煤层气井排采工操作手册.doc
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1、煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司目录一、 名词解释二、 煤层气排采根本原那么三、 韩城煤层气地质特征四、 韩城煤层气排采特点五、 韩城煤层气井排采制度要求六、 煤层气井排采资料录取要求七、 排采巡井工岗位职责八、 排采住井工岗位职责九、 排采工作业流程十、 排采设备检查保养要求十一、 典型案例根底篇一:名词解释1、 煤层气:就是指在煤层内产生与赋存的天然气,其主要成分是甲烷CH4,约占70%以上,又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯,它是煤层气的一种,是一种非常规天然气。煤层气及常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩,它是煤层煤化作用的结果。煤的储集性与煤中天然气
2、的储集是整个成煤作用过程的结果。2、 煤储集岩石学方面的参数:主要指煤阶、煤的显微组分、煤的显微硬度。煤阶通过测定煤中镜质组反射率R0来确定。其余那么用反光显微镜区分,同时亦可以求得割理宽度与密度。3、 煤阶:表示煤在埋藏历史中,沉积物有机质在成分与构造上经历了一系列变化,其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。可以用多种物理与化学参数来表征煤的变质程度,常见的煤阶参数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。煤阶是影响割理发育的主要因素。通常,低媒阶的煤割理不甚发育,到烟煤系列时割理发育。割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶附近,高于低挥发分烟煤煤阶,割理或裂缝又不发育,标本上表现为割理封闭。4
3、、 煤岩工业分析参数:该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、水分,目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校正含气量。5、 煤显微硬度:显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。不同煤级与不同显微组分的显微硬度不同。在研究中,一般以均质镜质体的显微硬度为代表。它是用专门的显微硬度仪进展测定的。随着煤级的增高,煤显微硬度也有变化。从褐煤到超无烟煤,煤的显微硬度值是增大的;同一煤级中,当镜质组复原性增强时,煤显微硬度略微降低;同一煤样中,煤显微硬度最大值及最小值间亦存在微小差异,反映出非均一性。6、 煤层含气量:是散失气量、解析气量与剩余气量之与。散失气量是指现场取出的含气煤心在装入解析罐之前
4、释放出的气量;解析气量是指煤心装入解析罐之后解析出的气体总量;剩余气量是指终止解析后仍留在煤中的那局部气量。对煤层气开采有实际意义的是散失气量与自然解析气量,两项之与占总含气量百分率越大,对煤层气开采越有利。7、 煤储层压力:是指煤层孔隙内流体所承受的压力,即通常所说的孔隙流体压力。8、 临界解析压力:临界解析压力是指在煤层降压过程中气体开场析出时所对应的压力值。可以根据临界解析压力及煤层压力了解煤层气早期排采动态,临界解析压力越接近地层压力,排水采气中需要降低的压力越小,越有利于气体降压开采,据此可为制定煤层气排采方案提供重要依据。9、 地解比:地解比是临界解析压力及原始地层压力的比值。据此
5、比值可以预测产气顶峰期到来的时间及是否可以高产。临界解析压力越接近原始地层压力,含气饱与度愈高,高产富集条件愈优越。据已勘探开发的数据,可将地解比划分为高地解比(0.6)、中地解比(0.6-0.2)与低地解比(0.2)三类。10、 地解压差:煤层压力及气体临界解析压力之差为地解压差其值愈小说明煤层含气饱与度愈高抽排中见气时间愈早开采效果愈好。11、 生产压差:产层静压及井底流体压力之差称为生产压差。合理的生产压差是通过系统试井确定的。由于煤层气生产的特殊性,决定了不能利用现有的油田试井理论对煤层气生产进展分析。但是,煤层气及煤层水的产出密切相关。因此可调节煤层水的产出来控制煤层气井合理的生产制
