煤层气开发的工艺技术
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煤层气开发流程煤层气是一种以煤炭为主要储集层的天然气资源,其开发利用对于实现能源结构调整、保障能源安全具有重要意义。
煤层气的开发流程主要包括以下几个步骤。
第一步:煤层气资源评价煤层气资源评价是煤层气开发的第一步,主要是通过采集和分析地质勘探数据,对煤层气资源进行全面的评估。
这包括煤层气的存在性、储量、产出能力等方面的评价,以确定煤层气的开发潜力。
第二步:井场建设与钻井在确定了煤层气的开发潜力后,需要进行井场建设和钻井作业。
井场建设主要包括选址、平整场地、建设井口等工作,而钻井作业则是通过钻机将钻头钻入地下,获取煤层气的样品和数据。
第三步:煤层气采集与测试煤层气采集与测试是煤层气开发的关键步骤,通过井口设备对煤层气进行采集,并进行实时监测和测试。
这些测试数据可以用于评估煤层气的产能、气体成分、渗透性等参数,为后续的生产决策提供依据。
第四步:井筒完善与增产措施在煤层气开发过程中,为了提高产量和增加煤层气的开采效果,需要进行井筒完善和增产措施。
井筒完善包括井壁固井、井下设备安装等工作,而增产措施则可以采取增压、增产化学品注入等手段,提高煤层气的产量。
第五步:煤层气的收集与处理煤层气的收集与处理是煤层气开发的最后一步,主要是通过管道将采集到的煤层气输送到处理站进行处理。
处理站会对煤层气进行除尘、脱硫、脱水等工艺处理,以提高煤层气的质量,使其符合使用要求。
第六步:煤层气的利用与销售经过处理后的煤层气可以用于供暖、发电、工业燃料等领域。
煤层气的利用与销售是煤层气开发的最终目标,通过建设燃气管网,将煤层气输送到用户,满足能源需求,实现经济效益。
总结:煤层气开发流程主要包括煤层气资源评价、井场建设与钻井、煤层气采集与测试、井筒完善与增产措施、煤层气的收集与处理以及煤层气的利用与销售。
每个步骤都是煤层气开发的重要环节,需要科学规划和精细操作,以确保煤层气的高效开发利用。
煤层气资源的开发对于推动清洁能源的发展、实现可持续发展具有重要意义。
煤层气地面开发技术第一节主要内容:一、煤层气井完井方式1、裸眼完井裸眼完井又分为常规裸眼完井和裸眼洞穴完井。
(1)常规裸眼完井通常,煤层气井裸眼完井是在煤层顶部下表层套管后,一直钻进煤层至设计深度终孔,将煤层用砂或砾石填满,然后将套管下到煤层上方并注水泥返至地表,再用空气或水冲洗井眼,使煤层裸露。
(2)裸眼洞穴完井裸眼洞穴完井适用于高压、高渗透性厚煤层。
该方法是在井底造一个大的洞穴,下入割缝衬管后进行排采作业。
2、套管射孔完井套管射孔完井时钻穿煤层直至设计井深,然后下生产套管至煤层底部“口袋”,注水泥固井,最后射孔,射孔弹射穿生产套管、水泥环并穿透煤层某一深度,建立起气流的通道。
3、混合完井混合完井也叫多煤层完井,根据各煤层的特点和上下围岩的性质,使裸眼完井和套管完井在同一口井同时使用。
混合完井的形式包括套管射孔完井、套管射孔+裸眼完井、裸眼洞穴完井等几种类型。
一般情况下,上部煤层采用套管射孔或套管割缝完井,下部煤层采用裸眼完井或裸眼洞穴完井。
4、水平井完井技术水平井完井由地面垂直向下钻至造斜点后,以中、小曲率半径侧斜钻进目的煤层,在煤层中按设计方向延伸几百米至上千米。
水平井的水平段一般采用裸眼1完井或4英寸(11.43cm)割缝衬管完井。
2二、煤层气井固井工艺向煤层气井的钻井井眼中下入套管,并在套管和井壁的环空中注入水泥浆,以加固井壁、封隔煤层的施工程序叫固井。
通常煤层气井从大到小要下两至三层套管。
1、下套管下入井内的套管,根据其作用不同,可分为三种。
