煤层气排采技术PPT

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煤层气井排采理论与技术PPT课件

煤层在演化中逐步脱水、升温、增压
煤具有更强的吸附能力有限的降压和极有限的基质孔隙空间
几乎是恒定的温度
影响因素
煤质、基质孔隙内表面积等
解吸为游离态的煤层气逸散速度等
煤层气产出机理
解吸与吸附的差异：
大量的实验研究表明，煤层气吸附/解吸具有一定的可逆性并且解吸表现出一定的滞后性，这是一个问题的两个方面，是物理吸附客观本质的体现。
煤层气产出机理
煤层气赋存状态：
证据有三： (2) 煤层气开发实践进一步证实，煤层气以吸附为主的赋存特点。
几乎所有煤层气井都是在排水降压之后才开始产气的，不具备游离气产出的特征。
煤层气产出机理
煤层气赋存状态：
证据有三：
(3) 尽管煤层孔隙及裂隙中充满了水，但水溶甲烷量相对实测煤层气含量值而言是微不足道的。
或接近测吸定附饱误和差状态，很少有吸附过实饱验和状误态差。
解吸是一个相对较快的过程
测试误差
误差
这一事实充分证明煤层气的赋存状态以吸附为主。
产液参数：动液面、CL、PH值、含砂、产水量；
煤层气井排采过程中产层伤害的3 5主要原因与伤害机理：
煤热演化生成的煤层气足以满足煤的吸附
而对常规天然气生产却恰恰相反3 0，井间干扰会导致常规天然气产量大幅度锐减。
煤层气产出机理
解吸动力学特征及解吸类型：
（3）扩散解吸根据分子扩散理论，只要有浓度差存在，就有分子扩散运动，这是气
体分子热力学性质所决定的。研究表明，甲烷气体分子在煤的孔隙内表面得以高度富集，这就与孔隙、裂隙内的流体构成了高梯度的浓度差，这种浓度差迫使甲烷分子扩散，从而造成非常规解吸。基于扩散的普遍存在性，因此扩散解吸也是煤层气开采过程中煤层气解吸的重要的一种作用类型。鉴于扩散解吸的实质是由于浓度差造成的扩散而导致的“解吸”，因此这种扩散的本身是偶于“解吸作用”之中的，是解吸作用与扩散作用的耦合。从解吸的角度，称之为“扩散解吸”。

煤层气排采技术(共71张PPT)

WeatherFord公司地面驱动螺杆泵示意图
电缆
油管导流罩
螺杆泵吸入口
其中柔性轴、减速器保护器、减速器、电机下保护
器、电机、电机上保护器
出口等部件均在导流罩里面。
Progressing Cavity Pumps
The Progressing Cavity Pump (PCP) is a positive displacement pump that consists of a single external helical rotor that rotates
排采设备简况
设备类型
梁式泵（有杆泵）
型号
CYJY31.5
-6.5HB
理论排量
3
m/d
5.963.85963
8
优点
泵的价格便宜
缺点
维护量大, 防砂、粉能力差
螺杆泵
GLB30021
维护量小、 15.2-50 防砂、
煤粉能力强
换泵的价格
较高
电潜泵
QYB101Q YB101-5050--500S
24-65
水动力联系较弱或无联系时，仅排采煤储层中的水时，压力更容易传递。〔越流补给；无越流补
给〕 5．储层压力梯度
储层压力梯度是煤储层压力与煤层埋深的综合
反映。从某种程度上反映了地层能量的大小。
假设储层压力梯度较大，说明地层原始能量较高，
在同样的排采强度、供液能力情况下，压力更容易传递，更容易降压。
排水采气要求
径。
煤层富水性直接关系到压力降低的难易程度。富
水性过强，无疑将增加排采的强度，使煤储层压
力很难降低；
假设煤层富水性弱，那么需根据围岩与煤层的连通状

