煤層氣勘探開發(fā)流程與技術(shù)-2課件

試井是一種以滲流力學(xué)理論為基礎(chǔ)，以各種測試儀表為手段，通過對油氣井或水井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的測試來研究油、氣、水層和測試井的各種物理參數(shù)、生產(chǎn)能力，以及油、氣、水層之間的連通關(guān)系的方法。

試井可以提供包括滲透率和儲(chǔ)層壓力在內(nèi)的、用于評價(jià)煤層甲烷氣井生產(chǎn)潛能、采收率和經(jīng)濟(jì)可行性的重要資料，并可進(jìn)行水力壓裂井裂縫長度和裂縫導(dǎo)流能力的估算。

試井過程包括現(xiàn)場測試和試井解釋兩個(gè)階段。6、煤層氣試井技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

注入/壓降試井是以恒定排量將水注入儲(chǔ)層，在井筒周圍形成水飽和狀態(tài)后關(guān)井。注入和關(guān)井階段都用井下壓力計(jì)記錄井底壓力，根據(jù)注水排量和壓力數(shù)據(jù)求得滲透率、儲(chǔ)層壓力等參數(shù)。

進(jìn)行注入/壓降試井最關(guān)健的考慮因素是地層破裂壓力。如果在注入階段超過了破裂壓力，則計(jì)算出的滲透率偏高。注入/壓降試井曲線6、煤層氣試井技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

①流體的注入提高了地層壓力，保證了在測試過程中為單相流；它適用于負(fù)壓、正常壓力和超壓等各種情況的煤層氣井。

②不需要井下機(jī)械泵送設(shè)備，簡化了操作步驟，降低了成本。

③可以用標(biāo)準(zhǔn)試井分析方法來分析，結(jié)果比較可靠。

④探測半徑較大；時(shí)間相對較短。注入/壓降試井的主要優(yōu)點(diǎn)6、煤層氣試井技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

第一，地層傷害。其一，由于注入的流體可能與地層的化學(xué)環(huán)境不相容，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生傷害。其二，有可能注入了會(huì)堵塞產(chǎn)層的微粒，產(chǎn)生傷害。因此，把取自被測試層位的地層水回注到測試井中是很理想的。至少應(yīng)當(dāng)采用與地層和氣藏流體相容的淡水。

第二，壓開地層。由于注入過程中排量控制不好，使井底壓力超過了測試層的破裂壓力就可能會(huì)壓開地層，產(chǎn)生裂縫。這種裂縫會(huì)產(chǎn)生認(rèn)為是自然滲透率或井筒傷害的假象，使測試不可靠。因此，在注入壓降過程中一定要保證井底壓力低于地層破裂壓力。注入/壓降方法主要缺點(diǎn)6、煤層氣試井技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

兩種模型：描述徑向流的模型和描述水力壓裂井的模型。

徑向流模型——描述的是裸眼井或未經(jīng)水力壓裂激化的套管井中的水流。

線性流模型——用來描述水力壓裂井中的流動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)樗毫迅淖兞私貛У乃鳡顟B(tài)，形成了較強(qiáng)的線性水流。試井分析模型6、煤層氣試井技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)原地應(yīng)力測試，一般采用微型壓裂法。測試時(shí)用注入泵以大排量向煤層注水，迅速使煤層產(chǎn)生裂縫，對壓降曲線進(jìn)行分析，獲得裂縫的閉合壓力。原地應(yīng)力測試6、煤層氣試井技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)美國煤層增產(chǎn)措施發(fā)展趨勢射孔、壓裂壓裂液的多樣化及改進(jìn)壓裂、洞穴完井壓裂、裸眼洞穴，羽狀井、注氣置換7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)煤層壓裂形成的復(fù)雜裂縫7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)壓裂液對煤儲(chǔ)層傷害情況對比7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)水力攜沙壓裂氮泡沫壓裂7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)注N2/CO2提高煤層氣采收率技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)壓裂工藝技術(shù)分層壓裂工藝技術(shù)多薄層限流壓裂技術(shù)射流分層壓裂技術(shù)7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)加拿大。多薄煤層。大排量氮?dú)猓o支撐劑）連續(xù)油管壓裂技術(shù)。效果良好。連續(xù)油管壓裂技術(shù)7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)施工參數(shù)◆施工排量：7m3/min◆量比：中砂：粗砂＝2:1◆加砂規(guī)模：每米射孔段加砂量9-11m3

◆前置液比例：攜砂液的35%◆平均砂比：15%

特點(diǎn)◆工藝簡單，安全◆施工成本低◆能滿足大排量的要求(大于7m3/min)光套管壓裂技術(shù)