第一种为表层套管,其作用是封隔地表不稳定的松软易坍塌地层、水层、漏层;安装井控的井口装置。
第二种是支撑中间套管,下入深度一般是数十米到数百米,水泥返到地面。
第三种为生产套管,它将目的层与非目的层隔开,给煤层气生产形成中途不流失的通道,为实施增产措施创造条件,水泥返到地面。
2、注水泥固井作业所用水泥是一种有特殊要求的硅酸盐水泥,其成分、物理化学性能都有明确而具体的要求。
煤层气部分1 开发背景根据国际能源机构(IEA)估计,全球煤层气资源总量可达260万亿立方米,其中国名资源总量(×1012m³)俄罗斯17加拿大 5.66~76.4中国30~35美国11.35澳大利亚8.5~14.16德国 2.8波兰 2.8美国在研究、勘探、开发利用煤层气方面处于世界领先地位,到2002 年底,全美煤层气生产井达14200 余口,年产量达410×1O3m3,比我国常规天然气产量还高,是煤层气商业化开发最成功的国家,它的煤层气技术基本代表了国外煤层气技术的水平。
我国也是一个煤炭生产大国,是继俄罗斯、加拿大之后的第三大储量国。
约是美国煤层气蕴藏量(11135万亿m3)的3倍。
煤层气资源在我国境内分布广泛,地理位置又相对集中,基本可以划分为中部、西部和东部三大资源区。
中部地区煤层气资源量约占全国资源量的64%;其次是西部地区,以沁水盆地和鄂尔多斯盆地资源量最大,超过10万亿m3,为集中开发提供了资源条件。
2 集输特点(特殊性)煤层气是煤在生成过程中的一种伴生产物,是自生自储式的非常规天然气。
煤层气田具有以下特点:①井产量低,井口压力低,气田单位产能建井数多, 开发投入高、风险大,地面建设投资控制难度增大;②整个气田生产处于低压生产状态,合理确定系统压力困难;③初期单井产水较多,水型以NaHCO3型为主,随着开采时间的延续,产水量逐步减少;④煤层气田单井产气压力低,如果要满足外输要求,集输系统投资较高;⑤气田采用区块接替的开发方式,造成地面集输系统部分设施的废弃;⑥煤层气中饱和水蒸气含量较高。
针对煤层气初期投资大、低压、低产、回收周期长的特点,从站场工艺、管网布局、增压方式等方面进行研究优化整个集输系统,降低投资增强适应性。
3 集输管网布局,管网特点3.1管网布局常规的天然气管网布局形式有:放射状管网枝状管网环状管网组合式管网针对煤层气低压、低产、滚动开发的特点,现目前国内的煤层气管网布局形式有:(1) 井间串接进站(2) 阀组串接进站3.2 管网布局特点(1)井间串接井间串接进站示意图阀组串接进站示意图特点:多井单管串接技术是采气管网优化简化的关键技术。
煤层气开采与集输工艺研究煤层气,又称为煤层甲烷,是一种非常规天然气,其主要成分为甲烷。
煤层气的开发利用对于能源安全、环境保护以及气候变化等方面具有重要意义。
然而,煤层气开采与集输工艺的研究仍面临许多挑战,如低渗透性、水气共存、地层复杂等多方面问题。
本文将探讨煤层气开采与集输工艺的研究现状及存在问题,并提出可能的改进途径。
近年来,国内外学者针对煤层气开采与集输工艺进行了广泛研究。
在开采方面,主要有水力压裂、注气增产等工艺技术。
其中,水力压裂通过将高压水流注入煤层,使煤层产生裂缝,从而提高煤层气的产量。
在集输方面,主要有管道输送、压缩天然气(CNG)输送等技术。
管道输送具有高效、节能、安全等优点,但建设成本较高;CNG输送则适用于远距离运输,但压缩效率较低。
然而,煤层气开采与集输工艺在实际应用中仍存在诸多问题。
水力压裂虽然可提高产量,但易导致煤层过度压裂,影响煤层稳定性。
管道输送过程中易出现泄漏、堵塞等问题,需要加强维护管理。
CNG输送的压缩效率较低,导致运输成本较高。
