煤层气井循环补水排采工艺

针对在煤层气的排采过程中大部分井的采出液量较少,不能满足进入井筒的煤粉排出条件,导致煤粉在井筒内堆积,造成卡泵、埋泵频繁发生的问题,提出在不停产情况下,通过循环补水,增加井液流量,将进入井筒的煤粉排出地面的工艺条件和要求,延长煤层气井无故障排采周期。根据煤粉颗粒的沉降末速度,综合考虑浓度及速度分布的影响,将杆管环空煤粉颗粒排出的最小水流提升速度定为自由沉降末速的2倍,计算了不同杆管组合满足煤粉排出条件的最小排量,根据煤粉最大粒径为0.3 mm的假设,给出了沉降罐体积。通过现场连续循环补水试验,实现连续运转6个月以上不修井的良好效果。

空气钻井技术在柳林煤层气井的应用

空气钻井技术是煤层气高效开发的重要钻井技术,具有循环压耗低、携砂能力强、井眼净化好的特点,同时能有效防止井漏、保护储层、提高机械钻速等,但面临着井壁稳定、水动力条件等复杂的工程和地质难题,在柳林煤层气井施工中,开展了岩层特征、水文地质条件、煤层含水特性、泡沫钻井液设计等研究,针对地层特点,设计了适合空气钻井的配套工艺技术。通过柳林地区7口井的施工,钻井周期缩短50%,储层得到有效保护,直井产气量达到1000 m3/d,水平井产气量达15000 m3/d,初步取得了良好的示范效果,推广应用前景广阔。

古交煤层气项目勘探开发现状及前景

根据区域地质构造、含煤地层、煤质及项目施工的煤层气钻井、生产试验井等方面的分析研究,总结了古交区块储层含气性、渗透性、生产数据等方面的成果,指出古交煤层气勘探目标和前景。

柳林地区煤层气排采工艺技术初探

本文从柳林地区地质及储层特征等技术层面上进行分析,采用数值模拟的方法,根据柳林地区不同地点不同的地质特性,设计了对应的排采设备及排采方案,尝试并使用了电潜泵、螺杆泵,游梁泵三种不同类型的泵,首次在该区试验采用丛式井组的煤层气生产方式,使该区的煤层气生产取得了历史上的突破,水平井产量超过了 15000m3/ d,直井最高产气量达到 1800m3/ d,应用情况表明,该排采工艺技术能较好地满足柳林地区煤层气井排采的需要,为该区大规模开采煤层气积累了宝贵经验。

煤层气参数井小井眼钻井技术

为了降低煤层气钻井成本,中联煤层气有限责任公司试用了小井眼钻井技术钻参数井。本文介绍此技术的关键组成部分,其中包括:钻井地面设备的配置,各开钻具组合的构成,钻进参数的选择,钻井液体系的选择,钻井液体系的性能维护,钻井液固相控制的措施,防斜、取芯和测井的技术。此技术在贵州保田青山项目6口井的施工中得到成功的应用,其所需费用不及常规油气钻井技术的一半。综上所诉,煤层气井小井眼钻井技术是切实可行。

煤层气井造穴技术的实践与研究

煤层气井洞穴完井能有效扩大煤层裸眼面积,增加煤层气产量和降低开采成本。在寿阳项目勘探开发中,采用车载钻机、气体空压机及增压机,成功地实施了国内第一批煤层气井洞穴完井,为煤层气完井探索了一条可行的方法。

贵州保田青山煤层气勘探开发前景研究

根据区域地质构造、含煤地层、煤质及项目施工的煤层气钻井等方面的分析研究,总结了保田青山区块储层含气性、渗透性等方面的成果,指出保田青山煤层气勘探目标和前景。

煤层气井产气通道内煤粉运动特征分析

基于脱落煤粉滚动启动条件和运移,建立了煤粉脱落、运移和堵塞的孔隙度和渗透率模型;分析了煤粉排出量对煤层孔隙度和渗透率的影响。依据该渗透率模型,研究煤粉适度排出理论,建立煤粉适度排出模型和携煤粉地层液速度窗口模型,使脱落的煤粉适度排出,疏通渗流通道,增加渗透率提高单井产气量。结果表明:煤粉的脱落增加了煤层的孔隙度和渗透率,而煤粉的沉积堵塞减少了煤层的孔隙度和渗透率;渗透率随煤粉的排出量的增加呈二次关系增大,煤层排出脱落煤粉可在一定程度上改善储层物性,提高煤储层的孔隙度和渗透率;采取压裂增产的煤层气井支撑剂粒径为20/40目正排列时,通过的最大煤粉粒径为0.16 mm,排液量大于13.53 m3/d有利于粒径小于0.1 mm脱落的煤粉排出,最大限度地提高煤层渗透率,增加煤层气单井产气量。