煤层气压裂及排采技术PPT课件

端割理
微孔隙吸附储气
孔隙
油气储存空间
煤岩
砂岩 8
二、压裂工艺及压裂液体系
1、煤层气压裂工艺
光套管注入工艺
活性水压裂液体系
大液量、大排量
低砂比
新工艺：水力喷射分段压裂、氮气泡沫压裂、清洁压裂液、低浓度瓜胶压裂工艺等。
9
二、压裂工艺及压裂液体系
1、煤层气压裂工艺
现在应用较多的技术是垂直井——射孔完井——压裂加砂——抽排降液——解吸气体
伤害前渗透率 /10-3um2 124.4 301.8 110.0 301.8 521.8 535.4
伤害后渗透率 /10-3um2 110.1 292.2 18.2 26.2 232.2 101.2
伤害率/%
11.5 3.2 82.7 91.4 54.5 81.0
12
二、压裂工艺及压裂液体系
2、压裂液体系
成本太高，配套设备不够完善
摩阻低、滤失小，基本无残渣
表面活性剂类压裂液，容易发生化学吸附，
并且成本高
11
二、压裂工艺及压裂液体系
2、压裂液体系
国内压裂液对煤层伤害率分析
伤害液
活性水活性水线性胶线性胶冻胶破胶液冻胶破胶液
煤产地
沁水15# 柳林31# 沁水15# 柳林31#
丰城沁水1#
渗透率与高压有关
井间干扰利于生产、进行多
层钻井进行开采
3
一、国内外煤层气现状
国内外煤层气开发对比
技术
国外
国内
储层评价
中低煤阶
中高煤阶
钻井完井技术直井洞穴完井和羽状水平井直井套管射孔完井和羽状水平井

煤层气排采工艺技术精品PPT课件

2006-1-5 2006-1-15 2006-1-25
2006-2-4 2006-2-14 2006-2-24
2006-3-6 2006-3-16 2006-3-26
2006-4-5 2006-4-15 2006-4-25
2006-5-5 2006-5-15 2006-5-25
2006-6-4 2006-6-14 2006-6-24
演讲人：XXXXXX 时间：XX年XX月XX日
4煤层气排采新工艺、新技术应用
1）注入气体或泡沫，使气水产出； 2）柱塞举升工艺，依靠气井自身能量将液体排出； 3）超声旋流雾化排液技术，是根据雾化原理结合临界流速理论，依靠气井自身能量，利用机械、气动、超声波雾化的多重作用，使液体形成微细雾滴，在井筒内形成雾状流产出。这些技术的应用，在气田开发阶段可以大幅度降低生产成本。
煤层气排采工艺技术
大纲
1 煤层气产出机理 2 煤层气排采工艺技术 3 煤层气排采设备 4 煤层气排采新工艺、新技术应用
1煤层气产出机理
(1) 煤层气的产出流动特点煤层甲烷附存状态为：游离、吸附、溶解，主要以吸附
状态为主；煤层甲烷要经历三个流动过程：解吸－扩散－渗流
从煤表面解吸
煤基质和微孔隙中的扩散
正常产气之后，相对渗透率起着非常关键的作用。
1煤层气产出机理
典型的相对渗透率曲线
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
气相相渗曲线水相相渗曲线
0.2
0.4
0.6
0.8
水相饱和度
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1
PH35-06井排采曲线图

