河南理工大学采气工程考点概述

采气工程考点概述

一、名词解释

1、采气工程：在人为干预下，有目的地将煤层气从地下开采到地面，并输送到预定位置。

2、采气工程方案：指贯彻气藏工程方案并适应于气藏地质特征和储层特点、能对气藏实施经济、高效开发的采气工程配套技术整体设计。

3、扩散：扩散是一种以分子形式进行的传质作用，其实质是气体从高分子密度区向低分子密度区的运动。

4、计划内检泵：根据该井的地质情况和生产需要进行定期检泵。

5、计划外检泵：由于抽油杆断脱；深井泵的柱塞、阀、阀座腐蚀磨损，漏失严重；砂卡和其它原因引起产气量、产水量下降，甚至不出水时需进行检泵。

6、常规修井：处于良好状态所进行的维护性作业和简单故障处理。

7、大修：处理套管、复杂井下事故，以及为达到某种特殊目的所进行的特殊作业。

8、洗井：将洗井所需用的封隔器下入产层之上坐封，用清水打入井中，进行循环洗井。把油管和油套管环形空间的脏物通过洗井返出液带出地面。

9、复杂打捞：当管柱、封隔器、电潜泵等掉井或在井内遇卡，用简单打捞已无法处理，而必须采用倒扣、爆炸松扣、钻磨套铣、切割等措施才能恢复煤层气井正常生产时，叫复杂打捞。

10、导向技术：指针对气藏特点、不同开采阶段的主要矛盾，以及工艺技术的薄弱环节，把研究的重点放在能影响采气工艺技术发展方向的重大课题上，从宏观上加以控制和引导，使其能按照气藏开发的演变有针对性地发展工艺技术。

