煤层气井开发认识与井控

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清水携砂压裂 清水压裂的裂缝在地应力作用下会很快闭合 ，交联液携砂能力强，但考虑其化学分子对煤层的 污染伤害，若破胶不彻底会堵塞微小喉道。我们对 煤层气井多采用清水携砂压裂改造技术。为了悬浮 石英砂提高携砂能力，排量不能小于8m3/min。 煤田煤层压裂模型与油田的压裂设计模型是不 同的，用油田模型作缝长设计时要加大系数。油田 以造直缝为主，煤田以沟通弯曲缝为主。
山西煤层气开发具有明显的资源优势，储量 10.4万亿立方米，占全国总量的1/3，是全国最具 潜力的煤层气开发利用基地，山西沁水盆地被列为 国家“十二五”重点建设的两大煤层气产业化基地 之一。 目前，山西煤层气开发已经初具规模，在城市 燃气、煤层气化工、煤层气发电等方面积累了经验 。2012年，全省煤层气抽采量69.2亿立方米，其中 地面抽采煤层气14.1亿立方米，约占全国总抽采量150 亿立方米的46%；全省煤层气利用量34亿立方米， 约占全国总利用量60亿立方米的57%。
下井油管必须用油管规通过。 入井油管及工具必须反复丈量三次，累计复合误 差应小于0.02/100m。入井油管及工具的下入深度与 设计深度误差应小于0.3/100。 下泵管串完成后，清水反洗井至进出口液性一致 ，对管串正试压10Mpa，10min压降小于0.5 Mpa。 下入泵杆缓慢探泵底，加压小于2KN，复探两次无 误上提，调整防冲距0.5-0.6m。试抽憋压3～5Mpa， 10min压降小于0.3 Mpa。
煤层气开采完井技术 1、裸眼完井技术 2、裸眼扩眼完井技术 3、下套管射孔压裂完井技术 4、水平井完井技术 5、多层位完井技术
排采井基本原则及试采阶段
原则：保持井底流压连续，稳定下降，防止煤粉大量 产出造成卡泵。 排水阶段，抽油机连续工作一周，依据井底压力或 液面下降情况，逐步增大排采制度，待井底流压降至 0.2MPa左右。 控压阶段，储层压力降低至解吸压力后，地层解吸 产气，解吸产气初期应加强观察井底流压、套压和液面数 据有效调整排采制度和放气量，防止液面下降引起井底流 压突变。 稳产产气阶段，达到工业气流后，稳定井底压力转 入日常生产。
冲砂方式 1、直井和斜井采用反冲砂方式，避免口袋沉 淀的煤粉被冲砂液带入地层。 2、羽状多分支水平井采用反冲砂方式，避免 口袋沉淀的煤颗粒进入洞穴。 3、冲砂液优先采用原井或邻井抽排产出的液 体，经过沉淀过滤的煤层水。
下泵作业： 下井油管及井下工具螺纹必须清洁，连接前要涂 匀密封脂，并检查有无弯曲、腐蚀、裂缝、孔隙和螺 纹损坏，不合格不准入井。 用动力钳上油管螺纹。油管螺纹不准上斜，必须 上满、旋紧，扭距符合规定。 油管下到设计井深的最后几根时，下放速度不得 超过5m/min，防止因长度误差顿弯油管。 下入井内的大直径工具在通过射孔井段时，下放 速度不得超过5m/min，防止卡钻和工具损坏。
洗井过程中加深或上提管柱时，洗井液必须 循环两周以上方可动管柱，并迅速连接好管柱， 直到洗井至设计深度。 进出口相对密度应一致，出口液体干净无杂 质污物。 洗井液不得漏入地层，最大限度地减 少对地层的污染和损害。 洗井施工中，提升动力设备要连续运转不得 熄火。 出口管线连接应平直，末端用地锚固定。 严重漏失井要采取有效堵漏措施后再进行施工。
洗井要求：
洗井液的相对密度、粘度、pH值和添加剂应符合施 工设计要求。 洗井液储备量为井筒容积的两倍以上。 洗井开泵时应注意观察泵注压力变化，控制排量由小 到大，同时注意观察出口返出液情况。若正常洗井， 排量一般控制在25～３0m3/h。 洗井过程中，随时观察并记录泵压、排量、出口量 及漏失量等数据。泵压升高，洗井不通时，应停泵及 时分析原因进行处理，不得强行憋泵。
“积极井控”也是“安全第一，预防为主，综合治
理”方针在井控方面的具体体现。“积极井控”是以适
用、可靠的井控装备为基础，以周密、完善和执行到位 的井控措施为保证，做到既能保证井控安全，又能及时
发现和保护好煤层气。“积极井控” 就是主动应用井
控装置，提前采取井控措施，活用井控技术，消除井控 风险，既能保证井控安全，又能及时发现和保护油气层。
我国煤层气资源丰富，总量约31.5万亿立 方米，是世界上第三大煤层气储藏国，2012年 全国煤层气产量150亿立方米，其中地面抽采 35.7亿立方米，井下瓦斯抽采量114.4亿立方 米，煤层气利用总量为60亿立方米，利用率为 40%。世界上煤层气资源量居第一位的是俄罗 斯，居第二功的国家，也是煤层气产量最高的国家，在 美国能源产业中具有举足轻重的地位。
连续冲砂超过5个单根后，要洗井1周后方 可继续下冲。冲砂施工发现地层严重漏失，冲 砂液不能返回地面时，应立即停止冲砂，将管 柱提至原始砂面以上，并反复活动。 冲砂至井底或设计深度后，应保400l/min 以上的排量继续循环，当出口含砂量小于0.2% 为冲砂合格。然后上提管柱20m以上，沉降4h 后复探砂面，记录深度。
