煤层气多分支水平井排采控制技术研究

多分支水平井排采控制技术影响着其产气效果,对其进行研究对煤层气多分支水平井排采制度的制定有重要的指导意义。本文从对煤储层的改造及排采过程中裸眼段井眼切面应力变化方面,详细论述了多分支水平井的生产机理。针对多分支水平井排采生产特征,把多分支水平井排采生产过程划分为稳定降液、控压排水、控压放气、稳定生产和衰减5个阶段,并根据每一个阶段的排采特征制定了合理的排采工作制度。在上述研究的基础上,分析了排采速率对水平井产能的影响以及煤粉的产出规律和产出机理,指出多分支水平井井的排采必须制定精细的、合理的工作制度进行,否则将对煤储层造成严重伤害。

煤层气排采中的“灰堵”问题应对技术——以沁水盆地多分支水平井为例

煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中"出灰"(产出煤粉)是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水平井实钻井眼轨迹特征,找出了多分支水平井产气量达不到预期目标,以及关井实施维护性作业后难以恢复到关井前产量的2个原因:煤粉沉积堵塞了储层的运移通道,水平井段的波谷处形成的地层水和煤粉沉积加大了气体流向井底的阻力。进而提出了应对"灰堵"问题的关键技术:①煤层气水平井的井眼轨迹应在保证一定煤层钻遇率的前提下,以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现"波浪状"井眼;②排采井洞穴具有"沉沙"功能,便于气、液、固三相分离,是煤层气多分支水平井不可或缺的重要组成部分;③主支在稳定的煤层顶板或底板的仿树形水平井为疏灰提供了稳定的洗井通道。该研究成果为解决煤层气排水采气过程中的排灰问题提供了有益的尝试。

煤层气水平井智能排采控制技术研究与应用

煤层气井原有的开发模式是以直井+抽油机的模式,随着煤层气排采技术的不断提高,多分支水平井技术是近年发展起来的一种集钻井、完井与增产措施于一体的新技术,特别适合于开采低渗透储层的煤层气,常规的管式泵+抽油机、螺杆泵、潜油电泵在水平井排采中逐渐显出诸多局限性,射流泵成为水平井排采的关键设备,然而射流泵控制复杂,需要控制注水压力和井底流压,控制不好气量会大幅波动,依托自动化系统,同时对水平井排采深入研究,建立了一套"双回路单PID控制"煤层气水平井智能排采控制技术,现场应用控制精细,气量平稳。

煤层气多分支水平井产能影响因素及增产稳产对策——以鄂尔多斯盆地三交区块为例

鄂尔多斯盆地三交区块的煤层气开发以多分支水平井为主,由于对煤层气井产能的影响因素认识不清,部分煤层气井未获得高产、稳产。为此,在分析区块地质特征和生产特征的基础上,通过对比不同水平井的产气效果,找到了影响多分支水平井产能的主控因素,并针对性地提出了提高多分支水平井产能的对策。研究结果表明:(1)影响区块多分支水平井产能的主要因素是工程因素和排采因素,其中前者主要是由于钻井工艺的不成熟和完井工艺的不完善引起水平井主支井眼的垮塌,进而导致产气通道的突然堵塞,而后者则主要是排采控制的不合理引起煤储层产生压敏效应、速敏效应和贾敏效应,进而导致煤层渗透率缓慢降低;(2)通过优化并采用'前进式'单主支筛管钻完井技术、'四平行主支'筛管钻完井技术以及'鱼骨状'多分支水平井筛管完井技术等有针对性的措施,水平井的井眼稳定性、单井控制面积以及煤层气的产出效率显著提高;(3)将该区煤层气排采划分为无效解吸、低效解吸和高效解吸3个排采阶段,并制定了各阶段井底压力下降速率和产气增长速率的定量化控制指标,多分支水平井稳产期进一步延长,产气效果显著提升。

环空射流泵在煤层气大斜度井和多分支水平井中的应用

随着煤层气勘探开发的深入,煤层气开发井型由直井向丛式井和水平井发展,常规的管式泵+抽油机、螺杆泵、潜油电泵等局限性逐渐凸显出来,在煤层气大斜度井和水平井中井经常出现偏磨、卡泵现象,给煤层气开发带来巨大经济损失。环空射流泵依据伯努利原理设计,它采取动力液环空进入、油管采出的方式,具有结构简单、井下设备可靠性高、对井斜不敏感等优点。基于鄂尔多斯盆地东缘煤层气田的地质特点,2013—2016年在大斜度井和多分支水平井中选择28口进行实验对比,除1口井产水量太大停井外正常生产27口,其中20口生产时效和煤层气气产量高于同区采用其他排采方式的机抽井,通过实验验证了环空射流泵排采技术的实用性和经济性。环空射流泵能够满足大斜度井和多分支水平井煤层气井排采工艺的要求,有效解决了鄂尔多斯盆地东缘煤层气田目前排采生产中存在的偏磨、卡泵、煤屑携带等问题,克服了常规的管式泵+抽油机、螺杆泵、潜油电泵等排采方式的局限性,有着广阔的应用前景。

煤层气开发技术综述

目前国内外煤层气开发技术主要包括钻井技术(定向羽状分支水平井钻井技术和空气欠平衡钻井技术)、完井技术(裸眼洞穴完井和套管射孔压裂完井)以及排采技术(有杆抽油泵技术、螺杆泵技术和潜油电泵技术)。在国内煤层气研究开发中仍存在如基础研究薄弱,没有形成从钻井、完井、生产到集输一体化的煤层气生产规模,中央企业和地方企业之间的资料和技术不共享,设备利用率低等诸多问题。定向羽状水平井、空气钻井技术、洞穴完井技术和压裂技术是当前煤层气开发技术的发展趋势,但必须加以改进使之成为适宜中国煤层气储层条件的技术。