二、填空

1、对于给定的应用条件，要设计最优电泵举升系统需要：气井完井资料、气层数据、井场环境条件

2、煤层气开发的两种方式：地面排采、井下排采

3、煤层气井水力压裂泵注程序中各阶段液体根据作用分别是：前置液、携砂液、顶替液

4、要将吸附在煤层中的煤层气开采到地面经历的三个过程：从煤基质孔隙的表面解吸，通过基质和微孔隙扩散到裂隙中，以达西流方式通过裂隙流向井筒运移

5、煤层气在储层中吸附量大小的主要因素：压力、温度、水分含量、煤阶、煤的显微组分、煤孔隙特征

6、煤层气垂直井排采时一条曲线指：排采动态曲线；

四种流态变化：饱和水单相流阶段、非饱和水单相流阶段、两相流阶段——井筒四周压力几乎平稳传递、两相流阶段——压力仅在某些方向传递

7、套管损坏的三种情况：变形、破裂、断错

8、煤层气产出条件可从哪三方面阐述：物质基础、流动通道及能量系统

9、中联公司勘探煤层气的一般流程：地震、钻井、取芯分析、注入/压降试井测试、压裂、排采试验、数值模拟

10、影响煤层气开采的物质基础：一定的资源量；

连接气体赋存空间与外部环境的重要纽带：渗透能力的大小；

影响煤层气的开采难易程度及采收率：解吸能力的强弱

11、变速电泵由三部分组成：井下组成部分、中间部分、地面部分；

其中地面部分包括：变速控制器、升——降压变压器、井口装置、接线盒

12、理论上扩散分为三种类型：努森扩散、体积扩散、表面扩散

13、排采过程中影响煤储层压力传递的主要因素：煤层含水性、煤储层边界、煤储层渗透性、含水层、储层压力梯度

14、排采关键参数包括：排液数据、采气数据

15、煤层气三种赋存状态：溶解态、游离态、吸附态

16、人们普遍认为的检泵的两种情况：计划内检泵、计划外检泵

17、煤层气井三种常见排采设备：梁式泵、螺杆泵、电潜泵

18、扩散是一种一份子形式进行的传递作用，其原动力是：浓度差及能量差的客观存在；主方向是：从高浓度区向低浓度区运移；最终达到：浓度平衡

19、常见清砂方法：冲砂和捞砂

20、采气工程方案设计特点：综合性、特殊性、系统性、超前性、优化性

21、气井大修包括：处理卡钻、套管处理、复杂打捞、加深、侧钻等作业

三、简单

1、分析排采曲线，计算临界解吸压力

2、从储层特征、压裂工艺改造分析产气潜力，给出建议

3、垂直井排采阶段划分，各阶段特征

第一阶段：饱和水单相流阶段

排采初期，煤层裂隙中水开始流动, 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。

第二阶段：非饱和水单相流阶段

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。

第三阶段：两相流阶段——井筒四周压力几乎平稳传递

压力进一步下降，气体形成流线，水相渗透率下降，气相渗透率增加，井筒四周储层改造几乎相等，处于两相流井筒四周压力几乎平稳传递阶段。

第四阶段：两相流阶段——压力仅在某些方向传递

压裂储层改造的非均等性，排采继续进行，达到某些方向改造边界时，当原始渗透率与改造后渗透率相差较大时，进入两相流压力仅在某些方向传递阶段。

4、现场排采经验和工作技术要点

（1）在排采过程中，应根据水文地质条件和不同阶段的产水量，优选抽排参数以控制抽排速度。排采强度过大，会引起煤层颗粒的运移，导致渗透率下降且损害设备，特别是对含水性差的煤层，应严格控制抽排速度。强度过小,使排采周期过长。

（2）在选择排采设备时，应满足不同阶段的排采要求，保证排采工作连续顺利进行，有利于地层整体均衡降压,提高采收率。

（3）为延长煤层的采气高峰期，井底流压不能降得过低、过快，要维持一定的井底回压；更不能盲目地进行负压排采,以防止产气量的急剧下降。

（4）井底流压降到临界解吸压力以下时，要随时监测液面高度，及时调整抽排速度，严格控制生产压差,以扩大解吸半径，延长产气高峰期。

四、论述

1、梁氏泵和螺杆泵的工作原理和特点

（1）梁氏泵

①工作原理：柱塞在泵筒中往复运动；

②特点：由泵管和柱塞组成，排水量较低、价格便宜、维护量大；

（2）螺杆泵

①工作原理：转子在定子中转动；

②特点：转子和定子组成，价格较贵、维护小，防砂、煤粉能力强，占地面积小。

2、排采不同阶段各物性参数变化的内在机理

（1）饱和水单相流阶段：排水是压力降低的主要方式；压降是引起煤体内部结构发生一系列变化的根本；

（2）两相流压力平稳传递阶段：压力变化、孔隙度变化和产气量变化构成了此排采阶段的外循环；应力变化、气含量变化、渗透率变化构成了此排采阶段的内循环。由于外循环的影响，带动了内部循环的进行。控制压力变化是控制整个系统循环进行的基础。

（3）两相流压力仅在某些方向传递阶段：进入此阶段，在两个方向上压力传递很慢甚至不再传递，气体不再产出，压力、孔隙度、产气量不再变化；在另两个方向上，压力继续传递，且速度相对较快，则会引起内循环的一系列变化。

（4）内在机理：压力变化、孔隙度变化、产气量变化构成了煤层气垂直井排采的外循环；应力变化、气含量变化和渗透率变化构成了煤层气垂直井排采的内循环。而这一切都是靠地质接口——压力变化来衔接的。

3、描述煤储层三种几何模型的核心思想，三种模型各自认为煤层气是如何从煤体中运移到井口

（1）双重孔隙结构模型

煤层气由基质孔隙解吸扩散到割理系统，然后沿割理以达西流运移到井筒。煤储层渗透性的主要贡献者为外生裂隙，在无烟煤中更是如此，割理的主要贡献是沟通了基质块与外生裂隙的联系。

（2）双直径球形模型

由该模型可知煤储层渗透性的主要贡献者为外生裂隙，在无烟煤中更是如此，割理的主要贡献是沟通了基质块与外生裂隙的联系。煤层气由基质微孔隙表面解吸扩散至基质大孔隙中，继而由基质大孔隙扩散至井孔产出。即在这类储层内不存在达西流。

（2）三元结构模型

宏观裂隙、显微裂隙、孔隙