7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)壓裂層壓裂層閘門返排管線絲堵接泵車壓力表防噴器閘門水力錨壓井閥滑套射流器射流器接球器單流閥壓井閥高速流區(qū)粘滯區(qū)粘滯區(qū)靜液區(qū)靜液區(qū)噴嘴特點(diǎn)◆不動(dòng)管柱一次壓兩層◆不用額外射孔作業(yè)◆較少的壓裂液可滿足壓兩層要求◆滿足4-5m3/min排量的要求射流分層壓裂技術(shù)

7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)特點(diǎn)◆一次壓兩層◆保護(hù)煤層上部套管◆滿足煤層壓裂5-7m3/min

排量的要求水力錨Y344封隔器脫接噴砂器Y244封隔器低強(qiáng)度套管高強(qiáng)度套管壓裂層壓裂層一趟管柱分壓兩層工藝技術(shù)7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)活性水壓裂液活性水壓裂液特點(diǎn)

◆分子量?。?00－400◆粘度低：1.0mPa/s◆殘?jiān)簾o◆對煤層傷害：低◆摩阻高：清水100%◆應(yīng)用于常規(guī)煤層壓裂7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)特點(diǎn)◆

分子量小：300－400◆粘度較高：15.0mPa/s◆殘?jiān)狠^少◆對煤層傷害：低◆摩阻低：約為清水的30%◆應(yīng)用于井場較小、施工壓力較高的煤層氣井清潔壓裂液的掃描電鏡照片清潔壓裂液+鹽”體系的掃描電鏡照片低成本清潔壓裂液7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)特點(diǎn)◆對煤層傷害低◆使煤粉在壓裂液中均勻分布，降低施工壓力◆在排液時(shí)，煤粉隨著壓裂液排出地層，避免堵塞裂縫通道◆應(yīng)用于井徑擴(kuò)徑較大、煤質(zhì)疏松的煤層未添加煤粉分散劑已添加煤粉分散劑煤粉分散壓裂液技術(shù)7、煤層氣增產(chǎn)改造技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)8、排采技術(shù)單井和井網(wǎng)狀態(tài)下泄壓面積

煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)排采地面設(shè)備與工藝流程示意圖8、排采技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)8、排采技術(shù)單曲柄游梁式有桿抽排機(jī)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)該泵使用變頻系統(tǒng)，控制電機(jī)供電，可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)無級調(diào)速，避免停機(jī)造成井下壓力波動(dòng)和煤粉沉降。防抽空變頻螺桿泵8、排采技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)根據(jù)煤層氣排采特點(diǎn)，改進(jìn)了油氣井使用的電潛泵，實(shí)現(xiàn)井下水、氣和煤粉多相的混合抽排。設(shè)計(jì)排量50方、含煤粉30%（質(zhì)量比），含氣40%（體積比）。井下混抽式電潛泵8、排采技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)井下排采泵防氣措施

將泵放置到煤層以下。排水泵以下安裝沉降式氣錨或者螺旋式氣錨防煤粉措施

泵以下安裝繞絲篩管、沉砂管、“小泵慢抽”、“間歇式排采”時(shí)使用防砂卡泵（實(shí)心柱塞泵）防砂卡泵原理圖防氣、防煤粉排采技術(shù)8、排采技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)煤層氣排采模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備8、排采技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)煤層氣田集輸工程是煤層氣井采出氣、水收集、處理、計(jì)量、加壓的工藝過程。包括井口-采氣管線-閥組-集氣管線-增壓站，抽出水-水池（處理廠）相鄰的煤層氣田通過輸氣管線匯集外輸，輸氣管線有首站、末站之分，管線起點(diǎn)的增壓站也叫首站，管線末點(diǎn)的站也就是末站。

煤層氣集輸工程定義和范圍9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

在煤層氣井井筒內(nèi)底部是氣水共存的，水在油管內(nèi)被抽出，氣從環(huán)形空間產(chǎn)出；氣水參數(shù)及處理，以沁南為例：從沁水盆地南部煤層氣井產(chǎn)出氣體成份主要是甲烷，一般在90%以上，其余含少量CO2、N2等；從沁水盆地南部煤層氣井產(chǎn)出水分析，偏堿性水，礦化度在3000mg/l左右，符合國家外排水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但氟化物含量較高，不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。9、地面集輸技術(shù)煤層氣井產(chǎn)物煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)煤層氣井產(chǎn)出的特征決定了煤層氣的集輸是多井、低產(chǎn)、低壓的特點(diǎn)，井間壓力干擾對產(chǎn)量的影響突出在集輸系統(tǒng)中，煤層氣井流動(dòng)壓力低，必須要進(jìn)行增壓輸送，從而擴(kuò)大集輸半徑，降低井間壓力干擾。采取措施：一設(shè)計(jì)中優(yōu)化管網(wǎng)、站場布局，應(yīng)加強(qiáng)井站組合、壓力系統(tǒng)計(jì)算；二應(yīng)加強(qiáng)煤層氣行業(yè)專用設(shè)備材料的研制。9、地面集輸技術(shù)煤層氣田集輸工程的特點(diǎn)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