煤层气ppt课件

输入型：多位于构造高点。初期本井降压解吸气随降压漏斗从本井产出，后期构造下倾部位解吸气又运移到本井产出。排采井一般位于构造高点，日产气量呈上升—稳产—上升—递减四个阶段。此类井一般高产、稳产期长。
成藏模式及开采特征
开采效果
煤层气的产出是一个“排水－降压－解吸－扩散－渗流”的过程。有效应力效应、基质收缩效应和克林肯伯格效应三种效应共同作用决定了煤储层渗透率的动态变化过程，而这一过程对煤层气井的开发效果有直接的影响。根据渗透率及产气量可以将煤层气的开采效果分为三类：
排采动态分析预测
产量递减法
产量递减法是使用递减曲线分析预测煤层气产量的方法。最早是由Hanby（1991）在使用指数递减对美国黑勇士盆地的煤层气井进行经济评估时提出来的。
该方法主要是通过研究煤层气井的产出规律、分析气井的生产特性和历史资料来预测储量。假设一旦煤层气井达到了实际高峰值，产气量就开始下降，持续呈典型的可预测的递减趋势，并沿着一条拟定的递减率曲线变化，由此就可以利用传统递减分析法及开采特征
开采特征
外输型：多位于构造翼部、非均质性强的地区。气产量一部分通过本井降压解吸半径内从本井产出，大部分通过高渗通道或沿上倾部位扩散到其他井内产出。排采井一般位于构造翼部、非均质性较强的地区。日产气量呈不产—上升—缓慢递减三个阶段。此类井多低产。
成藏模式及开采特征
开采特征
排采动态分析预测
因为缺乏科学的工具，早期对煤层气排采动态分析预测是很困难的。大多数煤层气井初始排采时气、水产能较高，经过一段时间（如数月）的抽排后，出现产量衰减甚至被迫关闭，对后续产能缺乏系统的预测，极大地制约着煤层气产业的发展。通过近几十年发展，国内外诸多学者对煤层气井的排采动态分析预测进行了相应的研究和探讨。当前在国外对煤层气井煤层气排采动态分析预测采用较多的方法主要是产量递减法及数值模拟法。

煤层气开采技术课件

煤层气开采技术在油气区的应用
伴生气回收利用
在油气区，煤层气作为伴生气资源丰富，煤层气开采技术可用于伴生气回收利用，提高油气采收率。
提高采收率
在油气开采过程中，煤层气开采技术可以与油气开采技术相结合，提高油气采收率。
降低生产成本
通过煤层气开采技术回收利用伴生气，可以降低油气生产成本。
煤层气开采技术在非常规油气资源开发中的应用
随着全球能源结构的调整和清洁能源的推广应用，煤层气开采技术将促进能源结构的多元化发展，为全球能源的可持续发展做出贡献。
THANKS FOR WATCHING
感谢Байду номын сангаас的观看
伴生气回收利用案例
介绍某油气田采用煤层气开采技术进行伴生气回收利用的成功案例，包括技术方案、实施效果等方面的分析。
页岩气开发案例
介绍某页岩气田采用煤层气开采技术进行页岩气开发成功案例，包括技术方案、实施效果等方面的分析。
05
煤层气开采技术发展趋势与展望
煤层气开采技术的发展趋势
煤层气开采技术向高效、低成本发展
压裂工艺
压裂工艺包括水力压裂、酸压裂等，根据煤层条件和开采需
求选择合适的工艺。
煤层气开采的排采技术
01
02
03
排采技术概述
排采是将开采出的煤层气通过排水、排渣等方式进行收集和处理，以便于输送和利用。
排采设备
排采设备包括排水泵、排渣泵、分离器等，用于将煤层气与水、渣等杂质分离。
排采工艺
04
煤层气开采技术应用与案例分析
煤层气开采技术在煤矿区的应用
煤矿瓦斯治理
煤层气资源开发
在煤矿区，煤层气资源丰富，煤层气开采技术可用于开发煤层气资源，提高能源利用效率。

