賴捷
摘要:本文主要對煤層氣排采技術管理和氣排采中注意的問題進行了闡述,希望對煤層氣排采工藝技術水平的提高提供了有益的幫助。
關鍵詞:煤層氣 排采 生產管理
中國煤層氣資源豐富, 地質資源量36.8 ×1012m3 。煤層氣井產量主要受控于資源條件、鉆井工程因素及排采工藝幾個方面。排采技術是煤層氣開發(fā)非常重要的一個環(huán)節(jié)。毋容置疑, 中國的煤層氣產業(yè)已經(jīng)進入了排采的時代, 排采工藝在某種程度上已成為我國煤層氣產業(yè)發(fā)展的瓶頸, 重視和加強排采工藝的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1煤層氣儲層排采機理
1.1煤層氣儲存機理
煤層氣的主要成分為甲烷,煤儲層為煤層氣的儲集空間以及運移空間。煤層氣在煤儲層中主要以游離態(tài)、吸附態(tài)以及溶解態(tài)三種形式存在,其中,吸附態(tài)煤層氣主要存在于煤儲層的微小孔隙中,而游離態(tài)、溶解態(tài)煤層氣主要存在于煤儲層裂縫中。
游離態(tài)、溶解態(tài)煤層氣存在于煤儲層裂縫中。游離態(tài)煤層氣可在煤儲層中自由流動,溶解態(tài)煤層氣是溶解于水中的甲烷氣體,隨著壓力的降低溶解度降低;吸附態(tài)煤層氣是煤層氣存在的主要形式,影響煤層吸附量的主要因素為溫度、壓力、煤質以及煤結構等。隨著儲層壓力的增加,煤層的吸附能力增加;隨著儲層溫度的升高,煤層的吸附能力下降;隨煤層中水分的增加,煤層氣吸附能力下降。
1.2煤層氣產出機理
煤層氣在儲層中的吸附隨著壓力的降低而降低。煤層氣的生產就是通過排放出儲層中的地層水降低儲層壓力,降低吸附能力達到排水采氣的目的。排水采氣過程主要分三個階段:單相流階段,隨著井筒中水排向地面,壓力差的作用使得地層水不斷排出,在降低到臨界解析壓力以前,儲層中只有地層水流動;非飽和單相流動階段,隨著儲層壓力的降低,達到臨界解析壓力后,儲層中析出煤層氣在水中產生氣泡,但此時氣泡未連續(xù),并不發(fā)生流動仍為水相流動;兩相流動階段,隨著壓力的進一步降低,氣泡連續(xù)起來形成連續(xù)流,此時儲層中流動為氣水兩相流動。
2排采技術管理
2.1合理選擇排采工藝
根據(jù)排采的具體情況,選擇合理的工藝技術,在排采中,國內外常見的人工舉升方法有多種工藝技術。優(yōu)選管柱自噴排水采氣法適用于開采初期,但是如果井底的壓力比機械舉升的井底流壓要高,不能使用這種工藝。采用人為的方式,使液體在井筒中的壓力梯度下降,促使井液能夠自噴到井口,是泡沫排水采氣法,這種方法下井底流壓不理想,而且需要向井底加入起泡劑,會增加一定的成本。水力噴射泵排采法需要利用高壓大排量泵,向井內注入清水循環(huán),產生抽汲作用,將混入清水的地層流體帶到地面。這種方式能夠幫助氣井恢復產能,具有推廣價值。氣舉排采法適合大排量井作業(yè),一次性投資比較大,風險也比較大。電潛泵排采法適合大排量井,但是排量控制不靈活,維修費用比較高,在生產過程中,電潛泵的應用會受到限制,電潛泵的耐腐蝕性不高,耐溫性也比較差,檢泵費用高,作業(yè)繁瑣。有桿泵排水采氣法維修費用相對比較低,但是需要考慮氣體的影響,排量不能過高。國內常用的方式是有桿泵排采法,在排采中需要考慮降低流壓、氣體影響因素以及煤層的供液能力。
2.2加強地面采集設備管理
設備是排采的基礎,關系著排采技術的順利實施,在排采中,要加強設備的管理,保證排采的安全和順利。煤層氣井的采氣條件是井底壓力較低,在人工舉升排水完成后,還需要其他的地面設備的配合,比如機器增壓設施,氣水分離設備等。低壓采集系統(tǒng)包括水蒸氣分離器、壓力控制器、脫水分離器、渦輪流量計、泄壓安全閥等。隨著科學技術的發(fā)展,煤層氣自動化開采發(fā)展迅速,出現(xiàn)了多種生產自動化系統(tǒng),能夠有力地節(jié)省人力、物力、財力等,改善井的質量和管理條件。在排采過程中,要嚴格按照機器設備的要求,規(guī)范操作,并對設備進行定期檢修,保證作業(yè)質量。
3煤層氣排采中注意的問題
3.1煤層氣井簡井結構
一般的煤層氣井簡井都是在先套管,然后在管內加入排采泵,這樣做可將水氣在筒中實現(xiàn)初步的分離工作,又減少了筒內液體的上返壓力。其次,要把‘口袋留足。當煤層氣井井眼鉆到幾十米深時,會產生一個‘口袋,它主要是用來降低井底地帶的含水飽和度,能夠定期清除、防止埋掉產氣層的煤粉和大顆粒沉積物,同時還能起到水氣分離的作用,提高煤層氣產量。
3.2井斜對排采的影響
井斜坡度大對排采設施將產生很大影響,它能使油管受損,磨斷抽油桿,造成液體外露,電阻也會隨著設備磨損而隨之增大,導致抽油機無法正常運行工作。所以,在鉆井施工中要注意這個問題,避免日后排采作業(yè)造成影響。
3.3管柱中采用防砂方法
防砂問題經(jīng)常會出現(xiàn),尤其是大多數(shù)排采都經(jīng)過壓裂改造,而且高強度的排采極為容易出現(xiàn)泵被砂卡的現(xiàn)象,所以在排砂上要選用篩管較寬的雙層砂濾管。
4總結
煤層氣排采工藝技術在開采煤層氣中不可缺少,排采技術的高低也影響著開采工作的質量和效率。本文通過對排采工藝技術的研究,提出了其中所應該注意的問題,并給出具體建議,促進技術水平的提高與上升,增加煤層氣的產量,對我國煤層氣排采工藝技術起到了一定的指導意義。
參考文獻:
[1]于洋, 王俊豐, 武奇, 等. 煤層氣排采工藝技術研究和展望[J]. 中國科技博覽, 2015(25):21.
[2]葉建平, 陸小霞. 我國煤層氣產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和技術進展[J]. 煤炭科學技術,2016,44(1):24-28.
[3 張林山. 煤層氣排采過程中井間干擾形成機制研究[J]. 能源技術與管理,2015(1):126-128.
[4]王飛. 煤層氣排采過程中煤粉控制研究[J]. 中國新技術新產品,2016(18):73-74.
(作者單位:中石油煤層氣有限公司臨汾分公司)