煤层气井排水采气技术

煤层气井排采试气技术姚艳芳Ξ李新春　姚小勤(中原油田井下特种作业处) 摘要　我国的煤层气资源十分丰富,但煤层的地质条件复杂,类型多样,明显不同于国外某些煤层气资源开发较为成功的国家和地区。

根据煤层特性及煤层气赋存特点、产出机理,对煤层气排采设计和设备选择作了论述。

通过实际排采曲线分析,在总结十多口井排采经验的基础上,指出了影响排采效果的一些施工因素及其影响机理。

主题词　煤成气　排水采气　工程设计 煤层气为自生自储型非常规天然气,主要以吸附状态存在于煤层中。

我国大部分煤层属于欠饱和煤层气藏,如沁水煤气田含气饱和度为84%～95%,屯留煤气田为26%～27%,吴堡煤气田为69%～85%,鄂尔多斯盆地东部煤气田为80%。

煤层气的产出可分为三个过程:排采初期煤层主要产水,同时也可能伴随有少量游离气、溶解气产出;当煤层降至临界解吸压力以下时,煤层甲烷分子迅速解吸,然后扩散到裂隙中,使气的相对渗透率增加,水的相对渗透率减小,表现为气产量逐渐增大,水产量逐渐减小;随着采出水量的增加、生产压差的进一步增大,煤层中含水饱和度相对降低,变为以产气为主,并逐渐达到产气高峰,水产量则相对稳定在一个较低的水平上。

随着地层能量的衰竭,最后进入气产量缓慢下降阶段,该阶段与常规裂缝性气藏流动相似。

排采试气设计原则1.排采试气方法目前,我国煤层气井一般采用油管排水,套管采气的方法试气。

2.排采试气原则①根据压裂裂缝闭合情况确定开井排液时间,并控制排液速度。

②降低煤层压力到解吸压力以下,同时也要使液柱对煤层造成一定的回压。

③排采试气要连续进行并持续一定时间。

3.确定煤层排采工作制度的原则煤层排采必须适应煤储层的特点,符合煤层气的产出规律。

煤层气排采试气工程应结合不同的煤岩特性和室内研究工作,在排采之前进行储层产能模拟,对气水产量、产出规律进行预测,确定合理的试采设备,控制动态参数及试采周期,以便正确评价煤层产气状况。

通常采用以下三种工作制度:①定产量制度:在煤层排采试气的各个阶段,根据地层产能和供液能力,控制水、气产量,以保障流体的合理流动。

煤层气井采气机理煤层气井的采气方式由石油天然气井的生产工艺演变而来，但因储层类型不同，煤层气井的采气机理完全不同于石油天然气井，在时间和空间上煤层气井的产气都是一个相当复杂的过程。

空间上涉及煤储层、上覆顶板与下伏底板组成的三维地层，时间上涵盖了煤层气井压裂后排水采气的整个过程。

因此，煤层气井的采气过程和机理研究必须采用系统的、动态的观点，分析整个系统在不同时问和不同情况的排水过程和甲烷生产过程。

煤层气井的生产是通过抽排煤储层的承压水，降低煤储层压力，促使煤储层中吸附的甲烷解吸的全过程。

即通过排水降压，使得吸附态甲烷解吸为大量游离态甲烷并运移至井口。

这是目前惟一可以来用的方法，因此，通过抽排地层中的承压水，暂时、相对地降低煤储层压力是煤层气井采气的关键。

1 煤层气井采气过程简析煤层气井采气前，井中液面高度为地下水头高度，此时井筒与储层之间不存在压力差，地下水系统基本平衡，属于稳定流态；当煤层气井开始排采后，井筒中液面下降，井筒与煤储层之间形成压力差，地下水从压力高的地方流向压力低的地方，地下水就源源不断地流向井筒中，使得煤储层中的压力不断下降，并逐渐向远方扩展，最终在以井筒为中心的煤储层段形成一个地下水头压降漏斗，随着抽水的延续该压降漏斗不断扩大和加深；当煤储层的出水量和煤层气井井口产水量相平衡时，形成稳定的压力降落漏斗，降落漏斗不再继续延伸和扩大，煤储层各点压力也就不能进一步降低，解吸停止，煤层气井采气也就终止。