6、度。12、 流动压力:生产井在生产时产层中部的压力称流动压力。也称井底压力,筒称流压可通过测试获得,是反映产层能量的重要指标。13、 油管压力:流动压力把油气从井底经过油管举升到井口后的剩余压力称油管压力,筒称油压。由油管压力表测得。油压大小取决于流压的上下,而流压及地层压力有关,因此,油压的上下是油气井能量大小的反映。14、 套管压力:是指流动压力将油气从井底经过油套管之间的环形空间举升到井口之后所剩余压力,筒称套压,由套管压力表测得。套压是反映油气井生产状态的重要指标。在一定条件下反映井筒液柱的上下。15、 静液面:是指非自喷井在关井后井筒内的稳定液面。16、 动液面:是指非自喷井在生产时
7、油管及套管之间环形空间的液面。17、 煤层吸附等温线:煤层吸附等温线反映了在给定温度下气体吸附量随压力的变化特征。曲线的两个特征参数为兰格谬尔吸附常数Vm及兰格谬尔压力pLVm值为理论吸附量,即煤的最大吸附容量;pL值为吸附量Vm值为50的对应压力值它反映了煤层气解吸的难易程度。在煤层气开采中pL值很小时,需要大幅度降压才能有大量气体解吸,这对于煤层气的降压开采不利,较大的兰氏体积反映出较高的开发潜力较高的兰氏压力反映了良好的开采条件。三、韩城煤层气地质特征1、主要煤层及展布特点韩城煤层气田主力煤层分别为二叠系山西组3#煤层与太原组5#、11#煤层。山西组为陆相沉积,主要为河流冲积-三角洲沉积
8、体系;太原组为海陆交互相沉积,主要为海湾-泻湖沉积体系。3#煤层构造简单,为块状煤层,在平面上分布稳定,整体呈西薄东厚、南薄北厚的特点;煤层埋深在320950m,厚度13m,平均厚度2m。5#煤层构造相对简单,变化不大,有薄层夹矸1层,在全区分布相对稳定,整体呈现出西厚东薄的特点;煤层厚度分布在010m之间,大局部地区5#煤厚度超过,在工区东部局部地区厚度减薄至尖灭;煤层埋深在3501000m。11#煤层构造复杂,含薄层夹矸13层,全区发育较好,厚度大,分布稳定,煤层厚度12m;厚度在5m以上的厚煤带主要分布在工区中部与北部,呈近东西向展布,工区南部煤层逐渐变薄;煤层埋深在4001100米。2
9、、煤岩成分特征3#煤宏观煤岩类型为暗淡半暗型煤,以暗煤为主,次为丝炭,间夹少量镜煤线理条带,内生裂隙发育,以块状为主。显微组分以基质镜质组为主,变化范围48.191.04%,平均75.08%;惰质组含量4.4737.4%,平均16.46%;无机组分以粘土矿物为主,呈棕色细粒状聚集体分布,变化范围4.4914.5%,平均8.47%(表1)。5#煤宏观煤岩类型为暗淡半暗型煤,以暗煤为主,次为丝炭及少许镜煤,内外生裂隙均不发育,大局部地区以软煤为主。显微组分以基质镜质组为主,变化范围34.6696.4%,平均含量75.87;惰质组含量1.134.04%,平均13.59;无机组分以粘土矿物为主,变化范
10、围1.331.5%,平均10.54%(表1)。11#煤宏观煤岩类型一般在上部为半暗型煤,内生裂隙发育,下部暗淡型煤,以暗煤为主,丝炭含量较高,内生裂隙不发育。上部煤层以块状为主,下部普遍发育一套软煤。显微组分以基质镜质组为主,变化范围23.984.17%,平均68.94%;惰质组含量5.9746.9%,平均20%;无机组分以粘土矿物为主,变化范围1.129.2%,平均11.05%(表1)。表1 韩城煤层气田煤岩显微组分成果表煤层号显微组分 %镜质组惰质组壳质组无机组分含量平均含量平均含量平均含量平均3#煤5#煤11#煤韩城地区煤层3#煤与11#煤层上部为块状煤岩,内生裂隙发育,基质镜质组含量平
11、均为70.8%,显示出较大的勘探开发潜力;而5号煤层内生裂隙不发育,渗透性较低,勘探潜力较另外两层煤差。3、煤岩演化特征煤的镜质组反射率是表征煤阶的重要指标,随着热演化程度的增高,煤岩的生烃总量增大,因此,确定煤阶成为煤储层评价中的一项重要内容。本地区三层主力煤层演化程度较高,都到达了瘦煤-贫煤阶段,3#煤镜质组最大反射率1.87-2.33%,平均2.01%;5#煤镜质组最大反射率1.80-2.27%,平均2.02%;11#煤镜质组最大反射率为1.812.28%,平均为2.08%。属于多生高储类储层。4、煤层含气量 韩城地区3#3/t,平均10.86 m3/t,主要集中在8-15 m3/t,5