地面抽采煤层气ppt课件

一般来说，上部煤层通常采用套管
射孔完井;下部煤层可选用裸眼完井或裸
眼洞穴完井，但更常用的是套管射孔完
井.
.
.
.
五完井技术五完井技术2m2m五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术2m2m五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术筛管完井筛管完井筛管完井是指在钻穿煤层后把带筛管的套管柱筛管完井是指在钻穿煤层后把带筛管的套管柱下入煤层部位然后注水泥封隔煤层顶部以上的环下入煤层部位然后注水泥封隔煤层顶部以上的环形空间完井形空间完井
.
五、完井技术
将套管鞋下入顶板内，套管鞋与煤层的距离不要大于 2m，越靠近煤层越好。
.
五、完井技术
后期裸眼完井的优点:
1.降低了固井作业对煤层的伤害，同时也避免了射孔和压裂作业对煤层的伤害;
2.完井施工工艺比射孔完井简单，节约了固井、射孔和压裂作业费用，完井成本较低。
.
五、完井技术
5.节约了固井、射孔和压裂作业费用，完
井成本低。
.
五、完井技术
先期裸眼完井的缺点: 1.井筒稳定性差 2.不利于修井、后期强化增产
和分层开采 3.在采气过程中对煤粉的控制
和清除比较困难.
.
五、完井技术
2 后期裸眼完井后期裸眼完井是指在钻完全部设
计井深后，将生产套管下至煤层顶部并固井的方法。
后期裸眼完井除要求具备先期裸眼完井条件外，主要适用于对煤层深度掌握不够准确的煤层气井。
筛管完井的局限性：完井工艺相对复杂，与先期裸眼完井比较，完井作业实
施煤层保护的难度较大等。
.
五、完井技术
4 裸眼洞穴完井

