煤层气排采技术

煤层气垂直井排采过程压力传递的影响因素
2．煤储层边界
煤储层边界是指煤层的不连续界面，可以是断层， 也可以是尖灭带或其他边界。它决定了在煤层气 井排采影响范围内的水量，最终影响压力传递的 范围。 3．煤储层渗透性 煤储层的渗透率直接决定了孔—裂隙系统中流 体流动的快慢。当渗透率大时，在同样的排采 时间内，流量大，若补给水的能力相同，则压 力传递快；反之则亦然。
音标 100m 动液面
抽油杆 出水管线 出气管线
表层套管 Φ244.5mm 煤层套管 Φ139.7mm 水泥返高
油管 Φ73mm
煤层 尾管 沉砂管 泵 金属绕丝筛管 丝堵
人工井底
气井系统
井下泵挂结构
●泵一般下到筛管距煤层中部深度上下4～20m,
抽油杆
出气管线
出水管线
表层套管 Φ244.5mm 煤层套管 Φ139.7mm 音标 100m 水泥返
2．排采过程煤层有越流补给
(1)饱和水单相流，压力 仅在煤层中传递阶段 (2)饱和水单相流，压力 仅在围岩中传递阶段 (3)饱和水单相流，压力 在围岩与煤层中共同传 递 (4)非饱和流阶段 (5)两相流阶段
随着排采的进行，围岩中压力 梯度逐渐大于煤层中的压力梯 度，压力传递轨迹从煤层过渡 到围岩中，压力将仅在围岩中 传递，开始排采围岩中的水， 此时，煤层中压力几乎不再发 生变化。
该阶段延长的时间较长，可以 在10年以上。
煤层气垂直井排采过程压力传递的影响因素
1．煤层含水性
煤层气井的生产是通过抽排煤层及相邻含水层中 的地下水来降低煤储层压力，使煤层中的甲烷释 放并向井口运移，排水是储层压力降低的根本途 径。 煤层富水性直接关系到压力降低的难易程度。富 水性过强，无疑将增加排采的强度，使煤储层压 力很难降低； 若煤层富水性弱，则需根据围岩与煤层的连通状 况及围岩的含水性而定。煤层含水性影响煤储层 压力传递，但其影响程度需与其他条件综合考虑。
排水采气要求
求: : 煤层气排水采气要求 ①排液速度快，不怕井间干扰。 ②降低井底流压，排水设备的吸液口一般都要求下 到煤层以下。 ③要求有可靠的防煤屑、煤粉危害的措施。
气井系统
梁式泵 井下设备 螺杆泵
电潜泵 排采系统
动力系统 采气系统
气井系统 井下泵挂结构: • • • • • • • 73mm抽油管 回音标 管式泵 尾管 筛管 沉砂管 丝堵
2．排采过程煤层有越流补给
随着围岩中影响半径 的增加，煤层中的压 力梯度小于围岩中的 压力梯度，在煤层中 形成很小的压降漏斗 后，压力将仅在围岩 中进行传递，进入第 二阶段。直到煤层中 的压力梯度大于围岩 中的压力梯度为止。
排采阶段的划分 煤层气井的生产排采是一个长时间排水降压采气过 程，煤层气单井生产年限一般为15-20年。从煤层气 井生产过程中气、水产量的变化特征。 可把生产分为三个阶段 早期排水降压阶段：主要产水， 随着压力降到临界解吸压力以 下，气体开始解吸，并从井口产 出。 这一阶段所需的时间取决于 井点所处的构造位置、储层特征、 地层含水性、排水速度等因素， 持续时间可能是几天或数月。
第四阶段: 气水两相流阶段 储层压力进一步下降,解吸气、溶解气、游离气 开始在裂隙系统中扩散，气体渗透率逐渐增大， 气产量逐步增多, 水产量开始下降，直至气泡相 互连接,形成连续的流线,处于气-水两相流阶段, 但此阶段水的相对渗透率大于气体相对渗透率。 第五阶段: 水气两相流阶段
压力进一步下降,吸附气体的大量解吸,处于以气 为主的水-气两相流阶段。
煤层气垂直井排采过程压力传递的影响因素 4．含水层
若含水层与煤储层水动力联系较强时，储层的供 液能力增强，排采难度增大；若含水层与煤储层 水动力联系较弱或无联系时，仅排采煤储层中的 水时，压力更容易传递。（越流补给；无越流补 给） 5．储层压力梯度 储层压力梯度是煤储层压力与煤层埋深的综合 反映。从某种程度上反映了地层能量的大小。 若储层压力梯度较大，说明地层原始能量较高， 在同样的排采强度、供液能力情况下，压力更 容易传递，更容易降压。
平均为煤层中部深度以上5.98m处。
●
所有井煤层均全部射开。
动液面
油管 Φ73mm
①抽油机泵抽系统设备主要有： 3 型抽油机、 Φ56mm二级整体筒管式泵、Φ73mm油管、音标、 Φ89mm金属绕丝筛管、管式泵柱塞、Φ19mm抽油杆、 Φ25.4mm光杆、丝堵、音标等； ②螺杆泵泵挂系统设备主要有：驱动头、24.5mm光 杆+24.5mm抽油杆+抽油杆扶正器+转子+定子+尾管+ 金属筛管+沉砂管+丝堵； ③电潜泵泵挂系统主要设备有：变频器+入井电缆+ 电潜泵+筛管+丝堵。
煤层气排采技术
煤层气排采
1.煤层气生产采出特点 2.排采方法 3.生产井排采特征分析
煤层气藏具有3 3个方面的特点: 一是煤层气在煤中的储集是以吸附状态附在煤的表 面; 力; 二是在进行大量开采之前，必须降低平均储层压力; 三是储层中一般都有水，在采气的同时，必须进行 排水。 由于煤层的这些特点，在从事煤层气的开采时，涉及以 下几个方面 力; ; (1)最大限度地降低井口压力 (2)水、气的地面分离;; 力; ; (3)采出气压缩到输送压力 (4)采出水的处置或处理。 常规油气生产方法用于煤层气开采时，需要改动。
排采阶段的划分
中期稳定生产阶段：随着排水 的继续，产气量逐渐上升并趋 于稳定，出现高峰产气，产水 量则逐渐下降。
该阶段持续时间的长短取决于 煤层气资源丰度（主要由煤层 厚度和含气量控制），以及储 层的渗透性。
排采阶段的划分
后期气产量下降阶段：当大 量气体已经采出，煤基质中解 吸的气体开始逐渐减少，尽管 排水作业仍在继续，产气量下 降，产出少量或微量水。
煤层气储层与常规天然气藏的特性比较
产出机理：
产出各阶段特征：
第一阶段: 仅有压降传递,无水气流动阶段 压降幅度比较小,还不足以使煤层中的水产生流动,煤 层气无法解吸,处于静水阶段。
第二阶段: 饱和水单相流阶段 随着压降幅度的增大,煤层中的裂隙水开始流动, 极 少量游离气或溶解气在裂隙系统中将处于运移状态, 此阶段以饱和水单相流为表征。 第三阶段: 非饱和的单相流阶段 压力进一步下降,一定数量煤层气解吸出来,形成气泡, 阻碍水的流动,水的相对渗透率下降，处于非饱和单 相流阶段。