煤层气井煤粉堵塞机理与治理技术现状及研究展望

压力作用和流动相态变化是煤粉产生的主要原因,压力作用强烈挤压岩层、压裂液的高速冲刷和磨蚀会产生大量的煤粉,排采压力降低,上覆岩层压会产生煤粉;煤储层渗透率受应力敏感性最强,速敏次之,水敏再次之、盐敏性最弱;冲洗井和捞煤粉技术措施解堵范围小,氮气解堵技术疏通深部堵塞点困难、复杂地层适应性差、有效率低、施工费用高。探索高效深部解堵工艺将是未来重要的发展趋势。基于煤粉堵塞造成单井产量低、稳产期短、稳产艰难的困境,分析了煤粉在储层中运移堵塞机理,针对解堵措施在矿场中的应用现状,指出煤层气田高效开发技术不足之处及研究方向,为气田开发提供参考性意见。

风扇磨煤机直吹式制粉系统风粉分配特性

为解决内蒙古某发电厂风扇磨煤机直吹式制粉系统第4层煤粉管道堵塞的问题,对该制粉系统的分配状况进行试验研究。通过试验测量发现造成第4层煤粉管道堵塞的根本原因是分配器入口风粉分配不均匀,且分配器对此不均匀问题的调节改善作用较小。试验台模型研究发现,采用旋流式分配器或格栅型分配器均可有效地解决第4层煤粉管道堵塞的问题,且均比封堵第4层煤粉管道的当前运行方式阻力要小。实施任一方案都不会使系统通风量低于当前运行风量,均能够保证制粉系统出力要求。若采用旋流式分配器,则第1层煤粉管粉量偏少约40%,且比一级格栅分配器阻力偏大约250 Pa。因此建议优先考虑改造格栅分配器以解决该制粉系统第4层煤粉管道堵塞的问题。

柿庄南区块煤层气低产井原因分析及增产技术对策研究

准确确定出煤层气直井低产的原因并提出针对性的增产技术对策,是减少盲目投资、提高产气效益的关键之一。以柿庄南区块为研究对象,从煤储层地质资源条件、钻井工艺、压裂工艺、排采工作制度等4个方面分析了煤层气低产原因。在此基础上,通过实验室酸化解污试验、压裂参数优化模拟研究、解除煤粉堵塞工艺原理分析、降低泵挂深度增产原理分析等方法,提出了不同低产原因下的针对性技术对策。结果表明:钻井污染严重的井可采用酸化解污+常规水力压裂方式实现增产;煤体结构以原生结构+碎裂煤为主,压裂参数不合理造成的煤层气低产井,优先采用重复压裂技术;煤体结构以碎粒或糜棱煤为主的低产井,需根据顶/底板岩性及围岩补给情况,确定顶/底板压裂的可行性;泵挂深度在煤层5 m以上的且曾经有较高产气量的低产井,可通过加深泵挂实现增产;排采应力敏感的低产井,优化二次压裂泵注参数,实现裂缝转向的目的;井筒内煤粉堵塞、泵效低造成的低产井,优先选用冲洗泵等循环洗井装置洗井提高泵效,实现正常产液来提高产气量;井筒附近煤粉堵塞引起产水量、产气量急剧下降的低产井,优先选用氮气等解堵技术实现增产。现场部分增产技术的应用验证了理论分析的可靠性。该研究成果为煤层气低产井区二次改造方案设计提供了借鉴。

煤层气井排采过程中的储层伤害机理研究

煤层气的开采方式主要通过排水降压使吸附在煤层中的甲烷气体解吸来实现的,需要长期、连续、稳定的排水降压。在开发初期,由于没有可借鉴的先例,在不断摸索的过程中不可避免造成储层伤害,导致煤层气井的产能下降或破坏。本文从生产现场实际出发,总结出排采控制不当而导致储层伤害的三种类型:煤粉堵塞、地层气锁、应力闭合,对其机理及生产情况进行研究,分析认为煤粉堵塞是最主要的储层伤害。