煤层气排采中的技术管理

赖捷

摘要：本文主要对煤层气排采技术管理和气排采中注意的问题进行了阐述，希望对煤层气排采工艺技术水平的提高提供了有益的帮助。

关键词：煤层气 排采 生产管理

中国煤层气资源丰富， 地质资源量36.8 ×1012m3 。煤层气井产量主要受控于资源条件、钻井工程因素及排采工艺几个方面。排采技术是煤层气开发非常重要的一个环节。毋容置疑， 中国的煤层气产业已经进入了排采的时代， 排采工艺在某种程度上已成为我国煤层气产业发展的瓶颈， 重视和加强排采工艺的研究具有重要的理论和现实意义。

1煤層气储层排采机理

1.1煤层气储存机理

煤层气的主要成分为甲烷，煤储层为煤层气的储集空间以及运移空间。煤层气在煤储层中主要以游离态、吸附态以及溶解态三种形式存在，其中，吸附态煤层气主要存在于煤储层的微小孔隙中，而游离态、溶解态煤层气主要存在于煤储层裂缝中。

游离态、溶解态煤层气存在于煤储层裂缝中。游离态煤层气可在煤储层中自由流动，溶解态煤层气是溶解于水中的甲烷气体，随着压力的降低溶解度降低；吸附态煤层气是煤层气存在的主要形式，影响煤层吸附量的主要因素为温度、压力、煤质以及煤结构等。随着储层压力的增加，煤层的吸附能力增加；随着储层温度的升高，煤层的吸附能力下降；随煤层中水分的增加，煤层气吸附能力下降。

1.2煤层气产出机理

煤层气在储层中的吸附随着压力的降低而降低。煤层气的生产就是通过排放出储层中的地层水降低储层压力，降低吸附能力达到排水采气的目的。排水采气过程主要分三个阶段：单相流阶段，随着井筒中水排向地面，压力差的作用使得地层水不断排出，在降低到临界解析压力以前，储层中只有地层水流动；非饱和单相流动阶段，随着储层压力的降低，达到临界解析压力后，储层中析出煤层气在水中产生气泡，但此时气泡未连续，并不发生流动仍为水相流动；两相流动阶段，随着压力的进一步降低，气泡连续起来形成连续流，此时储层中流动为气水两相流动。

2排采技术管理

2.1合理选择排采工艺

根据排采的具体情况，选择合理的工艺技术，在排采中，国内外常见的人工举升方法有多种工艺技术。优选管柱自喷排水采气法适用于开采初期，但是如果井底的压力比机械举升的井底流压要高，不能使用这种工艺。采用人为的方式，使液体在井筒中的压力梯度下降，促使井液能够自喷到井口，是泡沫排水采气法，这种方法下井底流压不理想，而且需要向井底加入起泡剂，会增加一定的成本。水力喷射泵排采法需要利用高压大排量泵，向井内注入清水循环，产生抽汲作用，将混入清水的地层流体带到地面。这种方式能够帮助气井恢复产能，具有推广价值。气举排采法适合大排量井作业，一次性投资比较大，风险也比较大。电潜泵排采法适合大排量井，但是排量控制不灵活，维修费用比较高，在生产过程中，电潜泵的应用会受到限制，电潜泵的耐腐蚀性不高，耐温性也比较差，检泵费用高，作业繁琐。有杆泵排水采气法维修费用相对比较低，但是需要考虑气体的影响，排量不能过高。国内常用的方式是有杆泵排采法，在排采中需要考虑降低流压、气体影响因素以及煤层的供液能力。

2.2加强地面采集设备管理

设备是排采的基础，关系着排采技术的顺利实施，在排采中，要加强设备的管理，保证排采的安全和顺利。煤层气井的采气条件是井底压力较低，在人工举升排水完成后，还需要其他的地面设备的配合，比如机器增压设施，气水分离设备等。低压采集系统包括水蒸气分离器、压力控制器、脱水分离器、涡轮流量计、泄压安全阀等。随着科学技术的发展，煤层气自动化开采发展迅速，出现了多种生产自动化系统，能够有力地节省人力、物力、财力等，改善井的质量和管理条件。在排采过程中，要严格按照机器设备的要求，规范操作，并对设备进行定期检修，保证作业质量。

3煤层气排采中注意的问题

3.1煤层气井简井结构

一般的煤层气井简井都是在先套管，然后在管内加入排采泵，这样做可将水气在筒中实现初步的分离工作，又减少了筒内液体的上返压力。其次，要把‘口袋留足。当煤层气井井眼钻到几十米深时，会产生一个‘口袋，它主要是用来降低井底地带的含水饱和度，能够定期清除、防止埋掉产气层的煤粉和大颗粒沉积物，同时还能起到水气分离的作用，提高煤层气产量。

3.2井斜对排采的影响

井斜坡度大对排采设施将产生很大影响，它能使油管受损，磨断抽油杆，造成液体外露，电阻也会随着设备磨损而随之增大，导致抽油机无法正常运行工作。所以，在钻井施工中要注意这个问题，避免日后排采作业造成影响。

3.3管柱中采用防砂方法

防砂问题经常会出现，尤其是大多数排采都经过压裂改造，而且高强度的排采极为容易出现泵被砂卡的现象，所以在排砂上要选用筛管较宽的双层砂滤管。

4总结

煤层气排采工艺技术在开采煤层气中不可缺少，排采技术的高低也影响着开采工作的质量和效率。本文通过对排采工艺技术的研究，提出了其中所应该注意的问题，并给出具体建议，促进技术水平的提高与上升，增加煤层气的产量，对我国煤层气排采工艺技术起到了一定的指导意义。

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（作者单位：中石油煤层气有限公司临汾分公司）