采用成熟可靠的工藝，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)、自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)低成本高效運(yùn)營9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)根據(jù)煤層氣井產(chǎn)量低、井口壓力低等特點(diǎn)，經(jīng)過不斷的工業(yè)試驗(yàn)和簡化優(yōu)化，目前形成了“低壓多井串接、單井簡易計(jì)量、二地增壓、集中處理”等新的集輸工藝技術(shù)，形成適合于煤層氣的地面工程總體工藝流程。9、地面集輸技術(shù)煤層氣地面集輸系統(tǒng)方案煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)

低壓煤層氣由氣井套管采出，通過井場計(jì)量后與其它單井采氣管線串接，匯集到采氣干管進(jìn)入集氣站；在集氣站經(jīng)過分離、增壓至1.6MPa計(jì)量外輸進(jìn)入集氣支干線，最終進(jìn)入中央處理廠增壓脫水后外輸至輸氣管道。煤層氣集輸總體工藝流程

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)（1）多井串接工藝根據(jù)山西沁水煤層氣井壓力和產(chǎn)量等地質(zhì)方案，確定采用井間串接工藝，井間串接工藝指通過采氣管線把相鄰的幾口氣井串接到采氣干管，在采氣干管中匯合后集中進(jìn)站。集氣站煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)多井串接適應(yīng)低壓、低產(chǎn)氣田開發(fā)。該方式通過把相鄰的幾口氣井相互串接，匯合后通過采氣干管進(jìn)站，大大提高了集氣站的轄井?dāng)?shù)量，簡化了采氣管網(wǎng)，降低了工程投資。單井集氣站外輸集氣干線集氣支線中央處理廠多井串接進(jìn)站示意圖煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)（2）單井濕氣計(jì)量工藝

由于各單井采用了多井串接工藝，數(shù)口氣井的煤層氣進(jìn)集氣站前已匯合，故計(jì)量必須設(shè)置在井口。由于井口氣體為未分離的帶液煤層氣，井場無人值守、且需要將氣井的流量、壓力和溫度等參數(shù)上傳，推薦采用簡易旋進(jìn)流量計(jì)進(jìn)行單井帶液計(jì)量。煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)（2）單井濕氣計(jì)量工藝井場工藝流程煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)占地面積為25m×20m，約0.75畝井場平面渲染圖煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)3集氣站和中央處理廠“2地2級”增壓工藝

煤層氣井口壓力為0.2～0.5MPa，無法滿足外輸要求，必須增壓?？紤]井口壓力低，單井產(chǎn)量低等因素，推薦采用集氣站和處理廠“2地2級”增壓工藝。煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)集氣站工藝流程示意圖進(jìn)站區(qū)分離器壓縮機(jī)計(jì)量外輸煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)集氣站渲染圖9、地面集輸技術(shù)煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)進(jìn)站區(qū)三維模塊示意圖進(jìn)站區(qū)現(xiàn)場照片模塊設(shè)計(jì)9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)分離器三維模塊示意圖分離器現(xiàn)場照片9、地面集輸技術(shù)模塊設(shè)計(jì)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)閃蒸分液罐三維模塊示意圖閃蒸分液罐現(xiàn)場照片9、地面集輸技術(shù)模塊設(shè)計(jì)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)阻火器區(qū)三維模型示意圖阻火器平臺(tái)現(xiàn)場照片9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)干線來氣清管接收過濾分離增壓裝置脫水裝置外輸計(jì)量清管外輸干線計(jì)量中央處理廠工藝流程煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)中央處理廠渲染圖煤層氣集輸工程工藝技術(shù)特點(diǎn)

9、地面集輸技術(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術(shù)（4）防腐采氣管線和集氣支線外防腐層采用聚乙烯膠粘帶加強(qiáng)級結(jié)構(gòu)；Φ457和Φ406.4干線，外防腐層采用三層PE結(jié)構(gòu)。（5）通信工程充分利用地方移動(dòng)GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸和通信光纜線路