确定煤层气井合理生产压差的新思路

生产压差是煤层气井能够正常排采的关键,影响煤层的渗透率,进而影响了产气量。目前绝大多数的井底流压计算模型和方法都只适用于常规的油气井,在煤层气井应用上存在局限性。为此,在分析煤层气井生产压差影响因素的基础上,提出了确定煤层气井合理生产压差的两种方法——产能方程法和修正公式法,分别根据煤层气井不同阶段的产能方程和煤层气藏井底流压修正后的计算公式确定煤层气井的生产压差,并在柳林地区FL-EP3井进行了实例分析。结果表明,修正公式法用来确定煤层气合理生产压差效果较好,与实际生产数据相比,使用确定的简化和修正后的煤层气藏井底流压计算公式所得出的生产压差数据误差在4%以内,为煤层气井合理生产压差的确定和正常排采提供了技术支撑。

云南恩洪-老厂煤层气勘查区地质特征及勘探开发策略

综合地质分析表明,云南恩洪-老厂煤层气勘查区具有煤系发育、埋深适中、中厚煤层、中高阶煤、含气量高、构造复杂、资源潜力大等特点,是我国西南地区最有希望实现煤层气勘探开发商业化的地区之一。根据该勘查区煤系特征与地形特点,提出了具体的勘探开发策略建议:对煤层气、致密砂岩气和页岩气应"三气共探";应采用丛式井组、压裂改造和水平井等钻完井技术,试用N2压裂和CO2注入等增产措施;煤层气企业应与煤矿合作,在高瓦斯矿区推广利用煤层气地面抽采技术,在降低煤矿安全风险的同时加快煤层气商业化开发进程。

柳林区块多煤层含气性差异与煤层气成藏模式

基于柳林地区山西组与太原组煤层含气性差异特征,以保存条件为重点,从煤层顶板岩性和水文地质条件2个方面,剖析了2组煤层含气性差异控制因素,总结了2组煤层气成藏模式。研究表明,煤层顶板岩性和水动力条件共同控制了该区2组煤层含气性的差异。山西组煤层含气量和甲烷浓度总体高于太原组煤层;太原组煤层二氧化碳浓度偏高,甲烷碳同位素偏轻;山西组煤层顶板为弱含水泥岩和砂岩,有利于煤层气富集;太原组煤层顶板为强含水灰岩,不利于煤层气富集。在活跃的水动力条件下,太原组煤层碳同位素分馏作用和甲烷与二氧化碳间的碳同位素交换作用,是造成太原组煤层二氧化碳浓度偏高、甲烷碳同位素偏轻的根本原因。研究认为,山西组煤层气藏为气压封闭型气藏,太原组煤层气藏为水力封闭型气藏。

柳林地区多煤层多分支水平井斜井连通工艺

柳林位于鄂尔多斯盆地东缘,区内中煤阶煤层含有丰富的瓦斯气资源,但由于黄土垣地貌沟壑纵横,限制了常规多分支水平井的应用。为了提高煤层气钻井开发效率,创新采用了斜井连通工艺,实现了工程井和排采斜井井口间距10 m的小井场部署,并针对3+4号煤储层与5号煤储层压力相同、适合合采的地质特点,采用多煤层多分支水平井的钻完井技术同时开发3+4和5号煤层,完井下入塑料筛管。目前已经完成4口斜井连通的多煤层多分支水平井,4口井的日产气达到5万m3/d。多煤层多分支水平井钻完井技术成为鄂尔多斯东缘中煤阶煤层气高效开发的示范技术,经济和社会效益显著。

煤层气井管式泵临界沉没度试验分析

建立了煤层气井管式泵泵阀开启的临界条件模型,通过泵阀的水力损失计算,以最大水力损失作为泵阀开启的最低条件,得到了泵在不同工况条件下的临界沉没度。借助煤层气排采井模拟试验系统进行试验,得到了不同冲次下沉没度与泵效和排液量的关系曲线。分析试验曲线可知,随着冲次的提高,泵的临界沉没度增加,泵效降低,主要原因是随着冲次的提高,固定阀的损失增大,导致临界沉没度增大;冲次变化对临界沉没度影响较小,临界沉没度受到泵径的影响,泵径不同临界沉没度不同;煤层气井排采时可以根据泵效变化率的大小选择合理的沉没度。

鄂尔多斯东缘柳林示范区中煤阶煤层气开采配套技术

在示范区形成中煤阶烟煤储层开采的配套示范技术,包括地质富集高产区预测和水动力场特征描述、储层伤害机理和保护技术、钻完井配套技术、增产压裂改造技术、排采工作制度和设备配套等开发技术系列;进行斜井连通工艺创新,实现了在小井场部署多分支水平井、双煤层多分支水平井合采3#+4#和5#煤层,以及筛管完井等水平井钻完井配套技术。成功探索活性水压裂液、投球分层压裂、多层合采的增产改造技术,完善了排采工艺。