本文采用文献综述和实验研究相结合的方法,对煤层气开采与集输工艺进行研究。
收集国内外相关文献资料,系统梳理煤层气开采与集输工艺的研究现状及存在问题。
然后,设计并进行集输工艺实验,通过模拟不同工况条件下的集输过程,对管道堵塞、泄漏等问题进行检测和评估。
实验过程中采用先进的测量仪器,确保数据的准确性和可靠性。
运用统计分析方法对实验数据进行处理和分析。
实验结果表明,在煤层气开采过程中,水力压裂可显著提高煤层气的产量,但同时可能导致煤层稳定性的降低。
集输过程中管道易发生堵塞和泄漏,严重影响集输效率。
针对这些问题,本文提出以下改进途径:优化水力压裂技术,控制压裂液的成分和注入量,以减少对煤层的损害,提高煤层稳定性。
加强管道维护管理,定期进行巡检和检测,发现泄漏、堵塞等问题及时处理。
结合CNG输送技术,提高压缩效率,降低运输成本,适用于远距离运输。
煤层气开发地质学及其研究的内容与方法煤层气是一种新型的清洁能源,具有储量大、分布广、开发成本低、环保等优点,是我国能源结构调整和可持续发展的重要组成部分。
煤层气开发地质学是煤层气勘探开发的基础,其研究内容主要包括煤层气地质特征、煤层气成藏规律、煤层气开发技术等方面,本文将从这些方面进行阐述。
一、煤层气地质特征煤层气地质特征是煤层气开发地质学的基础,主要包括煤层气的分布、储量、成因、运移、分布规律等方面。
煤层气的分布主要受煤层的厚度、埋深、煤质、构造等因素的影响,一般来说,煤层气的分布具有明显的地域性和层位性。
煤层气的储量主要受煤层的厚度、埋深、煤质、孔隙度、渗透率等因素的影响,一般来说,煤层气的储量与煤层的厚度和孔隙度呈正相关,与煤层的渗透率呈负相关。
煤层气的成因主要有生物成因、热成因和混合成因三种类型,其中生物成因是煤层气的主要成因类型。
煤层气的运移主要受煤层的渗透性、孔隙度、压力等因素的影响,一般来说,煤层气的运移具有渗流和吸附两种方式。
煤层气的分布规律主要受煤层的构造、地质构造、地质构造演化等因素的影响,一般来说,煤层气的分布规律具有明显的地质构造控制性。
二、煤层气成藏规律煤层气成藏规律是煤层气开发地质学的重要研究内容,主要包括煤层气成藏类型、成藏模式、成藏机理等方面。
煤层气成藏类型主要有单一煤层气藏、多层煤层气藏、煤岩层煤层气藏等类型。
煤层气成藏模式主要有自生型、自生自储型、自生自储自运型等模式。
煤层气成藏机理主要有生物成因、热成因、混合成因等机理,其中生物成因是煤层气成藏的主要机理。
三、煤层气开发技术煤层气开发技术是煤层气开发地质学的重要研究内容,主要包括煤层气开发方法、开发工艺、开发设备等方面。
煤层气开发方法主要有钻井开发、巷道开采、水平井开采等方法。
煤层气开发工艺主要有抽采、压裂、注气等工艺。
煤层气开发设备主要有钻机、压裂车、注气设备等设备。
四、煤层气开发地质学研究方法煤层气开发地质学的研究方法主要包括野外地质调查、地球物理勘探、地球化学勘探、数值模拟等方法。
煤层气开发工艺技术规范煤层气开发是指将深部煤层中的煤层气通过开采技术提取到地面利用的过程。
为了有效、安全地开发煤层气资源,需要严格按照煤层气开发工艺技术规范进行操作。
下面是一份包含700字的煤层气开发工艺技术规范范例:1.前期调查1.1对煤层气资源进行充分调查和评估,包括煤层气储量、产气能力、气质和地下条件等。
1.2进行地质勘探,获取详细的地质、地震和地应力数据。
1.3对环境、安全和社会影响进行评估,制定相应的环保、安全和社会管理措施。
2.钻井和完井2.1进行钻井前的技术准备工作,包括选井、设计井眼轨迹和斜井设计等。
2.2钻井过程中应严格按照钻井液的配制、循环和管理工艺规范操作,确保井筒的完整性和稳定性。
