煤層氣排采中的技術管理

賴捷

摘要：本文主要對煤層氣排采技術管理和氣排采中注意的問題進行了闡述，希望對煤層氣排采工藝技術水平的提高提供了有益的幫助。

關鍵詞：煤層氣 排采 生產管理

中國煤層氣資源豐富， 地質資源量36.8 ×1012m3 。煤層氣井產量主要受控于資源條件、鉆井工程因素及排采工藝幾個方面。排采技術是煤層氣開發(fā)非常重要的一個環(huán)節(jié)。毋容置疑， 中國的煤層氣產業(yè)已經進入了排采的時代， 排采工藝在某種程度上已成為我國煤層氣產業(yè)發(fā)展的瓶頸， 重視和加強排采工藝的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

1煤層氣儲層排采機理

1.1煤層氣儲存機理

煤層氣的主要成分為甲烷，煤儲層為煤層氣的儲集空間以及運移空間。煤層氣在煤儲層中主要以游離態(tài)、吸附態(tài)以及溶解態(tài)三種形式存在，其中，吸附態(tài)煤層氣主要存在于煤儲層的微小孔隙中，而游離態(tài)、溶解態(tài)煤層氣主要存在于煤儲層裂縫中。

游離態(tài)、溶解態(tài)煤層氣存在于煤儲層裂縫中。游離態(tài)煤層氣可在煤儲層中自由流動，溶解態(tài)煤層氣是溶解于水中的甲烷氣體，隨著壓力的降低溶解度降低；吸附態(tài)煤層氣是煤層氣存在的主要形式，影響煤層吸附量的主要因素為溫度、壓力、煤質以及煤結構等。隨著儲層壓力的增加，煤層的吸附能力增加；隨著儲層溫度的升高，煤層的吸附能力下降；隨煤層中水分的增加，煤層氣吸附能力下降。

1.2煤層氣產出機理

煤層氣在儲層中的吸附隨著壓力的降低而降低。煤層氣的生產就是通過排放出儲層中的地層水降低儲層壓力，降低吸附能力達到排水采氣的目的。排水采氣過程主要分三個階段：單相流階段，隨著井筒中水排向地面，壓力差的作用使得地層水不斷排出，在降低到臨界解析壓力以前，儲層中只有地層水流動；非飽和單相流動階段，隨著儲層壓力的降低，達到臨界解析壓力后，儲層中析出煤層氣在水中產生氣泡，但此時氣泡未連續(xù)，并不發(fā)生流動仍為水相流動；兩相流動階段，隨著壓力的進一步降低，氣泡連續(xù)起來形成連續(xù)流，此時儲層中流動為氣水兩相流動。

2排采技術管理

2.1合理選擇排采工藝

根據(jù)排采的具體情況，選擇合理的工藝技術，在排采中，國內外常見的人工舉升方法有多種工藝技術。優(yōu)選管柱自噴排水采氣法適用于開采初期，但是如果井底的壓力比機械舉升的井底流壓要高，不能使用這種工藝。采用人為的方式，使液體在井筒中的壓力梯度下降，促使井液能夠自噴到井口，是泡沫排水采氣法，這種方法下井底流壓不理想，而且需要向井底加入起泡劑，會增加一定的成本。水力噴射泵排采法需要利用高壓大排量泵，向井內注入清水循環(huán)，產生抽汲作用，將混入清水的地層流體帶到地面。這種方式能夠幫助氣井恢復產能，具有推廣價值。氣舉排采法適合大排量井作業(yè)，一次性投資比較大，風險也比較大。電潛泵排采法適合大排量井，但是排量控制不靈活，維修費用比較高，在生產過程中，電潛泵的應用會受到限制，電潛泵的耐腐蝕性不高，耐溫性也比較差，檢泵費用高，作業(yè)繁瑣。有桿泵排水采氣法維修費用相對比較低，但是需要考慮氣體的影響，排量不能過高。國內常用的方式是有桿泵排采法，在排采中需要考慮降低流壓、氣體影響因素以及煤層的供液能力。

2.2加強地面采集設備管理

設備是排采的基礎，關系著排采技術的順利實施，在排采中，要加強設備的管理，保證排采的安全和順利。煤層氣井的采氣條件是井底壓力較低，在人工舉升排水完成后，還需要其他的地面設備的配合，比如機器增壓設施，氣水分離設備等。低壓采集系統(tǒng)包括水蒸氣分離器、壓力控制器、脫水分離器、渦輪流量計、泄壓安全閥等。隨著科學技術的發(fā)展，煤層氣自動化開采發(fā)展迅速，出現(xiàn)了多種生產自動化系統(tǒng)，能夠有力地節(jié)省人力、物力、財力等，改善井的質量和管理條件。在排采過程中，要嚴格按照機器設備的要求，規(guī)范操作，并對設備進行定期檢修，保證作業(yè)質量。

3煤層氣排采中注意的問題

3.1煤層氣井簡井結構

一般的煤層氣井簡井都是在先套管，然后在管內加入排采泵，這樣做可將水氣在筒中實現(xiàn)初步的分離工作，又減少了筒內液體的上返壓力。其次，要把‘口袋留足。當煤層氣井井眼鉆到幾十米深時，會產生一個‘口袋，它主要是用來降低井底地帶的含水飽和度，能夠定期清除、防止埋掉產氣層的煤粉和大顆粒沉積物，同時還能起到水氣分離的作用，提高煤層氣產量。

3.2井斜對排采的影響

井斜坡度大對排采設施將產生很大影響，它能使油管受損，磨斷抽油桿，造成液體外露，電阻也會隨著設備磨損而隨之增大，導致抽油機無法正常運行工作。所以，在鉆井施工中要注意這個問題，避免日后排采作業(yè)造成影響。

3.3管柱中采用防砂方法

防砂問題經常會出現(xiàn)，尤其是大多數(shù)排采都經過壓裂改造，而且高強度的排采極為容易出現(xiàn)泵被砂卡的現(xiàn)象，所以在排砂上要選用篩管較寬的雙層砂濾管。

4總結

煤層氣排采工藝技術在開采煤層氣中不可缺少，排采技術的高低也影響著開采工作的質量和效率。本文通過對排采工藝技術的研究，提出了其中所應該注意的問題，并給出具體建議，促進技術水平的提高與上升，增加煤層氣的產量，對我國煤層氣排采工藝技術起到了一定的指導意義。

參考文獻：

[1]于洋， 王俊豐， 武奇， 等. 煤層氣排采工藝技術研究和展望[J]. 中國科技博覽， 2015（25）：21.

[2]葉建平， 陸小霞. 我國煤層氣產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和技術進展[J]. 煤炭科學技術，2016，44（1）：24-28.

[3 張林山. 煤層氣排采過程中井間干擾形成機制研究[J]. 能源技術與管理，2015（1）：126-128.

[4]王飛. 煤層氣排采過程中煤粉控制研究[J]. 中國新技術新產品，2016（18）：73-74.

（作者單位：中石油煤層氣有限公司臨汾分公司）