煤层气钻井简介65页PPT
煤层气井排采理论与技术PPT课件
煤具有更强的吸附能力 有限的降压和极有限的基质孔隙空间
几乎是恒定的温度
影响因素
煤质、基质孔隙内表面积等
解吸为游离态的煤层气逸散速度等
煤层气产出机理
解吸与吸附的差异：
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。
煤层气产出机理
煤层气赋存状态：
证据有三： (2) 煤层气开发实践进一步证实，煤层气以吸附为主的赋存特点。
几乎所有煤层气井都是在排水降压之后才开始产气的，不具备游离气产 出的特征。
煤层气产出机理
煤层气赋存状态：
证据有三：
(3) 尽管煤层孔隙及裂隙中充满了水，但水溶甲烷量相对实测煤层 气含量值而言是微不足道的。
或接近测吸定附饱误和差状态，很少有吸附过实饱验和状误态差。
解吸是一个相对较快的过程
测试误差
误差
这一事实充分证明煤层气的赋存状态以吸附为主。
产液参数：动液面、CL、PH值、含砂、产水量；
煤层气井排采过程中产层伤害的3 5主要原因与伤害机理：
煤热演化生成的煤层气足以满足煤的吸附
而对常规天然气生产却恰恰相反3 0，井间干扰会导致常规天然气产量大幅度锐减。
煤层气产出机理
解吸动力学特征及解吸类型：
（3）扩散解吸 根据分子扩散理论，只要有浓度差存在，就有分子扩散运动，这是气
体分子热力学性质所决定的。研究表明，甲烷气体分子在煤的孔隙内表面 得以高度富集，这就与孔隙、裂隙内的流体构成了高梯度的浓度差，这种 浓度差迫使甲烷分子扩散，从而造成非常规解吸。基于扩散的普遍存在性， 因此扩散解吸也是煤层气开采过程中煤层气解吸的重要的一种作用类型。 鉴于扩散解吸的实质是由于浓度差造成的扩散而导致的“解吸”，因此这 种扩散的本身是偶于“解吸作用”之中的，是解吸作用与扩散作用的耦合。 从解吸的角度，称之为“扩散解吸”。
煤层气排采技术(共71张PPT)
WeatherFord公司地面驱动螺杆泵示意图
电缆
油管 导流罩
螺杆泵 吸入口
其中柔性轴、减速器保护 器、减速器、电机下保护
器、电机、电机上保护器
出口等部件均在导流罩里 面。
Progressing Cavity Pumps
The Progressing Cavity Pump (PCP) is a positive displacement pump that consists of a single external helical rotor that rotates
排采设备简况
设备类型
梁式泵 （有杆泵）
型号
CYJY31.5
-6.5HB
理论排量
3
m/d
5.963.85963
8
优点
泵的价格 便宜
缺点
维护量大, 防砂、 粉能力差
螺杆泵
GLB30021
维护量小、 15.2-50 防砂、
煤粉能力强
换泵的价 格
较高
电潜泵
QYB101Q YB101-5050--500S
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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。
假设储层压力梯度较大，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。
排水采气要求
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；
假设煤层富水性弱，那么需根据围岩与煤层的连通状
地面钻井开发煤层气简介
・技术研究・地面钻井开发煤层气简介太原工业大学 师明善 摘 要 介绍国内外地面钻井开发煤层气的现状和我国开发煤层气所遇到的问题及今后的对策。
煤层气,俗称矿井瓦斯。
是指储集在煤层中的天然气。
由于甲烷是煤层气的主要成分,故又称煤层甲烷。
含煤地层的有机质在成煤作用过程中,生成的伴生气态碳氢化合物的总量叫作煤型气。
而未经运移,残留在生气煤层,约占总量的3%～24%的部分就是煤层气。
其余经过运移的是煤型气,大部分呈分散状态,在目前的技术条件下几乎没有工业意义。
还有一小部分经过运移,又集聚在地质圈闭构造中,形成气藏的煤型气就是极具工业价值的天然气藏,世界上天然气储量的70%～80%来自煤型气,其余的份额为油型气。
有史以来,矿井瓦斯一直被看作是爆炸和突出的危险气体,为了安全生产,矿井瓦斯必须排放。
随着科技的进步,人们认识到:一方面排放到大气中的甲烷是一种具有强烈温室效应的气体;另一方面它又是远比煤炭洁净的能源。