2.3完井设计应考虑到煤层气特性,采用适合的完井工艺,包括套管设计、封隔和压裂等。
3.煤层气开采3.1采用合理的采气方法,包括抽采、压裂和注气等。
3.2制定有效的采气工艺流程,包括生产管网、煤层气收集和处理设备等。
3.3监测和调节采气量和压力,确保煤层气开采的稳定性和经济性。
3.4采取环保措施,包括防止采气过程中产生的有害气体、废水和固体废物的排放和处理等。
4.安全管理4.1制定详细的安全管理制度和操作规程,确保所有作业人员按照规定进行操作。
4.2进行安全培训,提高作业人员的安全意识和技能。
4.3建立健全的应急预案,提前进行演练和应急救援演练。
5.环境保护5.1制定环境保护管理措施,防止水源、土壤和大气的污染。
5.2进行环境影响评估,制定环境保护措施。
5.3开展环境监测和评估,及时发现和处理环境问题。
6.社会管理6.1与相关部门和社会各界保持良好的沟通和协调,及时解决相关问题。
6.2开展社会公益和回馈活动,增加当地居民对煤层气开发的支持和认可。
通过严格按照煤层气开发工艺技术规范进行操作,可以最大程度地实现对煤层气资源的开发利用,同时确保环境和社会的可持续发展。
煤层气生产工艺流程
煤层气生产工艺流程包括以下步骤:
1. 排水降压:通过排水降压,促使煤层气从吸附状态转变为游离状态。
2. 气体扩散和渗流:CH分子从高浓度区向低浓度区运动,从基质向割理扩散,通过煤层裂缝系统向生产井筒渗流。
3. 煤层气开采:利用有效的改造技术(如压裂、洞穴完井等),使人工裂缝尽可能的连通煤层中的天然裂隙,加速煤层裂隙内的水和气流的渗流速度,以加快“排水—降压”过程,提高煤层气产量。
4. 煤层气处理:经过处理后,煤层气可用于加工利用或排放至总回风流中。
请注意,具体的生产工艺流程可能因实际情况而有所不同。
如需更多信息,建议咨询专业人士。
煤层气开发工艺技术标准煤层气开发工艺技术标准主要包括煤层气勘探、开发、生产和利用等方面内容。
下面将详细介绍煤层气开发工艺技术标准的相关内容。
一、煤层气勘探标准1. 勘探范围与目标:明确煤层气勘探的范围和目标,确定勘探的区域和层位。
2. 勘探方法:包括地质勘探、地球物理勘探、钻井勘探等方法,要求勘探企业按照相应的方法进行煤层气勘探工作。
3. 勘探评价:对煤层气资源进行量、质评价,确定勘探区域的煤层气资源规模和产能。
4. 勘探报告:对勘探结果进行总结和分析,编制相应的勘探报告,为后续开发工作提供参考。
二、煤层气开发标准1. 方案设计:根据勘探结果和经济可行性分析,制定合理的开发方案。
包括井网布局、井眼位置、开发排采方案等内容。
2. 井眼施工:对煤层进行钻井施工,保证井眼的质量,确保能够顺利地开采煤层气。
3. 井间联络:通过联络井将各个采气井进行连接,形成井网,方便煤层气的集输。
4. 采气工艺:包括采气井的压裂、泵注等工艺,提高煤层气的产量和采出率。
5. 废弃物处理:对采出的泥浆、固体废物、废水等进行处理,确保环境污染的最小化。
三、煤层气生产标准1. 生产计划:根据煤层气资源量和开发方案,制定合理的生产计划,确保煤层气的连续高效生产。
2. 生产设计:对井网进行调整和优化设计,提高煤层气的产量和效率。
3. 生产管理:建立科学的生产管理体系,确保生产过程的安全和稳定。
4. 生产监测:对生产过程进行监测和控制,及时调整生产参数,保障生产的顺利进行。
四、煤层气利用标准1. 储存与运输:建设合适的储气设施和管道,确保煤层气的储存和运输。
2. 利用方式:煤层气可以直接利用或转化利用,根据具体情况选择合适的利用方式。
3. 产品质量:对煤层气的组分、热值、含硫量等进行检测,确保产品质量符合相关标准。
