煤层气井同心管气体射流排采特征分析

为解决煤层气井中有杆泵排采工艺存在的埋泵、卡泵及偏磨等问题,实现产气中后期降低井底流压、释放解吸气的目的,探索煤层气井中后期低产液量情况下的排采工艺至关重要。基于可压缩性的气体介质,考虑射流泵排采工艺的技术特点,分析了煤层气井井下同心管柱气体射流泵排液原理,计算管柱环空内气携液条件,建立了同心管气体射流泵喷嘴、喉管和扩散管等流动模型,考虑气体射流的音障,分析了不同喷喉组合下的携液特征。研究结果表明:初始注入气量、压力一定的情况下,喷嘴直径越小,射流速度越大,携液量越多;但喷嘴直径越小,所需的注入气量越小,气体的流速易超过临界流速导致流体特性发生改变;当产液量为3 m^(3)/d,注气压力为6 MPa,喷嘴直径为3.50、4.02、5.00 mm时,所需的注入气量分别为9338、11225、15023 m^(3)/d。气体射流泵排液机理、气体射流特征的研究结果可为同心管气体射流泵工艺设计和现场试验提供理论依据。

现浇混凝土CBM内模空心楼盖的施工实践

现浇混凝土CBM自稳型内模空心楼盖具有轻质高强、抗振动性能及保温隔音性能好的优点,而且施工方便,经济实用。工程实践表明,抗浮是混凝土空心楼盖施工的关键技术,施工过程中只要加强对CBM管安装固定、混凝土浇筑等关键工序的质量控制,空心楼盖施工质量就可以得到有效保障。

煤层气L型水平井防窜气排采控制方法研究

煤层气采用L型水平井开发,可使单井稳产气量达到8000m^(3)/d以上,但由于L型水平井无沉砂口袋,无法靠重力实现气、水自然分离,易发生油管窜气,导致泵效大幅下降,制约进一步排水降压。前期通过优化排采举升工艺,油管窜气现象得到了一定缓解,但对低流压产气井和高流压产气井的治理效果仍然不理想。以沁水盆地樊庄-郑庄区块L型水平井为例,通过研究分析56口发生油管窜气井的气、水变化规律,建立了窜气严重程度评价指标,利用灰色关联度法找出影响油管窜气的主控因素,明确产生油管窜气的原因,并在优化排采制度方面提出了2种防治油管窜气的方法。结果表明:井筒环空的液柱高度是引发油管窜气的先决条件,油管窜气随液柱高度降低突然发生,当液柱高度大于75m时,出水口不窜气或以轻、中度窜气为主;当液柱高度小于75m时,以重度窜气为主,且发生窜气后其窜气程度随液柱高度的降低呈指数增大。气液比是影响窜气程度大小的关键因素,且窜气程度随气液比的增大呈对数增大,当气液比小于30时,以轻度和中度窜气为主,当气液比大于30时,以重度窜气为主。通过控制恒定高套压,采取“控压排水”法,可有效提高泵吸入口附近两相流的持液率;通过控制日产气量,采取“控产排水”法,将泵吸入口附近的气液比降低至30以下,可有效降低油管窜气程度。在此基础上,结合防窜气排采举升工艺,最终实现油管窜气的标本兼治。

现浇混凝土CBM自稳定内膜空心楼板的工程应用

现浇混凝土CBM自稳定内膜空心楼板具有轻质高强、抗振动性能及保温隔音性能好的优点,且施工方便,经济实用。结合工程实例,介绍其应用性能及计算构造要点。

煤系天然气电潜螺杆泵举升管柱水粉两相流动态特性

分析油管柱煤粉颗粒群体随水流运移特性对提高电潜螺杆泵的可靠性和保障煤系天然气井连续稳定排采具有重要意义。综合大浓度、低流速和低黏度等多因素影响,把管柱内流固耦合作用和煤粉颗粒运移动力学统一起来,建立适用于电潜螺杆泵油管柱水粉两相双流体运移数学模型及其求解方程,从而更全面和准确地分析煤粉粒径、两相流速和油管内径对水流携煤粉运移特性的影响。结果表明:电潜螺杆泵油管柱煤粉颗粒群体随水流沿径向整体呈现抛物线运移特征,且煤粉固相运移速度要小于井液流动速度,煤粉随水流朝上运移主要分布于管柱中心区域,随两相流量的增大,煤粉固相运移速度不断提升且排出量先是显著增加而后两相流量升至一定阈值后排出量增加趋势逐渐减弱,合理选取筛缝控制煤粉粒径同时采用衬管减小管柱内径可有效提高煤粉排出量。

