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煤层气井排采工艺技术研究及其应用
作者：张冠勇
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第05期
摘 要：煤层气是一种稀有能源，对整个煤矿生产质量和安全有着必然联系。科学技术的提高，煤层气开发技术取得日新月异的发展，尤其煤层气井排采工艺合理运用。排采是煤层气开发极为关键环节，要高度重视该技术科学合理应用。本文对煤层气排采技术简要概述，重点分析煤层气井排采工艺技术，结合排采工艺技术实际应用，以期对相关领域工作者提供必要帮助。
关键词：煤层气井；排采工艺；研究；应用
我国资源相对丰富，煤层气资源储量可观。但受中国煤层不同地质特点影响，煤层气开发工作并不乐观，严重制约我国煤层气的科学合理开采。为改善目前煤层气井的发展状况，加强对排采工艺技术的研究至关重要，如何将其应用到煤层气井开采中，需要深入实践和研究。 1 煤层气井排采技术概述 1.1 排采机理
主要是单井与井群排采，我国大部分是聚煤盆地，煤层构造较复杂，渗透率低，煤储层对地层压力较敏感，需要持续排水降压。而排采机理就是在煤储层存在补给时，通过抽水连续形成稳定的压力降落漏斗。两井的降落漏斗同抽水的连续扩展到压力降落漏斗形成互相交接、重叠时，可直接使用叠加原理，这样重叠处的压力与两个降落漏斗形成的压力降和相同。当流场内存在多口井抽水时，会影响范围中的压机降。 1.2生产环节
①排水降压环节：有效降低煤层压力，煤气井生产需大量排水。煤层气是一种物理吸附，不断循环的过程，唯一有效方法是把储层压力降低到临界解吸压力范围内，煤层气可顺着孔隙被解吸出来。煤层气排水降压环节，最重要一点是要对压降速度有效控制，速度过快或过慢都对煤层气产生不好影响，甚至危害煤层气生产安全，影响整个煤层气井；②稳定生产环节：持续排水降压，产水量随之降低，产气量相应增加，逐渐进入稳定。煤层气稳定生产环节采用定产排采制度，可以通过将动液面高度进行调整，实现产气量的控制效果。还可以套压控制井底压力，完成控制产气量的任务；③产量衰减阶段：煤层气被大量解吸和产出，储层中气体随之减少，产气量和产水量也会减少。相比较与排水降压和稳定生产环节，产量衰减环节持续时间更加长久，最长可持续十年时间。 2 煤层气井排采工艺技术
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2.1 排采工作制度
新区域煤层气排采，先要对储层参数特征进行储层产能模拟，对气水产量及产出规律做好预测，再选择适当排采设备、制定合理排采制度。一般煤层气井的产量与排采工作制度成正比，要想根本上提高煤层气排采产量，必须依据煤储层的特征，抓住煤层气产出规律。针对不同的煤层气的地质和储层特点，研究不同时期排采阶段特征，合理制定排采制度。
①定压排采制度：初期排采阶段最为适应，井内液柱中的气体含量较少，液柱的密度变化小，井底流压主要靠液柱的压力，所以，在排采过程中的定压制度可以通过调整产水量进行控制动液面，进而控制储层压力与井底流压的压差；②定产排采制度：适于稳定阶段，可依据地层产能和供液产能，对水、气产量控制，保证流体的顺利流动。 2.2 排采控制
煤层气地质特点决定降压速率，进行煤层气排采控制，几个阶段工艺具有特点：①放喷阶段：一般直井的储层经压裂改造后，受到高压压入大量的压裂液，必须先把直井放喷排液。放喷量要尽可能降低井口煤粉、压裂砂出现。但水平井则不需要；②降液面阶段：要点是减少降液速率，降低排采强度，以阶梯降液为主，使排液平稳流动，确保液面平稳下降。在降液面阶段，禁止排采量出现大幅度波动，以免造成压差变化，引起储层波动；③控压产气阶段：排采工作稳定后，煤层气生产井的动液面将最大程度地降低，油、套环形空间的套管压力将会上升到最高。保持扩展，降压漏斗，气体的解吸区域会变大，使气井产气。因此，煤层段流动压力要控制在排采设计技术指标范围内，煤层排水工作也要连续进行；④控压稳产阶段：排采过程中，根据单井生产能力制定合理产能指标，促进稳定生产。该阶段排采控制重点是确保维持排采作业连续性和稳定性，不盲目追求高产，控制井底流压，延长稳产时间，实现煤层气井产量最大化。
3 煤层气井排采工艺技术的应用
晋城矿区是我国煤层气开发最成功的一个案例，主要位于潘庄、郑庄、成庄和胡底等区块。除地质条件较好的潘庄区块，其他区块受多种因素影响，煤层气开采难以达到理想生产效果。①优化排采控制：促进晋城矿区煤层气田的科学高效开发，仔细研究煤层气排采效果和规律，总结一套“五段三压法”排采控制技术。这种方法管理核心在于井底流压和煤粉，五段：排水段、憋压和控压段、高产稳产段和衰减段；三压：井底流压、解吸压力和地层压力。运用“五段三压法”，有效降低各因素对煤层气生产的影响，提高生产稳定性和产量；②优选合理排采设备：晋城矿区煤层出水和出煤粉相对较好，使用以容积式泵为原理的螺杆泵作为排采设备，使用中出现断电情况，管内液柱快速回落到井内，造成井内压力急剧增加，影响煤层气开采的稳定和生产。为此设计后期参数井时，采用抽油机设备，该设备采用单流阀，发生断电管内液体不会回落，且煤粉较少，不易发生卡泵情况，能有效提高晋城矿区煤层气的顺利开采。
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总之，我国煤层气井排采技术还不完善，面临许多棘手问题，我们要不断对该技术探讨和研究，找出合理开采煤层气井有效方法，降低生产成本，提高煤层气生产质量和安全，优化我国能源结构，促进经济健康稳定发展。 参考文献：
[1]张二娟.晋城矿区煤层气井排采研究[J].能源与节能，2017 （03）.