为了减少采煤过程中甲烷的排放量,改善地区和全球大气环境,保证矿井安全生产,提供新的洁净能源,用来补充地方能源供应,我国90年代初开始对煤层气进行资源勘探和评价,结果说明我国煤层气资源十分丰富,约达35万亿m3.1992年联合国开发计划署资助《中国煤层气资源开发项目》; 1993年煤炭部把煤层气开发利用列为中国煤炭工业三大发展战略之一,并成立了煤层气领导小组;1994年颁布了《煤层气勘探开发暂行规定》,国家开发银行也为此拨了配套资金;1995年煤炭部、地矿部和石油天然气总公司先后成立了专门研究与开发机构,并在北京召开了国际煤层气会议。
山西素以煤著名于世。
煤田规模大、分布广、煤层大、层位多,煤的变质程度高,隐伏地质圈闭构造多,对煤层气的形成和存储十分有利。
据中国矿业报载:全省蕴藏在2000m 以内的煤层气储量约为115万亿m3,加上远景资源量达318万亿m3,目前因采煤每年排放的煤层气为30～90亿m3.境内具有良好圈闭条件的地质构造近百处,特别是河东煤田和沁水煤田最多。
煤层气固井技术精品PPT课件
2． 高强泥浆技术
解决长封固段低压容易漏失的目的层封固
4． 低温促凝、高早强、微膨胀固井水泥浆技术
高强度水泥环质量，解决产层水气同存地层封固
5． 无沉降分离，低滤失低密度水泥浆技术
解决大斜度或水平井固井质量问题
6． 高流变性、高强度、低密度水泥浆和低速塞流固井工艺技术
HDC 固井工艺技术和固井水泥浆技术在煤层气中的应用 问 题
---------------------------------------------------------------------------------------- 解 决
1． 低温膨胀水泥浆技术
了！
解决煤气层中因气侵导致的固井串槽问题
不规则井眼、大井眼目的层固井封固质量
7． 双级注水泥工艺技术
解决不同压力和地层介质目的层封固质量
1煤层气固井技术与工艺
(1) 煤层气固井技术要求
水泥返高计算：
H＝（Fd/10-ρm）×hd/(ρc-ρm)
Fd——煤储层破裂梯度，kPa/m； ρm——固井时井内钻井
液密度，g/cm3；hd——煤层深度，m； ρc——最大水泥浆平均密
注5：表层必须用G级以上水泥固井，水泥要返至地面。技术套管水泥返高按设计。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的 ，所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
(全部)煤层气课件
一,煤层气勘探开发的意义1、能源意义煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。
2、安全与减灾的意义煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。
在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。
3、环境意义煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。
4，形成新的支柱产业煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。
可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长5、巨大的经济意义通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3 。
对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。
地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。
预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。
二，煤层气生成过程1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。
地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。
鉴别指标：Ro小于0.5%。
气体成因：生物成因气通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。