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。

基于电导率的煤层气气泡形态井下实时探测装置

气液两相流的探测与流动规律是煤层气排采领域的关键科学难题,研究煤层气井气液两相流最直接有效的方法则是对煤层气开采井井筒油套环空内的气泡进行实时检测。但目前常用的气泡探测装置无论是在检测目标的针对性还是体积方面,均不能满足煤层气井环空内气泡实时检测的要求,基于此,提出了一种基于电导率的煤层气气泡形态井下实时探测装置,探测装置中所设计的气泡传感器能根据空气和溶液电导率的不同来对井下环空中气泡的体积和速度进行实时检测。整个探测装置设计完成后进行了模拟试验,试验结果显示探测装置的精度满足实际工程项目要求。

煤层气排采过程油管腐蚀机理浅谈

本文主要对煤层气前期排水阶段,中期气水同产阶段,后期的单相产气阶段,油管的腐蚀机理进行研究,并结合实际开采过程对 SX107 井组的油管腐蚀进行分析。研究结果表明: 在煤层气的开采初期的排水过程中,油管的腐蚀主要是由吸氧腐蚀,析氢腐蚀,以及地层水所含的各种离子引起的; 中期的排水产气阶段,油管的腐蚀主要是由产出的各种酸性气体以及地层水共同作用所造成的; 后期的单相产气阶段,油管的腐蚀主要是由酸性气体所造成的; SX107 井组的油管腐蚀主要是吸氧腐蚀造成的,腐蚀产物主要是红褐色 Fe2O3。

柳林区块煤层气直井排采技术分析

柳林区块煤层气井的排采技术参考传统的采油技术,设计了井下管柱。前期选用了管式泵,通过井下永久压力计(回音标)、套压表、流量计等设备监测各种动态参数,生产过程中存在单井稳产时间短、排水降压效果差的问题。本文根据区块地质特征和排采效果,提出优选排采设备及优化排采制度,改善生产现状。

煤层气同心双管排采新工艺技术应用研究

针对延川南区块煤层气排采井因煤粉从煤层中析出至井筒所造成的部分低产液量井卡泵及杆管严重偏磨的现状,研究应用了煤层气同心双管排采新工艺技术;基于高压液体经过射流泵喷射产生低压区,实现不作业将煤粉从井中排出,避免煤粉卡泵的思路,设计了煤层气同心双管排采工艺管柱;该技术在Y10井开展了现场应用,措施后单井检泵周期为15个月,单井延长检泵周期270天。该井目前日产液0.37m^3,日产气152.98m^3,累计产液926.09m^3,累计产气248066.52m^3;试验结果表明,煤层气同心双管排采新工艺技术避免煤粉卡泵,根除了杆管偏磨,延长排采井检泵周期。

连续管疲劳寿命预测

连续管在拉伸力作用下易疲劳,影响使用寿命。在对其弯曲拉应力、径向应力、周向应力以及等效应力分析的基础上,建立了连续管疲劳寿命预测模型,并在预测计算的基础上,通过分析对比连续管内部液体压力、连续管外径、连续管壁厚、卷筒直径以及连续管抗拉强度等因素对连续管疲劳寿命的影响,提出了提高连续管使用寿命的实用方法。

基于SQL Server的电力设备预测检修系统的研究与应用

在简要介绍状态检修和预测检修概念基础上 ,针对火电厂传统检修方式存在的不足 ,开发了基于 SQLServer的电力设备预测检修系统 ,介绍了该系统的开发原则、主要功能 。

煤层气井两相流多参数探测技术

为充分认识煤层气排采过程中井筒气水两相流参数变化特征及流动规律,研制了煤层气井流体参数监测仪。该监测仪可对煤层气垂直井下油套环形空间气水两相流体压力、温度、液位、流速、密度分布以及气泡形态进行实时监测,为预测井下流体参数变化特征,研究气藏及井筒气水两相流动规律提供实测值。从监测仪的原理与结构出发,建立了井筒两相流关键参数(密度分布、气泡形态、流速)的探测方法。基于此,煤层气井流体参数监测仪在煤层气/页岩气排采,智能调控排采工况方面具有应用前景。