根据所形成的降落漏斗体积，结合朗格缪尔方程，即可求出该井所能产出的甲烷气总量。

在地层稳定、地质条件简单的地区，煤层气井的采气可以看作是对承压含水层的抽水过程。

根据地下水的流态和压力降落漏斗随时间延续的发展趋势，将煤层气生产分为单并排采和井群排采。

其中单井采气可以分为形成稳定压降漏斗、压降漏斗不断扩展、压降漏斗先扩展后稳定3种情况，其理论意义最为重要。

2 稳定压力陷落漏斗的形成与扩展当煤储层存在补给边界或越流补给时，随着抽水时间的延续，最终形成稳定的压力降落漏斗。

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3.3.2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》。

气井排水采气工艺技术探索摘要：气井开采会降低地层压力，当地层压力无法举升一定量的水时，井底会聚集大量液体，形成液柱，进而可能导致气井丧失自喷能力，甚至导致气井完全停产。

为了避免这一问题，就需要应用排水采气工艺技术，及时处理井底的积液，以确保气井的正常开采。

基于此，本文阐述了排水采气的概念，并对气井排水采气工艺技术展开探究。

关键字：气井；排水采气；工艺技术前言在社会的快速发展中，对于天然气的需求量不断增加。

气井的环境对顺利开采有着极大的影响，不过，在气井的开采过程中，很容易发生积液现象，在井底高压低温的作用下，积液会发生水合物冻堵情况，阻碍天然气的正常开采。

针对这一问题，通过应用排水采气工艺技术，完成气井排水，有效处理井底积液为，从而为天然气的正常开采奠定良好基础。

1排水采气概述排水采气指的是借助相关技术手段，把气井下的天然气排出去，在这个过程中，需要将液化的天然气排掉。

排水采气技术是天然气采集中的关键，只有处理好地层中的水资源，才能够防止井下出现大量积液，进而提升天然气的采集效率。

在天然气开采中，出水问题难以避免，若不能及时排除井下的水资源，则会影响天然气的开采效率。

2气井排水采气工艺技术2.1井下节流排水采气技术井下节流排水采气技术在实际应用中主要是在井下安装节流器，实现井内节流、降压，提升流速，使得井口压力保持稳定，借助地热能量，对于水合物的生成条件加以改善，避免其生成，这样可以减少井下积液的形成量。

节流器内的流体有两种类型，即临界、亚临界流动，依据节流器出入口压力比值能够区分流体状态，由于采气前期的井外压力较小，在节流器处则会形成较大的压差，流体处于临界流动状态，优化装置气嘴的直径，能够使流体状态发生改变，为该工艺的实施奠定基础。

同时，对卡瓦式节流器进行改进，优化胶桶的伸缩率、硬度、拉伸强度、压缩率等各项性能参数，进而有效提升其使用性能。

在采气过程中，企业选择哪一种排水采气工艺，对具体采气效率有着极大的影响，在选择具体工艺时，应先确定开采的条件，依据环境合理选择工艺。

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。

煤层气井排水采气理论与技术研究肖富强;邹勇军;桑树勋;黄华州【摘要】Gas recovery by water drainage is an essential process for CBM production technology ,which directly concerns the success or failure of CBM well investment .By analysis of CBM production process ,the paper intro-duces the principles of single well and well patterndrainage ,classifies the drainage into the following three sta-ges:drainage decompression stage ,stable production stage and production attenuation stage according to the pro-ductivity changes affected by thepressure ,thickness and permeability of coal reservoir ,and makes the productivi-ty prediction of CBM well by numerical simulation .%排水采气是煤层气开发技术的重要流程，直接关系到煤层气井投资的成败。