12、#3/t,平均10.7 m3/t,主要集中在7-15 m3/t,11#3/t,平均10.8 m3/t,主要集中在8-20 m3/t图1。煤层解吸气以甲烷为主,一般大于90%。5、煤岩等温吸附特征利用WL1、WLC01、WLC09 、WLC010、WL01-1V等5口井的注入/压降测试资料,建立压力剖面求得压力及井深的关系式为:得到储层压力系数为0.78。韩城煤层气田主要为低压储层。通过分析本地区三套煤层的等温吸附实验,韩城煤层气田三层煤枯燥无灰基兰格缪尔体积为10.8428.65 m3/t,平均22.5 m3/t,兰格缪尔压力为0.993.79 MPa,平均2.1MPa,及我国其他地区相比,相
13、对较小。通过分析等温吸附曲线,本地区煤层临界解吸压力在1.3MPa4.7MPa,其中11#煤临界解析压力要高于另外两套煤层,一般在2.5MPa以上,含气饱与度60%以上。煤层地解差小,井口易降压,适合于煤层气的规模开发。准确的煤层甲烷吸附等温线有以下三个方面的作用: 第一,确定煤层原始状态的甲烷含量最大值。因为直接测量甲烷初始含量是不可能的,只有通过吸附等温线进展推算,其前提是假设煤被甲烷饱与以及流体压力是埋深的函数; 第二确定开采过程中,压力下降时甲烷的产量;第三确定“临界解吸压力低于临界压力,甲烷将从煤层中解吸出来。当煤未被甲烷饱与时,这个值的测量是很重要的。6、煤层渗透性10-3um2,
14、渗透率总体偏低。7、煤层裂隙特征煤储层是含有基质孔隙与裂隙孔隙割理的双孔隙介质。在韩城地区,通过对区内煤层裂隙的观测与测井资料分析:在韩城地区,3#煤为块状煤层,割理发育,面割理1214条/5cm,端割理1416条/5cm,11#煤层上部一般为块煤,内生裂隙发育,面割理16条/5cm,端割理212条/5cm,而5#煤与11#煤下部煤岩一般为软煤,内外生裂隙均不发育。总体而言,本区煤层内生裂隙比拟发育,外部裂隙不发育,表现受构造运动影响较弱,孔隙度较大,对煤层气开发有利。设备工艺篇制度篇二:煤层气排采根本原那么煤层气的产出要经过排水降压,使吸附在煤基质外表的气体解析并通过割理、裂隙扩散、渗流到达
15、井筒进而产出地面。煤层气的开采是一个排水降压的过程,其开采效果的影响因素很多,主要有地质因素(包括煤层厚度、含气量、煤层压力及临界解析压力等,完井方式(不同地质条件下的煤层井采取的完井方式不同)与开采方式(增产、抽排措施等)三方面。 由于煤层气井的低渗透特点,般首先要经过水力压裂改造。水力压裂产生的裂缝改善了煤层的渗透性,使井筒与煤层以及煤层远端翻开了通道,为加速排水降压提供了有利条件。压裂后应快速返排压裂液,并不断地排出煤层中的水、降低液面,以逐渐把煤层压力降至临界解析压力以下,从而将煤层气采出地面。煤层的抽排要连续进展,防止地层压力重新上升在煤层中产生反吸附作用。1、煤层解析压力决定了煤层
16、气井的初始产气时间。地解压差值愈小说明煤层含气饱与度愈高抽排中见气时间愈早开采效果愈好。2、大多数的煤层都含水,但也有少数煤层没有水,所以排采工艺分为排水采气工艺与无水采气工艺两类。含水煤层气井有气水同出、储层压力低、固体颗粒(煤粉、压裂砂)含量高等特点。在排水采气工艺技术上有三个特殊要求:一是使进液口位于煤层以下,井筒要留足够长的砂缓与水袋;二是要有防固体颗粒危害的措施,要不连续稳定抽排,严防猛抽猛排,过分冲动煤层;三是制定合理的生产制度,加强排采过程的动态管理,严禁勤换生产制度,这是排水采气工艺技术的关键环节。3、由于煤层低渗透特点,要使用压裂工艺改善煤层的渗透性。无论是排采早期尚未到达临
17、界解析压力时的单相水流动还是到达解析压力后的气、水两相流动,流体最终都要经过裂缝进入井筒所以要确定合理的抽排制度,既要保证一定的抽排强度,缩短抽排时间,又要保持均衡降压,防止煤粉与砂子在裂缝中的流动阻塞,影响抽排效果。因此,在抽排初期未到达解析压力之前压差的控制应以保证煤粉不迁移,压裂砂不反吐,煤层气解析速度慢为原那么;同时在设备与地层条件允许的情况下,应尽量加大生产压差,使液面下降速度加快,尽早排出压裂液,减少污染。4、煤层气排采要连续进展。为防止地层压力重新上升在煤层中产生反吸附作用,煤层气排采要连续进展。排采过程中要保证液面与地层压力均衡,以液面稳定下降为原那么。泵排液能力及煤层供液能力