数控电潜管式泵在煤层气井上的应用

目前华北油田煤层气排采以抽油机为主,煤层气井在排采后期日产水量比较低,造成抽油机系统效率低、能耗比较高,因此在现场开展数控电潜管式泵排采试验,满足煤层气井小排量、低功耗的排采需求。现场试验表明,数控电潜管式泵相比抽油机系统节电率高达50%,节能效果比较明显。数控电潜管式泵具有泵效高、无杆管偏磨、节能降耗的优点,在煤层气井上有着很好的应用前景。

含液态水情况下碳纳米管吸附煤层气的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法模拟研究液态水对甲烷、氮气、二氧化碳等煤层气中不同组分在煤层表面吸附性质的影响。结果表明:不含液态水时,煤层组分在碳纳米管表面的吸附能从大到小依次为CO2>CH4>N2;当含液态水时,煤层组分的吸附能大小顺序变为N2>CH4>CO2>H2O。模拟中还发现,液态水存在时,碳纳米管表面首先吸附很薄一层甲烷分子,再吸附一层聚成水膜或水滴的水分子团,为剩余气体提供大量吸附位。加入氮气比加入二氧化碳更易导致碳纳米管对甲烷的吸附能降低;注入氮气和二氧化碳的混合气时,置换甲烷效果更好。

煤层气水平井大直径连续油管水力喷射压裂技术

为解决某些特殊水平井的压裂改造难题,在水力喷射压裂的基础上,结合连续油管的优势,考虑单井实际情况,对基础参数进行评价,对喷射工具进行优化组合以满足现场施工要求。在现场实际施工中取得成功。

现浇钢筋混凝土暗扁梁空心楼盖的施工质量控制

简述了CBM空心内模管及现浇钢筋混凝土暗扁梁空心楼盖结构的特点,并结合工程实例,介绍了现浇钢筋混凝土暗扁梁空心楼盖的施工技术及CBM管的安装和固定措施,提出了施工过程中要注意的施工要点及问题。

利用差压式V锥流量计测量煤层甲烷

美国的煤层气生产者在煤层气计量方面面临的挑战主要包括:在煤层气井口进行准确的气体流量测量的同时,在测量系统的两端要保持一个低的差压值;要妥善处理流量计测量管段中的湿气体问题等。差压式V锥流量计独特的结构使其具有较强的流动调整能力,可测湿气体,能在低差压下测量煤层气等显著优点,已在美国的煤层气工业开采中得到了大量的应用。管径逐步递增的配管设计方案不仅为煤层气生产带来巨大效益,而且可以防止各井之间的交叉影响或者通常因某个单向阀有故障造成气体反注到附近的气井中。

煤层气连续管排液采气一体化工艺研究与应用

在国内煤系地层天然气勘探开发中,煤层出水导致井筒积液,必须采取有效的排液措施。为此,提出了煤层气连续管排液采气一体化工艺,设计了排液采气井下工具,优化了井口悬挂密封结构,建立了工艺模型与作业设计方法,对比分析了多种规格连续管在不同井口压力条件下临界携液流量与沿程摩阻的变化情况,并将工具在大吉-平04井进行了现场应用。分析结果表明:连续管排液采气一体化工艺实现了一趟管柱两种工艺,达到了高效和节省成本的目的;研制的井下工具既可以实现带压作业,又可以实现注氮、生产及无压井作业;外径38.1 mm连续管在沿程损失不大的情况下更容易达到生产临界携液流量。研究结论可以为煤层气控压稳产提供技术参考。

连续油管分段压裂在新疆煤层气开发中的应用

新疆是我国的资源大省,煤层气资源十分丰富,2014年~2017年新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队在阜康矿区、乌鲁木齐矿区、达坂城矿区的数口煤层气井中采用连续油管分段压裂工艺,取得成功。现场实验结果表明,连续油管分段压裂技术有效的解决了煤层气井多层压裂储层利用不充分、储层改造不充分、施工周期长、工序繁琐等问题。该技术适用于水平井分段及多段目的煤层的分层快速压裂。