2、变质作用阶段地层条件：高温（大于50）。
鉴别指标：Ro大于0.5%。
煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。
由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。
气体成因：热成因气三，煤层气开发过程渗透率动态变化的影响因素地质因素：地应力埋藏深度天然裂隙煤体结构储层压力水文地质条件流体介质毛管力、贾敏效应等（在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）；另一方面煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）。
煤层气开采技术课件
煤层气开采技术在油气区的应用
伴生气回收利用
在油气区，煤层气作为伴生气资源丰富，煤层气开采 技术可用于伴生气回收利用，提高油气采收率。
提高采收率
在油气开采过程中，煤层气开采技术可以与油气开采 技术相结合，提高油气采收率。
降低生产成本
通过煤层气开采技术回收利用伴生气，可以降低油气 生产成本。
煤层气开采技术在非常规油气资源开发中的应用
随着全球能源结构的调整和清洁能源的推广应用，煤层气开采技术将促进能源结构的多 元化发展，为全球能源的可持续发展做出贡献。
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伴生气回收利用案例
介绍某油气田采用煤层气开采技术进行伴生气回收利用的成功案例， 包括技术方案、实施效果等方面的分析。
页岩气开发案例
介绍某页岩气田采用煤层气开采技术进行页岩气开发成功案例，包 括技术方案、实施效果等方面的分析。
05
煤层气开采技术发展趋 势与展望
煤层气开采技术的发展趋势
煤层气开采技术向高效、低成本发展
压裂工艺
压裂工艺包括水力压裂、酸压 裂等，根据煤层条件和开采需
求选择合适的工艺。
煤层气开采的排采技术
01
02
03
排采技术概述
排采是将开采出的煤层气 通过排水、排渣等方式进 行收集和处理，以便于输 送和利用。
排采设备
排采设备包括排水泵、排 渣泵、分离器等，用于将 煤层气与水、渣等杂质分 离。
排采工艺
04
煤层气开采技术应用与 案例分析
煤层气开采技术在煤矿区的应用
煤矿瓦斯治理
煤层气资源开发
在煤矿区，煤层气资源丰富，煤层气开采技术可用 于开发煤层气资源，提高能源利用效率。
煤层气钻井简介
• 1、井架 • 井架是钻采机械提升系统的重要组成部分 之一。它是一种具有一定高度和空间的金 属结构物，并且具有较好的整体稳定性。 • 1）井架的组成 • 井架是悬挂游动系统的基本，它主要由主 体、人字架、天车台、二层台、工作梯、 立管平台、钻台和底座组成。
• 2、游动系统 • 在钻机的提升设备中，将天车、游车和大 钩用钢丝绳把它们连接起来，就组成了一 个复滑轮系。又称为钻机的游动系统。 • 3、提升绞车 • 绞车是构成提升系统的主要设备，是组成 一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作 机之一。
• ⑶顶胶塞并开始替钻井液。 • ⑷碰压：替钻井液后期，泵压不断升高，当胶塞 座在回压凡尔的生铁圈时，泵压突然升高，即为 碰压，此时注水泥工作结束。 • ⑸候凝：碰压后，说明套管内水泥浆全部替出， 这时要候凝。候凝有时采用憋压候凝，有时采用 敞压候凝。憋压候凝时要注意由于水泥浆凝固放 出的热量会使井口压力增高，这时要按固井施工 要求定时、定量在井口进行放压。敞压候凝时， 要注意套管内是否有钻井液不断流出，要分析井 下回压凡尔的可靠性，以防水泥浆进入套管内， 造成“灌香肠”。 • 生产套管固完井24小时后电测固井质量和试压。 两项都合格后，应上好井口“帽子”并点焊牢固。 然后交井。
• • • •
2、PDC钻头 1）型号表示法 2） PDC钻头的选择 ① 根据钻井方式选择钻头：直井应选择钻 速快、寿命长的钻头；定向井选择造斜或 稳斜性能好、适合于配井底马达的高转速 钻头。 • ② 根据地层情况选择钻头：包括所钻地层 的类型、硬度、岩性等。 • ③ 根据钻井条件选择钻头：如设备能力 • ④ 根据钻井参数选择钻头：
• 3、使用注意事项 • ⑴吊卡规格与钻具尺寸相符、负荷台阶平 整无严重变形、磨损，活页销、保险销滑 润、活门扣合灵活、安全可靠。 • ⑵起下钻或下套管时必须使用保险插销和 小补心，坐吊卡时禁止猛顿猛砸，严禁崩 扣操作。 • ⑶禁止超负荷使用，禁止将绳套扣在吊卡 内提拉重物。 • ⑷吊卡坐转盘时应避开方瓦锁销并摆正， 使其两端受力均匀。
