煤层气井排采控制理论与工艺技术.ppt

第一章 绪论 第二章 煤层气储层特征 第三章 煤层气钻井技术与工程设计 第四章 煤层气工程管理与质量控制 第五章 煤层气测井 第六章 煤层气钻井 第七章 煤层气增产技术 第八章 煤层气排采控制理论与工艺技术 第九章 煤层气数值模拟 《煤层气开发与开采》 第八章 煤层气井排采控制理论与工艺技术 1.煤层气井排采基础理论剖析 2.排采中的伤害及伤害机理研究 3.煤层气井排采控制理论 4.煤层气井排采工艺与工作制度 提 纲 煤层气储集特征（吸附） 煤层气产出的先决条件是降压解吸 煤层气产出机理 排水——降压——解吸——渗流——产出 一、煤层气井排采基础理论剖析 * * 排水降压与压降漏斗： 煤层气井通过排水，降低了井底流压及其近井地带煤层的流体压力，从而形成漏斗型等压曲线。 压降漏斗形态取决于煤层的孔隙度、渗透率、原始储层压力以及排水速度等。 一、煤层气井排采基础理论剖析 * * 压降漏斗的扩展及其影响因素： 随着煤层气井的继续排水降压，压降漏斗不断向外扩展。 压降漏斗扩展速度同样也取决于煤层的孔隙度、渗透率、原始储层压力以及排水速度等。 一、煤层气井排采基础理论剖析 * * 压降漏斗的扩展与煤层气产出特征： 以临界解吸压力等压曲线为界，高于临界解吸压力的区域，煤层气未被解吸，为单相流状态；低于临界解吸压力的区域，煤层气被不同程度解吸，呈现为水和气两相流状态。 两相流的流动状态取决于相对渗透率特征。 一、煤层气井排采基础理论剖析 井间干扰对煤层气生产是一项最有效的实现稳定高产的技术措施。而对常规天然气生产却恰恰相反，井间干扰会导致常规天然气产量大幅度锐减。井间干扰促进煤层气井稳定高产的原理在于，在储层条件下煤层气是呈吸附态存在的，煤层气产出需要通过排水-降压使其从煤的基质孔隙内表面解吸下来，因此井间干扰是造成有效降压的技术手段。 区域压力降、井间干扰与产气特征： 一、煤层气井排采基础理论剖析 大量的实验研究表明，煤层气吸附/解吸具有一定的可逆性并且解吸表现出一定的滞后性，这是一个问题的两个方面，是物理吸附客观本质的体现。 解吸与吸附的差异： 煤层气井排采基础理论剖析 解吸与吸附的差异： 烟煤 吸附/解吸实验（30℃） 无烟煤 一、煤层气井排采基础理论剖析 根据煤层气解吸条件和解吸特征（物理），将其解吸分为： 降压解吸 置换解吸 扩散解吸 升温解吸 等四个亚类。 当然，降压解吸是最主要的也是对煤层气产出贡献最大的。 解吸动力学特征及解吸类型： 一、煤层气井排采基础理论剖析 气产量变化 排水降压阶段 稳定生产阶段 气产量下降阶段 一、煤层气井排采基础理论剖析 90年代初期，我国曾有一批煤层气生产试验井因排采过程中速度控制不当导致产量锐减。如“八五”期间施工的大城煤层气生产试验井、TL-006井等。 产量锐减的主要原因有三： 原因一，排采过快导致水产量和气产量锐减 机理：煤粉伤害、应力敏感性伤害 原因二，修井作业导致水产量和气产量锐减 机理：外来物质伤害、气锁或水锁伤害 原因三，关井停产导致水产量和气产量锐减 机理：煤粉伤害、气锁或水锁伤害 二、排采中的伤害及伤害机理研究 三、煤层气井排采控制理论 根据前述的伤害及伤害机理研究结论可以确定，煤层气井排采控制的基本要素是： 控制要点一：控制合理的工作压差 控制要点二：控制适度的煤粉产出速度 有效地控制生产压差和产量 液面控制 排水试气液面要逐步下降，初期每天降液速度要小，以防止井底生产压差过大，造成吐砂和煤粉。见气后要控制液面基本稳定进行观察，然后控制降液速度排采，具体的抽排强度和液面下降速度都要根据测试数据和返出液体的性质来确定。根据试气和煤粉排出状况，进行清洗煤层的作业,清洗作业必须将井筒内的砂和煤粉洗净。 三、煤层气井排采控制理论 有效地控制生产压差和产量 套管压力控制 排采初期，油管出口进分离器，关套管闸门，当解吸气产出后，打开套管闸门进分离器测气。 根据套压的高低决定油咀大小，防止砂、煤粉颗粒运移造成井筒附近煤层堵塞。 三、煤层气井排采控制理论 排采过程中井底流压的监控： 通过定期监控动液面和套压实现人工监控： 定期监测动液面和套压，观察压力变化规律，实现合理工作压差。 通过井底压力计和自控装置实现自动监控： 井底 安装 直读电子压力计， 井口 安装 自动控制装置，实现实时自动监测； 根据监测数据，通过智能控制实现井底流压自动控制。 三、煤层气井排采控制理论 排采过程中煤粉的监控： 排采记录