“积极井控”就是要坚持“风险评估、设计把关、 主动防控、有序应对、保护煤层气”，做到“发现溢 流、立即关井；疑似溢流，关井检查”，为煤层气公 司井控工作提供了科学指导。 “积极井控”是新时代井控工作的指导思想，要 把井控工作原则从上到下全过程贯穿起来。
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推行“积极井控”，在制度管理上：一是严肃事故 责任追究制度：教育本人，警示他人，强化责任落实； 二是治因治本：重大隐患、重大违章和未遂事故当做 事故严肃处理；三是实战培训上：先实战演练后应急 处置。推行“积极井控”，在井控技术上：立足一次 井控，预防为主的实施主题。 1、建设方和施工方要贯彻“积极井控”的理念， 严格井控相关规定和制度，建立齐抓共管各负其责的 管理机制和模式。
主要排采工艺方式
目前国内外煤层气排水开采的方法主要有 有杆泵法、螺杆泵法、电潜泵法、气举法等。 在我国,有杆泵在煤层气开采中发挥了较大作用 并得到了普遍使用，摸索出适合中国煤层气 开 发的排采工艺措施及今后的发展方向。 电潜泵和气举的排采方式优于有杆泵和螺 杆泵。但在我国对于煤层气的排采电潜泵法目 前还处于探索阶段，气举法还未得到应用。
（三）储层保护设计：分析储层伤害的潜在因素
，提出储层保护措施；
（四）配套技术设计：研究分析防腐、防砂、防 煤粉、检泵、冲砂、解堵等技术应用的必要性，筛
选主体配套技术及相应的工艺参数；
（五）确定不同阶段录取资料内容，分析化验项 目等；
（六）若该地层钻井中发现含有有毒有害气体，
则提出预防措施和处理预案。
排采井设计内容： （一）提出生产井组各类井分布情况，布井方式， 提出施工井施工层段、钻、测井基本数据和以往的 生产试气及作业情况、周边环境的描述等； （二）排采方式及参数优化设计：根据前期试气情 况及工艺评价，综合考虑经济、管理、生产条件等各 种因素，综合分析，优化排采设备，确定排采控制原 则；原则上要求同一个开发单元内统一投产，避免地 层产生气包水现象；
主要排采方式：
煤层气井的排水采气工作，是检验煤层气井 设计、施工效果，实际评价煤层气田的重要工作
目前主要采用有杆泵排采方式，泵挂最底端 范围：最上部煤层顶界以上50m至最下部煤层底 界以下20m，距实际砂面距离应不小于20米，投 产初期的泵挂最底端不得下至煤层顶界以下。
冲砂要求：
当油管或下井工具下至距煤层上界30m时，下放速度 应小于1.2m/min，以悬重下降10～20kN时认为遇砂面，连 探2次。2000m以内的井深误差应小于0.3m。 冲砂管柱可直接采用探砂面管柱。管柱下端可接一笔 尖或水动力涡轮钻具等有效冲砂工具。 冲砂尾管提至离砂面3m以上，开泵循环正常后均匀缓 慢下放管柱冲砂，冲砂时排量应达到设计要求。 每次单根冲完必须充分循环，洗井时间不小于15min 。直径139.7mm以上的套管，可采用正反冲砂的方式，并 配以大排量。改反冲砂前正洗井应不小于30min，再将管 柱上提6～８m，反循环正常后方可下放。
该休息了
践行“积极井控”的理念
随着煤层气勘探开发工作的不断深入，煤层气井控技术越来越 显得尤为重要，特别是近几年来煤层气修井内涵、技术含量更为丰 富多彩，修井作业技术水平在逐步提高，施工难度逐步增大，对井 控技术的要求也越来越高，所以，提高井控技术和管理、操作人员 的井控理念及操作技能是当务之急。
2、发挥好自上而下的井控管理专门机构和管理网
络，加强井控监督力度。3、认真开展煤层气地层研究，
“八五”期间，我国的煤层气开发工作也引起了 国际社会的关注，联合国开发计划署及美国、澳大 利亚的约七八家石油开发公司纷纷进入我国，寻求 合作开发项目。据不完全统计，1990～2000年，在 近20个煤田或地区已施工了近100口煤层气勘探开发 试验井。中石油在山西柳林进行了小型井网开采试 验，有近10口井日产量1000～7000m3。华北油田、 中原石油勘探局在山西晋城进行了规模型井网开采 试验，完井近百口井，均获得工业性气产量，平均 日产量2000m3以上。
煤层气开采钻井新技术
煤层气井主要改造措施： 我国煤层的渗透率一般较低，铁法煤层 的渗透率在(0.99～14.85)×10-16m2(0.1～ 1.5毫达西)。如此低的渗透率必须进行改造 ，以便形成好的煤层气气流通道，达到高产 稳产的目的。在增产改造措施上，我们经历 了裸眼造穴、清水压裂→清水携砂压裂→大 规模高砂比高压力压裂的过程。 裸眼造穴，清水压裂 为了使煤层与井眼最大限度连通，解除 近井地带的污染，增大井眼有效半径，增大 煤层自由表面积，煤层采用了水力冲割造穴工艺
世界上约有20多个国家进行了煤层气的勘探开采工 作，热点在美国、中国、北欧、澳大利亚、俄罗斯等国 。特别是美国"开采煤层气热"在圣胡安盆地和黑勇士盆 地形成，各石油公司在这两个盆地所打煤层气井数量创 历史纪录。每口井成本约40万美元，大多数煤层气井深 914.4m，产气量都很高，日产2.83万m3(100万ft3)的气 井比比皆是，最高的一口井日产气量25.49万m3(900万 ft3)。美国煤层气年产量1995年为1.99×1010m3，约为 美国天然气产量的5%。