本文根据煤层气井排采原理，分析了煤层气的产出过程，介绍了煤层气单井排采和井网排采的原理，并根据排采过程中产能变化，将排采划分为排水降压阶段、产量稳定阶段、产量衰减阶段等三个阶段。

影响煤层气井产能的主要因素有煤储层压力、煤层厚度以及煤储层渗透率等。

通过煤层气井产能的数值模拟，可以对煤层气井进行产能预测研究。

2024年煤层气井排采讲稿煤层气排采井的生产管理广义的煤层气是指储存于煤层及其围岩周中的天然气。

煤的孔隙非为变质气孔、职务组织孔、颗粒间孔、胶体收缩孔、层间孔和矿物溶蚀孔六种。

与游离于常规天然气储集孔隙中天然气不同的是，煤层气绝大部分被吸附在煤层孔隙的内表面上(约占____%-____%)，仅有少部分是在煤层孔隙和裂缝中的游离气(占____%-____%)，以及少量溶解在煤层所含水中的气体。

吸附在内孔隙表面上的气体，通过解吸、扩散、渗流形成气流产出。

煤层气排采井的生产概括来说是利用油管抽水，利用套管产气，其他生产工艺其实是石油行业抽油机有杆抽油和低压天然气井生产工艺的结合，气生产管理大多类同于后者，但是也有不同之处。

下面将主要介绍煤层气排采井设备配置、生产管理内容、部分安全知识，以供即将开发煤层气的煤矿单位参考：一、煤层气井现场生产管理：煤层气的生产现场管理分为两部分：抽吸排液、采气管理。

有些管理经验可以借鉴国内外已有的煤层气井管理方法。

1、抽吸排液：1.1设备、流程及工作原理常规的煤层气单井抽吸排采地面设备包括了50kva变压器、游梁式抽油机(根据井深确定型号和电机功率)、电力控制柜、高架罐、避雷针和值班室等。

煤层气排采井所采用的地下设备包括尾管、砂锚、气锚、ø38或ø34mm的3.0m冲程的防砂卡气锁泵、____寸油管，以上各部件按照从下至上的顺序依次连接下井，最后连接油管挂并将管柱悬挂在井口大四通上，拧紧顶丝。

2024年煤层气井排采讲稿（二）煤层气是一种天然气资源，其开采对于能源的供给具有重要作用。

煤层气井排采是指通过井筒将煤层气从井底迅速、高效地抽出，实现煤层气的采集和利用。

在煤层气井排采中，需要采用一系列技术手段和设备，以确保煤层气能够安全有效地被采集出来。

下面是一个关于煤层气井排采的讲稿范文，共计____字。

尊敬的各位领导、各位嘉宾：大家下午好！今天我们聚集在这里，是为了探讨煤层气井排采的有关问题。

煤层气排水采气工艺流程
一、前期准备工作
1. 探测测井:利用地球物理探测手段,进行煤层资源勘查,确定煤层层位和煤层厚度。

2. 建设采掘井:根据勘查结果在目标煤层上装设采掘井,采掘井采用垂直井或者斜井方式设置。

3. 筹建相关作业设施:包括地面采气设备(采气立泵站、加压站等)、管道设施以及电力通讯等配套工程。

二、排水采气工作
1. 开放井口排水:打开井口,利用地心吸力致使煤层内水向井筒内流动排出。

2. 井内加压排水:利用井内机械设备或液体向煤层内注入压力,强制流动煤层水向井内排出。

3. 采集排出水质:实时监测和采集排出水质,评估排水效果。

4. 采集煤层气:利用井内压差机构,将产生的煤层气收集采集。

5. 输送至加工设备:将采集的煤层气通过管道输送至地面,进行气体精炼加工。

6. 持续监测井压:实时监测井压变化情况,掌控排水效果。

以上是一个简单的"煤层气排水采气工艺流程"的自动生成内容,只作参考用途。

实际工艺流程可能会更加细致和完善。