4. 应急处理:建立应急处理机制,及时应对突发情况,保障煤层气的供应安全。
总之,煤层气开发工艺技术标准是指导煤层气勘探、开发、生产和利用的重要依据,通过严格执行这些标准,可以提高煤层气的开发效率和资源利用率,确保煤层气开发工作的顺利进行。
第十一章煤层气的勘探开发技术煤层气开发的成败,关键在于采取一整套与煤储层物性相适应的钻井、完井、压裂、排采等技术措施。
第一节钻采工艺技术开采煤层气常用的有三种布井方式,即针对煤层的垂直钻井、水平钻井和针对采空区的钻井。
垂直井是从地面打钻穿过煤层进行采气,是目前主要的钻井方式(图11-1)。
这种开采方式产气量大、资源回收率高、机动性强,可形成规模效益。
但它要求有利的地形条件、厚度较大、渗透性较好的煤层或煤层群。
水平井有两种:一种是从巷道打的水平抽放瓦斯井;另一种是从地面先打直井再造斜,沿煤层钻水平井(排泄井或称丛式井)(图11-2),在煤层内打若干水平分枝时,又称为分枝水平井或羽状水平井(图11-3)。
水平钻井的方向与面割理方向垂直,适于厚度大于1.5m的厚煤层,成本较高。
采空区钻井:从采空区上方由地面钻井到煤层上方或穿过煤层(图11-2)采空区。
采空区顶板因巷道支柱前移而坍塌,产生新的裂缝使瓦斯从井中涌出。
如果采空区顶部还有煤层并成为采空区的一部分,瓦斯涌出量更大。
产出气体中混有空气,热值降低。
由于产出气中含氧高,不宜管道输送,产量下降较快的井宜就地利用。
图11-1 煤层甲烷井类型图图11-2 排泄孔钻井工艺图一、钻井类型分类按煤层层数分类:根据一口井开采的煤层层数分为单煤层井和多煤层井。
单煤层井井筒只与一个煤层连通,多煤层井井筒与多个煤层连通。
根据埋深分类:浅层气井井深大于300m,一般200~300m以上属甲烷风化带,不利于煤层气保存;深层气井井深大于1500m,1500m以下煤层埋深大,成本高。
目前煤层气最深的井有2438m。
一般井深为300~1500m。
按井网的位置分类:有边缘井和内部井两种。
图11-3 我国第一口水平井实钻井眼轨迹三维图根据钻井类别分类:有资料井(取心井)、试验井(组)、生产井和检测井四种。
资料井主要通过钻区探井取准煤心作含气量等参数测试、试气,并用单项注入法求取煤层渗透率。
试验井(组)是通过井(组)降压试采,评价工业性开采价值。
开发过程中以采气为目的的井称生产井。
监测井主要用于生产过程中压力监测。
二、钻井工艺煤层气井类型和钻井工艺的选择取决于煤储层的埋深、厚度、力学强度、压力及地层组合类型、井壁稳定性等地质条件。
1、钻机类型浅煤层钻井一般采用旋转或冲击钻钻井,用空气、水雾、泡沫液做循环介质,也可以使用轻便自行式液压钻机、顶部驱动钻机和小型车载钻机或普通钻机,宜采用非泥浆体系循环介质。
浅煤层区地层压力低,不必采用泥浆控制压力,采用空气钻井,钻速高,基本费用低,在欠平衡和极欠平衡方式下钻进,对地层伤害小,采用空气钻进和泥浆钻进相结合的方法,即先利用空气钻井液直至泥浆贮备池装满采出水,再改用采出的水做钻井液到贮备池排空,如此交替直到完钻。
深煤层区一般采用常规旋转钻机。
由于地层压力高,不能采用空气钻井技术。
如美国西部含煤盆地的某些层段压力超高,具井喷危险,所以在大多数情况下,采用泥浆系列,利用泥浆密度控制可能发生的水涌和气涌。
还可在预测煤层深度范围内,放慢钻速,发现钻井异常立即停钻,上提钻具,用小排量循环;进行煤层取心时,采用低钻、低转速和低泵压。
钻厚煤层时,采取每钻进0.3~0.6m上提一次钻具,进行多次循环等措施,及时防止和解决钻井过程中常遇到的煤层坍塌、严重扩径、卡钻和出水。
