煤層氣井智能排采技術應用研究

顧如艷+王興明+杜明明

摘要：針對煤層氣井智能排采技術的具體應用進行探討與分析，并闡述現場應用實際效果，希望能夠從理論層面上為煤層氣井生產的發展提供一點指導與支持。

關鍵詞：煤層氣井；智能采排技術；應用

一、概述

在生產井的排采中，主要面臨的問題包括：第一，動液面測量精度不足。在動液面測量中目前以回聲儀為主，然而達到臨街解吸壓力時，井下會析出煤層氣，如此一來純氣流端、混流端以及純液端就會影響到回聲儀精度，導致液位測量發生較大偏差第二，當井底壓力達到臨界解吸壓力，就需要對排采強度進行適當調整，對井底壓力就進行嚴格控制，如此一來就需要采用大量的人工操作，進而導致技術運用效果不甚理想；第三，在工作井數量不斷增加的情況下，每口井數據需要進行定期收集與整理，并制作成報表，顯然該項工作內容比較繁雜，難度較大。

煤層氣井排采技術的運用對周期性要求較長，液面控制會影響到氣量，一旦達到臨界解吸壓力，那么控制難度就會進一步增加。這就要求工作人員對排采規律進行深入研究與細致分析，對智能排采技術與設備加以合理運用，實現排采強度控制自動化，確保井底動液面控制符合煤層氣井的排采規律，使整個開采過程中具有高效性，實現整體開發效果的改善。

二、煤層氣井智能排采技術的具體應用

在智能排采技術的具體應用中，對智能煤層氣排采機加以運用，該設備的組成部分包括提升總成、進口裝置、撈水桶、數控排繩器以及智能控制系統，其結構具體如下圖所示。

根據上圖，提升總成的工作是撈水桶的提放，進口裝置則是對撈水桶位置進行監控，并對液體排除進行自動控制，數控排繩器則是對鋼絲繩進行排列，保證其整齊度，使其使用壽命得到延長。智能控制系統則是對動液面高度進行檢測，并實現液面下降速率的有效控制。

在開采煤層氣時，供材平衡具有核心意義。如果儲層壓力與井底壓力梯度趨于合理，才能夠使煤層氣最大限度的流入到井中。在高解吸壓力的影響下，會有速敏反應的產生，進而導致井內流入大量的煤粉，堵塞通道。而解吸壓力不足則會對產量造成影響。煤層氣智能排采技術的運用需要及時收集與整理相關數據，對井筒內與儲層特性以及地面設備的相關技術參數進行歸集與耦合，然后管理者結合實際情況，對工作制度進行自動編制。

基于控制系統的控制，煤層氣智能排采機的撈水桶會自動下井，并對液面進行自動跟蹤，如果撈水桶被水充滿，就會向進口自動上升，并將液體排除，并一直循環上述流程，直到排水采氣目的得以實現。

智能控制系統在各方面都具有突出的應用價值，該系統實現了生產與設備運行參數的自動化收集與記錄；對各項參數進行自動、實時耦合，使生成的工作制度得到最大限度的優化，使供采平衡得以實現，對壓力進行合理解析；在維護方面，智能控制系統也更加便捷，不需要在井上完成管、桿、泵等維護作業，也不需要壓井，操作相對簡便，不需要耗費較大成本；在排采狀態正常的情況下，系統允許攜帶少量煤粉，使井底煤粉過量堆積問題得到有效緩解；系統功能豐富，涉及到排采、測量、維修以及撈煤粉等內容；在井下巡視方面，工作人員可以對手機加以利用，對井況與設備工況進行遠程監控與操作，一旦發生異常，可以維護人員可以通過短信得知情況；智能控制系統的節能性優勢也非常突出，如果出水量不高，撈水桶則會在井上停止并處于待機狀態，不會有能耗產生；此外，智能控制系統在效益與綜合運營成本上也具有突出優勢。

三、現場實際應用

本文所述的煤層氣田A煤層氣井運用了智能排采技術，該煤層氣井深度為720m，其中1號煤層深590m，2號煤層深670m，采用規格為5-1/2的套管。在工程實踐中，由于抽油泵損壞情況嚴重，因此生產停滯不前，到目前已經停產數年。

2015年該氣井開始針對煤層氣智能排采機進行嘗試，并取得了顯著效果。初始液面為150m，排水量超過8噸/天。當液面深度達到450m，井內壓力為0.14MPa，并進行儲層震蕩，并在620m處下放儲液桶，按照3m/s的速度進行提升，使煤層負壓得以形成，進而緩解堵塞問題。由于水中煤粉含量較大，井內壓力越來越多，最高供氣憋壓達到0.5MPa。該年5月底對管道進行維修，并實現正常并氣，初始氣井供氣壓力達到0.14MPa，煤氣產量達到120m？/天，在液面深度不斷增加的情況下，其產量也逐漸增加。7月初對動液面數據進行檢測與記錄，得知距1號煤層35m處的產量達到940m？/天，產量依然具有上升空間。關于該煤層氣井現場的應用效果，具體如下圖所示。

對于煤層氣井產能而言，抽采設備質量的影響十分關鍵。關于本文所述的煤層氣井對智能排采技術的應用，整個設備運行與生產參數得到了實時采集與記錄，工作制度也得以自動耦合生產，并得到最大限度的優化。在未來生產中，工作人員還需要以井田工況進行細致分析，提高數據測量準確性，對液面與產氣量之間的關系進行合理分析，對液面位置進行合理判斷，使產氣量得到最大限度的提升。

參考文獻：

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