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3/26/2020
13
煤层气垂直井排采过程压力传递的影响因素
2．煤储层边界
煤储层边界是指煤层的不连续界面，可以是断层，也可以是尖灭带或其他边界。它决定了在煤层气井排采影响范围内的水量，最终影响压力传递的范围。
3．煤储层渗透性
煤储层的渗透率直接决定了孔—裂隙系统中流体流动的快慢。当渗透率大时，在同样的排采时间内，流量大，若补给水的能力相同，则压力传递快；反之则亦然。
11
排采阶段的划分
后期气产量下降阶段：当大量气体已经采出，煤基质中解吸的气体开始逐渐减少，尽管排水作业仍在继续，产气量下降，产出少量或微量水。
该阶段延长的时间较长，可以在10年以上。
3/26/2020
12
煤层气垂直井排采过程压力传递的影响因素
1．煤层含水性
煤层气井的生产是通过抽排煤层及相邻含水层中的地下水来降低煤储层压力，使煤层中的甲烷释放并向井口运移，排水是储层压力降低的根本途径。煤层富水性直接关系到压力降低的难易程度。富水性过强，无疑将增加排采的强度，使煤储层压力很难降低；若煤层富水性弱，则需根据围岩与煤层的连通状况及围岩的含水性而定。煤层含水性影响煤储层压力传递，但其影响程度需与其他条件综合考虑。
3/26/2020
随着排采的进行，围岩中压力
梯度逐渐大于煤层中的压力梯
度，压力传递轨迹从煤层过渡
到围岩中，压力将仅在围岩中
传递，开始排采围岩中的水，
此时，煤层中压力几乎不再发
生变化。
8
2．排采过程煤Biblioteka 有越流补给随着围岩中影响半径
的增加，煤层中的压力梯度小于围岩中的压力梯度，在煤层中形成很小的压降漏斗后，压力将仅在围岩中进行传递，进入第二阶段。直到煤层中的压力梯度大于围岩中的压力梯度为止。
煤层气排采技术
3/26/2020
1
煤层气排采
1.煤层气生产采出特点 2.排采方法 3.生产井排采特征分析
3/26/2020
2
煤层气藏具有3 3个方面的特点: 一是煤层气在煤中的储集是以吸附状态附在煤的表面二;是在进行大量开采之前，必须降低平均储层压力力;; 三是储层中一般都有水，在采气的同时，必须进行排水。由于煤层的这些特点，在从事煤层气的开采时，涉及以下 (1几)最个大方限面度地降低井口压力力;; (2)水、气的地面分离;; (3)采出气压缩到输送压力力;; (4)采出水的处置或处理。常规油气生产方法用于煤层气开采时，需要改动。
3/26/2020
3
3/26/2020
煤层气储层与常规天然气藏的特性比较
4
产出机理：
3/26/2020
5
产出各阶段特征：
第一阶段: 仅有压降传递,无水气流动阶段压降幅度比较小,还不足以使煤层中的水产生流动,煤层气无法解吸,处于静水阶段。
第二阶段: 饱和水单相流阶段
随着压降幅度的增大,煤层中的裂隙水开始流动, 极少量游离气或溶解气在裂隙系统中将处于运移状态, 此阶段以饱和水单相流为表征。
3/26/2020
14
煤层气垂直井排采过程压力传递的影响因素
4．含水层
若含水层与煤储层水动力联系较强时，储层的供
液能力增强，排采难度增大；若含水层与煤储层水动力联系较弱或无联系时，仅排采煤储层中的水时，压力更容易传递。（越流补给；无越流补给） 5．储层压力梯度
储层压力梯度是煤储层压力与煤层埋深的综合
第三阶段: 非饱和的单相流阶段
压力进一步下降,一定数量煤层气解吸出来,形成气泡,
阻碍水的流动,水的相对渗透率下降，处于非饱和单
相流阶段。 3/26/2020
6
第四阶段: 气水两相流阶段储层压力进一步下降,解吸气、溶解气、游离气开始在裂隙系统中扩散，气体渗透率逐渐增大，气产量逐步增多, 水产量开始下降，直至气泡相互连接,形成连续的流线,处于气-水两相流阶段, 但此阶段水的相对渗透率大于气体相对渗透率。
反映。从某种程度上反映了地层能量的大小。
若储层压力梯度较大，说明地层原始能量较高，
在同样的排采强度、供液能力情况下，压力更
3/26/2020 容易传递，更容易降压。
15
排水采气要求
煤层气排水采气要求求:: 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。
尾管沉砂管
抽油杆出水管线出气管线
表层套管 Φ244.5mm 煤层套管 Φ139.7mm 水泥返高
油管 Φ73mm
煤层泵金属绕丝筛管丝堵
人工井底
18
气井系统
井下泵挂结构
●泵一般下到筛管距煤层中部深度上下4～20m,
平均为煤层中部深度以上5.98m处。
音标
100m
● 所有井煤层均全部射开。
3/26/2020
9
排采阶段的划分
煤层气井的生产排采是一个长时间排水降压采气过
程，煤层气单井生产年限一般为15-20年。从煤层气井生产过程中气、水产量的变化特征。
可把生产分为三个阶段
早期排水降压阶段：主要产水，
随着压力降到临界解吸压力以
下，气体开始解吸，并从井口产
出。
这一阶段所需的时间取决于
井点所处的构造位置、储层特征、
第五阶段: 水气两相流阶段
压力进一步下降,吸附气体的大量解吸,处于以气
为主的水-气两相流阶段。
3/26/2020
7
2．排采过程煤层有越流补给
(1)饱和水单相流，压力仅在煤层中传递阶段 (2)饱和水单相流，压力仅在围岩中传递阶段 (3)饱和水单相流，压力在围岩与煤层中共同传递 (4)非饱和流阶段 (5)两相流阶段
动液面
①抽油机泵抽系统设备主要有： 3 型抽油机、 Φ56mm二级整体筒管式泵、Φ73mm油管、音标、 Φ89mm金属绕丝筛管、管式泵柱塞、Φ19mm抽油杆、
3/26/2020
16
气井系统
排采系统
3/26/2020
井下设备动力系统设备地面排采流程
梁式泵螺杆泵电潜泵
发电机控制柜排液系统采气系统
17
气井系统
井下泵挂结构: • 73mm抽油管 • 回音标 • 管式泵 • 尾管 • 筛管 • 沉砂管 • 丝堵
3/26/2020
音标 100m 动液面
地层含水性、排水速度等因素，
3/26/202持0 续时间可能是几天或数月。
10
排采阶段的划分
中期稳定生产阶段：随着排水的继续，产气量逐渐上升并趋于稳定，出现高峰产气，产水量则逐渐下降。
该阶段持续时间的长短取决于
煤层气资源丰度（主要由煤层
厚度和含气量控制），以及储
层的渗透性。
3/26/2020