2、欠平衡钻井技术在钻井过程中,利用自然条件和人工方法在可控条件下使钻井流体的压力低于要钻地层的压力,在井筒内形成负压。
这一钻井过程和工艺叫做欠平衡钻井。
欠平衡钻井是继水平井之后又一钻井新技术革命,欠平衡钻井在提高勘探开发水平,降低钻井成本,保护储层等多方面都有其自身的优势,其主要特点如下:1)减少地层伤害欠平衡钻井过程中,驱使钻井液中的固相和液相进入产层的正压差消除了,因此,减少了固相和液相侵入产层近井地带造成的地层伤害,从而提高了裸眼测井解释的准确性。
欠平衡钻井可以采用气基流体(必要时还可以对气体进行脱水、干燥),使工作液极少失水或不失水而无伤害或低伤害地打开储层。
2)提高钻速欠平衡钻井井筒液柱压力的降低,使得井底正在被钻的岩石更容易破碎,也有助于减少“压持作用”,使钻头继续切削新岩石而不是碾压已破碎的岩屑,从而提高了机械钻速。
3)延长钻头寿命欠平衡钻井时,消除了过平衡钻井时的井底压力效应,降低了井底岩石的强度,并有利于井底清洗,理所当然地提高了钻井效率,在钻头达到临界磨损之前,钻井进尺更多。
4)避免井漏井漏可能大大增加钻井工程的成本,若钻井液漏进储层裂缝就增加了额外的钻井液成本,同时堵漏费工、费钱,且漏失的钻井液会造成严重的地层伤害。
欠平衡钻井可以减小或避免井漏问题,对于复杂地质条件下的储层,漏、喷、塌、卡均可能同时发生,欠平衡钻井技术是对付这类储层的有效技术。
5)减少压差卡钻常规钻井中,在过平衡压差的驱动下,在井壁上,滤液进入高渗地层,而固相颗粒则形成了滤饼。
若钻柱嵌入泥饼,井筒与泥饼内液体的压差作用,使钻柱要运动的轴向力可能超过其抗拉强度,造成压差卡钻。
而欠平衡钻井时,井壁上没有泥饼和压差力“粘住”钻柱。
6)改善地层评价欠平衡钻井可以改善对产层的评价,甚至可以发现产层而常规钻井时可能被错过。
欠平衡钻井时,地层流体从裸眼井段的地层进入井筒,只要所钻地层具有一定的驱动力和渗透性,钻井液中的气含量会增大并随钻井液到达地面。
在钻井时,用适当的测井工具和钻井记录,就能指示产层的潜在能力。
煤层气钻井的另一个重要特点是要求在每口井的最低开采层段以下打一个大的“井底口袋”,“井底口袋” 直径约为20cm,深度一般在30~60m之间,用于安置人工举升设备,加速排水,降低井底压力至煤层吸附气解析产出的临界点。
此处便于聚集回流到井筒中的煤粉等碎屑物质。
三、完井煤层气井完井有三种基本方式,即裸眼完井、套管完井、混合完井(或称裸眼/套管完井,图11-4)。
此外,还有针对深部低渗煤层的水平排孔衬管完井。
图11-4 煤层甲烷井完井类型图1、裸眼完井裸眼完井是钻到煤层上方地层,下套管固井,再钻开生产层段的煤层,产气煤层保持裸眼(图11-4),这种完井方式是煤层气井中费用最低的一种。
但增产作业时,井控条件降低,煤层坍塌会导致事故。
此种完井方式一般用于单煤层井。
裸眼完井早期煤层段直接采用裸眼或砾石充填或筛管,现发展为裸眼洞穴完井,即人为地在裸眼段煤层部分造成一个大洞穴。
此种方式适用于高压高渗地层,缺点是井眼稳定性差,风险性比套管完井大。
其优点是:1)消除了钻井污染和水泥对煤层的侵入;2)造成的大洞穴使洞穴直径5倍左右的地应力降低,扩大了煤层的暴露面积,提高了自然裂隙的渗透率;4)节约部分下套管和固井费用,免去了射孔或割缝作业。
其缺点是:1)易出现地层坍塌,井筒极度充填;2)隔离地层控制困难;3)不易解决生产井段地层出水问题;4)风险性大,后期井筒维护及修井作业费用难以预测。
2、套管完井套管完井是对煤层上方地层和产气煤层均下套管,然后在产气煤层处射孔或割缝(图11-4)的一种完井方式。