煤层气井开发认识与井控ppt
增产措施
针对煤层气的特点，制定相应的增产措施，如水力压裂、化 学剂注入等，以扩大生产规模、提高产能。
煤层气井的排采工艺与控制
1 2
排采方式
根据煤层气的储层特征和生产特点，选择合理 的排采方式，如抽油机排采、气举排采等。
工艺控制
在生产过程中，根据实际情况对排采工艺进行 调整和控制，以实现高效、稳定的生产。
环保政策
制定和实施相关环保政策，加强煤层气开发的环保管理，推动企业落实环保主体 责任，提高环保意识和能力。
煤层气井开发的可持续发展之路
优化开发技术
加强合作与交流
积极推广清洁生产技术和环境友好型的开发 方法，减少对环境的破坏和污染。
加强与其他国家和地区的合作与交流，引进 和吸收先进的煤层气开发技术和经验，提高 煤层气开发的效率和环保水平。
推动多元化能源结构调 整
加强社会监督
积极推动多元化能源结构调整，发展清洁能 源和可再生能源，减少对化石能源的依赖， 促进能源结构的优化和升级。
加强社会监督和参与，推动企业落实环保承 诺和责任，促进煤层气开发的可持续发展。
05
煤层气井开发案例分析
国内煤层气井开发案例
山西沁水盆地煤层气开发
该案例介绍了沁水盆地作为我国煤层气开发的典型地区，其 开发历程、技术应用和经济效益等方面的特点。
煤层气藏的分布
煤层气藏主要分布在构造单元的边缘和褶皱带内部，多与砂 岩、石灰岩等储层交互沉积。在我国，主要分布在华北、东 北和南方等地区的煤田。
煤层气藏的开发方式与技术
煤层气藏的开发方式
主要有两种开发方式，分别是井下抽放和地面开采。
煤层气藏的开发技术
主要包括钻井、完井、采气和储气等技术。钻井完井技术主要包括煤田直井 、斜井和水平井等；采气技术主要包括水力压裂、气体萃取和排水采气等； 储气技术主要包括储气库建设和运营等。
地面抽采煤层气ppt课件
一般来说，上部煤层通常采用套管
射孔完井;下部煤层可选用裸眼完井或裸
眼洞穴完井，但更常用的是套管射孔完
井.
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五完井技术五完井技术2m2m五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术2m2m五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术五完井技术筛管完井筛管完井筛管完井是指在钻穿煤层后把带筛管的套管柱筛管完井是指在钻穿煤层后把带筛管的套管柱下入煤层部位然后注水泥封隔煤层顶部以上的环下入煤层部位然后注水泥封隔煤层顶部以上的环形空间完井形空间完井
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五、完井技术
将套管鞋下 入顶板内，套 管鞋与煤层的 距离不要大于 2m，越靠近 煤层越好。
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五、完井技术
后期裸眼完井的优点:
1.降低了固井作业对煤层的伤 害，同时也避免了射孔和压裂作 业对煤层的伤害;
2.完井施工工艺比射孔完井简 单，节约了固井、射孔和压裂作 业费用，完井成本较低。
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五、完井技术
5.节约了固井、射孔和压裂作业费用，完
井成本低。
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五、完井技术
先期裸眼完井的缺点: 1.井筒稳定性差 2.不利于修井、后期强化增产
和分层开采 3.在采气过程中对煤粉的控制
和清除比较困难.
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五、完井技术
2 后期裸眼完井 后期裸眼完井是指在钻完全部设
计井深后，将生产套管下至煤层顶 部并固井的方法。
后期裸眼完井除要求具备先期裸 眼完井条件外，主要适用于对煤层 深度掌握不够准确的煤层气井。
筛管完井的局限性： 完井工艺相对复杂，与先期裸眼完井比较，完井作业实
施煤层保护的难度较大等。
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五、完井技术
4 裸眼洞穴完井