贵州保田-青山煤层气参数井钻井工艺技术

以贵州保田-青山煤层气参数井工程为实例,介绍了绳索取心工艺在该区的应用情况,并针对地层复杂、孔壁不稳定、粉煤取心困难等工程难点,提出相应的工艺技术。

安徽宿州芦岭矿区煤层气生产条件分析

本文从地质及储层特征等技术层面上探讨了淮北煤田芦岭煤矿煤层气井的生产条件,这些生产试验井的钻探目的是(1)评估煤层气的生产特性,(2)确定储层的排采条件,(3)评价并改进完井技术,(4)全面评估煤层气生产所面临的问题。勘探结果显示该井区煤层发育稳定、内生裂隙发育、煤层气含气量中等-偏高,含气饱和度较高,表明具有较好的煤层气生产潜力。300m井间距的煤层气生产试验井组已于2010年4月投产,本文着重探讨了CLG09V-01井的煤层气生产条件。

抽油机井杆管环空瞬态流场煤粉颗粒排出研究

对具有周期性运动边界的抽油机井杆管环空的瞬态固液两相流问题,提出采用动网格技术处理边界和流场内部网格节点运动的方法,保证较高的网格质量作为数值求解流场的前提;建立基于动网格技术的煤粉颗粒和水的固液两相流数学模型,采用基于非结构网格的SIMPLEC算法求解非稳态流场,得到煤粉颗粒瞬态的速度和浓度分布,进而求得杆管环空煤粉的质量流量及不同工况下煤粉颗粒的排出量,并通过排煤粉试验验证了数值计算的准确性。结果表明:抽油杆的往复运动对杆管环空流场产生的扰动作用,使得相同排量不同冲程冲次的抽油机井杆管环空的煤粉排出量不同;排量越小,煤粉粒径越大,煤粉排出量的差异就越大,最大相差达29%。

单相流煤层气井裂隙煤粉受力分析及启动条件

为了准确地计算煤层气井出煤粉条件,基于煤层骨架煤颗粒受力,建立了煤层颗粒启动的力学模型。依据韩城煤田的资料,分析了煤层气井单相流阶段煤层骨架脱落颗粒大小与液体渗流速度、排液量以及压力差的关系。结果表明:在单相水流阶段,煤层气井煤粉产生与流体的渗流速度呈正向二次关系,当液体渗流速度大于该煤粉粒径的临界速度时,小于该颗粒粒径的煤粉将会脱落。从统计学观点,渗流速度越大,产生煤粉越多;排采中排液量越大,对煤层骨架拖拽作用越大,煤粉颗粒越容易脱落,当排液量在17m3/d以上时,大部分煤粉颗粒就会脱落。合理控制排液量在17m3/d以下有利于减少煤粉的产生。

煤层气井有杆泵内煤粉沉积的影响因素分析

依据固液两相流理论,建立了煤层气井煤粉在有杆抽油泵内的数学模型,对煤粉在泵内的运动规律进行了分析,通过求解煤层气井有杆泵内固液两相流模型及仿真分析,得到了煤粉颗粒直径、井液的入泵速度及井液中煤粉颗粒浓度等参数对有杆泵内煤粉沉积的影响,利用固体颗粒在泵筒和柱塞间隙的磨损特性,分析了煤粉对有杆泵使用寿命的影响并给出了延长检泵周期,提高泵的使用寿命的措施。结果表明:有杆泵内下端煤粉浓度较大,分布非常不均匀;有杆泵内煤粉颗粒速度分布不均匀,湍流现象比较严重,煤粉颗粒主要沉积在固定阀入口两侧。煤粉粒径越小、井液入泵速度越大和井液中颗粒浓度越小可减少煤粉在有杆泵内的沉积。在排采的过程中通过连续、稳定、缓慢的降压,减少储层出煤粉;合理调节排采系统的冲程、冲次,通过改变泵的排量提高泵入口的流速,可减小煤粉在有杆泵内的沉积,使进入泵中的煤粉尽量排出泵外进入抽油杆和油管环空,以减少煤粉对有杆泵的影响。

“刚柔”钻具组合在新疆油田八区的应用

在易斜地层钻进时,带稳定器的钟摆防斜钻具组合的防斜效果往往不甚理想。通过计算和实践,发现“刚柔”钻具组合钟摆力强、防斜降斜效果好,而且可在常压下钻进,既保证了井身质量又提高了机械钻速。为大倾角硬地层易斜区防斜打快提供了一种新型的钻具组合类型。