其优点是1)保持井筒稳定性,减少了修井作业和管理费用;2)利于隔离煤层,允许对多煤层进行选择性完井;3)确保强化生产时对气井的控制;4)解决了生产井段的出水问题,降低了煤粉的产量。
其缺点是:1)注水泥作业时,由煤压裂引起水泥侵入会造成煤层污染;2)由于强化期间煤粉的磨蚀或由于生产过程中套管外围煤粉的运动,造成地层进入点(射孔或割缝)的堵塞;3)增加了套管和固井费用;4)需要射孔或割缝作业。
目前正在使用一种特殊的工艺,即在注水泥时,当水泥达到生产层时,封隔器将水泥挤入井内,然后,在非生产层处又将水泥挤到套管以外。
这种方法使水泥不和煤层接触,避免水泥渗人煤层。
套管尺寸须适应生产井气、水产量的需要,根据预测气、水产出量,选用抽水设备,再决定套管尺寸。
3、混合完井混合完井即裸眼完井与套管完井方式在同一口井中使用。
依地层条件而定,一般用于多煤层,最深部煤层采用裸眼完井,上部煤层均采用套管完井。
该方法综合了裸眼完井与套管完井的特点,保证有一煤层不受水泥污染,且减少部分套管、水泥和射孔或割缝费用。
4、水平排孔衬管完井水平排孔衬管完井适用于深层低渗厚煤层,一般适用于厚1.52m以上的煤层。
其优点是能够提供与煤层的最大接触面积,尤其是各向异性煤层,有利于提高产量,促进煤层气解吸采出,提高总脱附气量和采收率。
缺点是在钻井完井过程中易发生裂隙系统堵塞、闭合等现象,伤害煤层渗透率。
第二节煤层气的开采技术一、地面排水降压开发煤层气1、洗井洗井是在完井之后或在压裂前进行。
目的是清洗完井后留在井筒的各种碎屑物,如煤粉、泥岩和页岩等岩屑、残留水泥等,以避免这些碎屑物对地层造成的伤害。
洗井方法包括清水洗井和高速气流洗井。
清水洗井分正洗与反洗。
高速气流洗井通常用空气或氮气,也有正洗与反洗之分。
2、排水采气工艺技术煤层气排水采气要求:① 排液速度快,不怕井间干扰;② 降低井底流压,排水设备的吸液口一般都要求下到煤层以下;③ 要求有可靠的防煤屑、煤粉危害的措施。
目前开采煤层气排水的方法有:游梁式有杆泵、电潜泵、螺杆泵、气举、水力喷射泵、泡沫法、优选管柱法等。
1)有杆泵有杆泵在各种深度和排量下都能有效工作,适应性强,操作简单,几乎不需保养。
它需要天然气发动机或电动机作动力,来带动抽油机驱动的活塞泵抽水,水由油管排出,气靠自身能量由油套环形空间排出井筒。
如果气压很低,进不了集输流程,就要考虑用真空泵和压缩机来抽吸和增压输送。
2)电潜泵排水采气它需要有高压电源供电至井下电动机,由井下电动机带动井下离心泵,将煤层水抽入油管而排至地面。
甲烷气也是靠自身能量由油套环形空间排出井筒。
3)气举排水采气可分为气举凡尔法和柱塞法。
气举凡尔法是用高压气源向井内注气,以气混水将井内的水及甲烷排出井筒至地面。
气举管柱有单管(开式、半闭式、封闭式)、双管并列式、双管同心式三种结构。
柱塞气举需要靠气井自身能量,亦可靠注入气补充能量来推举油管内的柱塞,将柱塞以上的液体排到地面。
4)螺杆泵排水采气按驱动方法分为地面驱动和井下驱动。
地面驱动螺杆泵需要电动机来转动抽液杆,从而使螺杆泵工作,将井内液体排到地面,而甲烷气由油套环形空间排出井筒。
5)水力喷射泵排水采气它需要有高压大排量泵向井内注入清水循环,经过喷嘴产生抽汲作用,将地层流体混入清水而带至地面。
6)优选管柱排水采气根据气井产气能力,利用储层自身能量,优选合适的排水采气油管直径,使气流速度达到带水的要求。
3、煤层气开发地面设备煤层气井一般是在较低的井底压力条件下采气。
在完成人工举升排水之后,还需要一整套地面设备,包括气、水分离设备和集气增压设施等。
从井中采出的气体到达地面后,压力一般不足1.5大气压,需要采取低压采集、脱水、高压输送方式才能将气体送到用户。