18、应相适应,充分利用地层能量,保证环空液面均匀缓慢下降或稳定。假设排采强度过大易引起煤层冲动,使煤粉及压裂砂堵塞裂隙,降低渗透率,阻碍煤层整体降压,影响煤层气的开采效果。5、生产井合理的生产压差是通过系统试井确定的。由于煤层气产出的特殊性。决定了不能利用现有的油田试井理论对煤层气产出进展分析。但是,煤层气及煤层水的产出密切相关。因此可调节煤层水的产出来控制煤层气井生产的合理制度。6、确定适宜的油嘴、保持适当的套压。放大油嘴,套压下降生产压差增大,产气量上升;反之,减小油嘴套压上升,生产压差减小,产气量下降。当套压降为零时,由于空气密度大于天然气密度,空气有可能混入井中,及煤层接触发生氧化作用,形
19、成氧化膜阻止气体解析影响煤层渗透性不利于煤层气产出。套压过高,不利于气体解析。综合考虑认为正常排采时井口压力应不低于0.1MPa。7、洗井冲砂施工会对污染煤层如何将污染减小到最小是施工的要点。煤层原始压力系数大多数都小于l且经过一段时间的抽排后地层压力下降,压力系数更小。这样,在生产过程中的洗井或冲砂施工可能会导致大量的洗井液漏入地层、造成污染,因此检泵时尽量不要洗井。为了减小伤害,应采取以下措施:1对洗井液体进展优化使用过滤后的地层排出液或用优化后活性水洗井;2一律采用正洗或正冲的方式;3对漏失量很大的井,采用气举法进展冲砂。五:韩城煤层气井排采制度要求1、煤层气排采应树立“平安第一、环保优
20、先、以人为本的理念,各项作业要遵守有关法律法规,符合HSE管理体系的有关规定。2、煤层气排采实质是排水、控压、产气、稳产的过程,每一个阶段都有其独特性,程序不可逾越。3、煤层气井排采总体可以划分为产水摸索、产水稳定、三一样出、气水两相产出、产气生产五个阶段,抽排以最小工作制度启动,逐步增大排量,保证环空液面匀速缓慢下降。其目的是保持压裂后形成的稳定高导流能力裂缝系统。4、压裂作业完成后,在井口压力低于地层闭合压力的条件下,即井口压力降至1MPa后,开井放喷。5、新井下泵吸入口下深为11#煤层射孔段以下5m30m,后期可根据产液及产气情况调整泵挂深度。6、排采初期,应连续抽排完压裂液,日降液面应
21、控制在小于10m,总排液量在8001000m3。排采初期每8小时测一次动液面。7、到临界解析深度排水量约是总压裂液的50%75%,适当放慢降液速度,控制套压,使储层压力匀速缓慢下降。此时易产生一个突变,一般表现为气产量突然增大,套压增大,有时气会将环空水带出,造成环空液面突然下降。这一突变,对于比拟疏松的煤层,极易出大量的煤粉,可能造成填砂裂缝的堵塞。对于较软的煤层,可能由于储层孔隙压力突然降低,造成割理关闭,从而影响煤层渗透性。8、接近解吸压力时,日降液面控制在23m,每4小时测一次动液面,动液面下降大于10m时,应逐步降低抽排强度,控制套压。动液面下降坡度控制在小于或等于20。9、排采初期
22、尽可能排出全部压裂液,每口井应排液1500m3以上,方可进入生产期。10、假设煤层气井产水不连续,或者泵效低,应测示功图判断井下管柱与深井泵有无故障。假设气锁,那么将驴头放在下死点,视气锁严重程度决定停抽时间。尽量防止进展碰泵作业。假设产水连续,进展产水情况描述。11、新井或新修井投产时,排采强度应控制在最低。抽油机冲次为1.5次/min或2次/min,螺杆泵转速控制在每天排水0.52m3。12、套压以控制在0.2MPa左右为宜。13、排采初期应每日取水样一个,分析氯根、PH值、描述含沙及煤粉量,稳定后每15天测一次水样氯根、PH值、描述含沙及煤粉量,假设须取气样那么可分别在产出与关井时采取。
23、14、现场测试分析由生产办负责下测试通知单,现场应按通知单进展测试作业并及时送交测试结果表。15、现场应每日做出排采生产曲线。对于曲线异常变化,应及时向分公司生产办汇报,并分析原因,并提出解决方案。16、抽油机井应定期进展示功图测试,该方案由生产办负责提供。通过对示功图的分析,及时采取调参、换泵等措施。生产配件储藏充足,使用中的设备应定期保养,确保排采过程连续。17、对使用的各种工具、材料质量进展定期检查与不定期抽查。测试仪器、仪表的计量性能准确度、稳定度、灵敏度等应按照国家的有关规定进展检定。18、资料录取全准率应到达95%以上,施工质量合格率100%。由生产办负责检查并验收,同时由生产办编
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