煤层气开采相关知识

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1、煤层气开采相关知识煤层气开采的主要流程是-钻井、压裂、排采，排采主要采用小型磕头机，4型抽油机，或者是采用螺杆泵抽采。煤层气排采技术中最关键的三个控制是：液面控制、套压控制、煤粉控制。摘要：近几年，随着煤层气开采越来越受到人们的重视，因此煤层气的排采提液就成了人们很关注的问题；本文将对在南川南煤层气区块进行螺杆泵排采工艺的应用及存在的问题进行分析，对造成检泵周期短的问题提出了一些改进措施。　　关键词：延川南煤层气螺杆泵应用及问题　　　　从2008年起，中石化华东石油局开始探索新能源领域，进入河东煤田南部区块（延川南区块）开展以煤层气为主的非常规油气勘探开发。河东煤田南部区块（延川南区块）煤层总

2、厚度达16m，含气量11-23.4m?/t，含气饱和度76.5-90.8%，具有高压、高渗、高含气量、高饱和度等特征，是煤层气开发的理想区域。　　结合该区域煤层储层特性在开采过程中广泛应用了螺杆泵排采工艺。　　　　一、螺杆泵组成及工作原理：由四部分组成（如图1-1）。电控部分：包括电控箱和电缆；地面驱动部分：包括减速箱和驱动电机、井口动密封、支撑架、方卡等；井下泵部分：包括螺杆泵定子和转子；配套工具部分：包括专用井口、特殊光杆、抽油杆扶正器、油管扶正器、抽油杆防倒转装置、油管防脱装置、防抽空装置、筛管等。　　螺杆泵的转子、定子副是利用摆线的多等效动点效应，在空间形成封闭腔室，并当转子和定子作相

3、对转动时，封闭腔室能作轴向移动，使其中的液体从一端移向另一端，实现机械能和液体能的相互转化，从而实现举升作用。　　　　二、螺杆泵应用及存在的问题　　螺杆泵在该区域的应用过程中出现了一些问题，该区域内目前应用螺杆泵排采工艺的煤层气井共14口，仅仅9个月就累计修井次数高达26井次，平均每口井每年修井次数超过两次以上。主要修井原因详见表2-1。　　综合分析泵堵死所占检泵比例31%，是该区域内检泵重点关注的类型；经分析造成堵泵的主要类型有两种，其中煤泥堵泵的比例最大，造成此类现象的主要原因是正常生产的中断引起的，由于正常生产中，使井内煤泥被输送至螺杆泵以上未出井口时，突然中断使煤泥沉积至泵腔内堵死，重

4、新启动后负载过大螺杆泵不能正常运行造成检泵作业。应加强泵的有效正常运行，减少长时间的中断运行次数；以及定期对井筒进行彻底清洗等工作，可大大减少堵泵现象的发生。　　其次泵的过早磨损占了检泵的比例23%；井下气液比过高及砂子对泵的磨损是造成泵严重磨损的主要原因，其中影响最大的原因的是井下气液比过高；因为螺杆泵在正常运行当中，转子部件在橡胶定子内旋转，需要通过井液对泵进行润换和冷却。由于气体起不到有效地润滑作用，所以当气液比较高的井液通过泵腔时，对泵的润滑效果降低，导致转子和定子在运行过程中摩擦生热，使定子的橡胶材料软化，最后造成了螺杆泵过早磨损。有很多因数可以造成泵腔内的气液比升高，其中包括井口环

5、空压力高、泵抽空和井下气液分离太差等。由于井口压力直接关系到煤层气的产出，因此必须调整地面装置的配置，尽量降低井口压力保证螺杆泵在正常条件下工作。　　此外泵抽空也是造成泵磨损的一个重要原因，由于螺杆泵的排量大于地层的产液能力，从而造成泵效的降低甚至是空载运行；此类问题要根据实际情况通过改变泵的型号，调整泵螺杆泵转速，或者进行间歇抽汲等办法对泵的抽汲能力进行调整，以适应地层的产液能力。　　井下气液分离太差也是影响泵腔内气液比升高的很重要原因；通过调整生产管柱结构及泵相对煤层的位置来改善。生产管柱结构可以在筛管之上增加气锚，以加强气液分离效果；以及螺杆泵吸入口相对于煤层的位置对井下气液分离有着很大

6、的影响，试验初期阶段，将泵下到煤层气以上避免砂子所造成泵的磨损问题，这样将会影响气液分离的效果，将螺杆泵的吸入口直接下至煤层以下，气液从煤层流出后依靠自重气液首先自动分离后，气体上浮进入套管，液体进入泵腔，减少了气体进入泵筒内腔所造成的磨损。　　砂子造成的磨损占泵磨损的33%，占所有检泵总量不到8%，这与螺杆泵本身性能有很大的作用，螺杆泵可以在磨损很小的情况下下去除井液中的砂子及煤粉。可以通过在压裂改造后进行大排量长时间冲洗井筒，减少井筒内的砂子及煤粉的存在。　　管柱脱落在检泵工作中占15%，占有相当大的比例；因为螺杆泵的转子在定子内顺时针转动，工作负载直接表现为扭矩，转子扭矩作用在定子上，定

7、子扭矩会使上部的正扣油管倒扣造成管柱脱扣，除此之外在出砂严重的井出现泵砂卡后抽油杆正向转动，造成管柱的相对反扭矩，也会使油管倒扣脱落；所以螺杆泵井的油管柱必须实施防脱措施。在增加油管上扣扭矩外可靠的防脱措施主要有，优化管柱结构，在螺杆泵定子下或是定子上下增加锚定工具，对螺杆泵定子进行固定，防止其相对转动造成管柱脱落；还可以使用反扣油管的方法来克服管柱脱扣的可能；另外加强管理，通过对电流表的观测来判