煤層氣排采中的技術(shù)管理

賴捷

摘要：本文主要對(duì)煤層氣排采技術(shù)管理和氣排采中注意的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，希望對(duì)煤層氣排采工藝技術(shù)水平的提高提供了有益的幫助。

關(guān)鍵詞：煤層氣 排采 生產(chǎn)管理

中國(guó)煤層氣資源豐富， 地質(zhì)資源量36.8 ×1012m3 。煤層氣井產(chǎn)量主要受控于資源條件、鉆井工程因素及排采工藝幾個(gè)方面。排采技術(shù)是煤層氣開(kāi)發(fā)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。毋容置疑， 中國(guó)的煤層氣產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了排采的時(shí)代， 排采工藝在某種程度上已成為我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸， 重視和加強(qiáng)排采工藝的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1煤層氣儲(chǔ)層排采機(jī)理

1.1煤層氣儲(chǔ)存機(jī)理

煤層氣的主要成分為甲烷，煤儲(chǔ)層為煤層氣的儲(chǔ)集空間以及運(yùn)移空間。煤層氣在煤儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)層裂縫中。

游離態(tài)、溶解態(tài)煤層氣存在于煤儲(chǔ)層裂縫中。游離態(tài)煤層氣可在煤儲(chǔ)層中自由流動(dòng)，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(zhì)以及煤結(jié)構(gòu)等。隨著儲(chǔ)層壓力的增加，煤層的吸附能力增加；隨著儲(chǔ)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(chǎn)出機(jī)理

煤層氣在儲(chǔ)層中的吸附隨著壓力的降低而降低。煤層氣的生產(chǎn)就是通過(guò)排放出儲(chǔ)層中的地層水降低儲(chǔ)層壓力，降低吸附能力達(dá)到排水采氣的目的。排水采氣過(guò)程主要分三個(gè)階段：?jiǎn)蜗嗔麟A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(chǔ)層中只有地層水流動(dòng)；非飽和單相流動(dòng)階段，隨著儲(chǔ)層壓力的降低，達(dá)到臨界解析壓力后，儲(chǔ)層中析出煤層氣在水中產(chǎn)生氣泡，但此時(shí)氣泡未連續(xù)，并不發(fā)生流動(dòng)仍為水相流動(dòng)；兩相流動(dòng)階段，隨著壓力的進(jìn)一步降低，氣泡連續(xù)起來(lái)形成連續(xù)流，此時(shí)儲(chǔ)層中流動(dòng)為氣水兩相流動(dòng)。

2排采技術(shù)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(shù)，在排采中，國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的人工舉升方法有多種工藝技術(shù)。優(yōu)選管柱自噴排水采氣法適用于開(kāi)采初期，但是如果井底的壓力比機(jī)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(huì)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(nèi)注入清水循環(huán)，產(chǎn)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(fù)產(chǎn)能，具有推廣價(jià)值。氣舉排采法適合大排量井作業(yè)，一次性投資比較大，風(fēng)險(xiǎn)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(fèi)用比較高，在生產(chǎn)過(guò)程中，電潛泵的應(yīng)用會(huì)受到限制，電潛泵的耐腐蝕性不高，耐溫性也比較差，檢泵費(fèi)用高，作業(yè)繁瑣。有桿泵排水采氣法維修費(fèi)用相對(duì)比較低，但是需要考慮氣體的影響，排量不能過(guò)高。國(guó)內(nèi)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(qiáng)地面采集設(shè)備管理

設(shè)備是排采的基礎(chǔ)，關(guān)系著排采技術(shù)的順利實(shí)施，在排采中，要加強(qiáng)設(shè)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(shè)備的配合，比如機(jī)器增壓設(shè)施，氣水分離設(shè)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(jì)、泄壓安全閥等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤層氣自動(dòng)化開(kāi)采發(fā)展迅速，出現(xiàn)了多種生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠有力地節(jié)省人力、物力、財(cái)力等，改善井的質(zhì)量和管理?xiàng)l件。在排采過(guò)程中，要嚴(yán)格按照機(jī)器設(shè)備的要求，規(guī)范操作，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢修，保證作業(yè)質(zhì)量。

3煤層氣排采中注意的問(wèn)題

3.1煤層氣井簡(jiǎn)井結(jié)構(gòu)

一般的煤層氣井簡(jiǎn)井都是在先套管，然后在管內(nèi)加入排采泵，這樣做可將水氣在筒中實(shí)現(xiàn)初步的分離工作，又減少了筒內(nèi)液體的上返壓力。其次，要把‘口袋留足。當(dāng)煤層氣井井眼鉆到幾十米深時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)‘口袋，它主要是用來(lái)降低井底地帶的含水飽和度，能夠定期清除、防止埋掉產(chǎn)氣層的煤粉和大顆粒沉積物，同時(shí)還能起到水氣分離的作用，提高煤層氣產(chǎn)量。

3.2井斜對(duì)排采的影響

井斜坡度大對(duì)排采設(shè)施將產(chǎn)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(huì)隨著設(shè)備磨損而隨之增大，導(dǎo)致抽油機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行工作。所以，在鉆井施工中要注意這個(gè)問(wèn)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(wèn)題經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，尤其是大多數(shù)排采都經(jīng)過(guò)壓裂改造，而且高強(qiáng)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(jié)

煤層氣排采工藝技術(shù)在開(kāi)采煤層氣中不可缺少，排采技術(shù)的高低也影響著開(kāi)采工作的質(zhì)量和效率。本文通過(guò)對(duì)排采工藝技術(shù)的研究，提出了其中所應(yīng)該注意的問(wèn)題，并給出具體建議，促進(jìn)技術(shù)水平的提高與上升，增加煤層氣的產(chǎn)量，對(duì)我國(guó)煤層氣排采工藝技術(shù)起到了一定的指導(dǎo)意義。

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（作者單位：中石油煤層氣有限公司臨汾分公司）