.8%，显示出较大的勘探开发潜力；而5号煤层内生裂隙不发育，渗透性较低，勘探潜力较另外两层煤差。
3、煤岩演化特征煤的镜质组反射率是表征煤阶的重要指标，随着热演化程度的增高，煤岩的生烃总量增大，因此，确定煤阶成为煤储层评价中的一项重要内容。
本地区三层主力煤层演化程度较高，都达到了瘦煤-贫煤阶段，3#煤镜质组最大反射率1.87-2.33%，平均2.01%；5#煤镜质组最大反射率 1.80-2.27%，平均 2.02%；11#煤镜质组最大反射率为1.81～2.28%，平均为2.08%。
属于多生高储类储层。
4、煤层含气量韩城地区3#煤含气量介于6.53-19.88m3/t，平均10.86 m3/t，主要集中在8-15 m3/t，5#煤含气量介于3.9-17.79m3/t，平均10.7 m3/t，主要集中在7-15 m3/t，11#煤含气量介于2.08-20.12m3/t，平均10.8 m3/t，主要集中在8-20 m3/t（图1）。
煤层解吸气以甲烷为主，一般大于90%。
5、煤岩等温吸附特征利用WL1、WLC01、WLC09 、WLC010、WL01-1V等5口井的注入/压降测试资料，建立压力剖面求得压力与井深的关系式为：P=0.01074H-1.368得到储层压力系数为0.78。
韩城煤层气田主要为低压储层。
通过分析本地区三套煤层的等温吸附实验，韩城煤层气田三层煤干燥无灰基兰格缪尔体积为10.84～28.65 m3/t，平均22.5 m3/t，兰格缪尔压力为0.99～3.79 MPa，平均2.1MPa，与我国其他地区相比，相对较小。
通过分析等温吸附曲线，本地区煤层临界解吸压力在1.3MPa～4.7MPa，其中11#煤临界解析压力要高于另外两套煤层，一般在2.5MPa以上，含气饱和度60%以上。
煤层地解差小，井口易降压，适合于煤层气的规模开发。
精确的煤层甲烷吸附等温线有以下三个方面的作用：第一，确定煤层原始状态的甲烷含量最大值。
因为直接测量甲烷初始含量是不可能的，只有通过吸附等温线进行推算，其前提是假设煤被甲烷饱和以及流体压力是埋深的函数；第二．确定开采过程中，压力下降时甲烷的产量；第三．确定“临界解吸压力”低于临界压力，甲烷将从煤层中解吸出来。
当煤未被甲烷饱和时，这个值的测量是很重要的。
6、煤层渗透性韩城煤层气田三套主力煤层煤岩类型为瘦煤-贫煤，演化程度较高，生气潜力大，含气量较高。
因此，储层的渗透率就成了决定该地区煤层气高效开发的关键因素。
而在测试过程中由于人员素质，设备等的不同可能存在较大的误差，使得测试结果与实际生产不符。
经分析，本地区三套主力煤层的渗透率变化范围分别是：0.001～3.503×10-3um2，渗透率总体偏低。
7、煤层裂隙特征煤储层是含有基质孔隙和裂隙孔隙（割理）的双孔隙介质。
在韩城地区，通过对区内煤层裂隙的观测和测井资料分析：在韩城地区，3#煤为块状煤层，割理发育，面割理12～14条/5cm，端割理14～16条/5cm，11#煤层上部一般为块煤，内生裂隙发育，面割理1～6条/5cm，端割理2～12条/5cm，而5#煤和11#煤下部煤岩一般为软煤，内外生裂隙均不发育。
总体而言，本区煤层内生裂隙比较发育，外部裂隙不发育，表现受构造运动影响较弱，孔隙度较大，对煤层气开发有利。
设备工艺篇制度篇二：煤层气排采基本原则煤层气的产出要经过排水降压，使吸附在煤基质表面的气体解析．并通过割理、裂隙扩散、渗流到达井筒．进而产出地面。
