煤层气地面开发技术.doc

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1、第七章煤层气地面开发技术煤层气地面开发包括煤层气生产井的施工和后期的排采管理两部分内容，涵盖了煤层气生产井的钻井、测井、固井、增产改造、设备安装、排采等一系列程序。第一节主要内容：一、煤层气井完井方式1、裸眼完井裸眼完井又分为常规裸眼完井和裸眼洞穴完井。（1）常规裸眼完井通常，煤层气井裸眼完井是在煤层顶部下表层套管后，一直钻进煤层至设计深度终孔，将煤层用砂或砾石填满，然后将套管下到煤层上方并注水泥返至地表，再用空气或水冲洗井眼，使煤层裸露。（2）裸眼洞穴完井裸眼洞穴完井适用于高压、高渗透性厚煤层。该方法是在井底造一个大的洞穴，下入割缝衬管后进行排采作业。2、套管射孔完井套管射孔完井时

2、钻穿煤层直至设计井深，然后下生产套管至煤层底部“口袋”，注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿生产套管、水泥环并穿透煤层某一深度，建立起气流的通道。3、混合完井混合完井也叫多煤层完井，根据各煤层的特点和上下围岩的性质，使裸眼完井和套管完井在同一口井同时使用。混合完井的形式包括套管射孔完井、套管射孔+裸眼完井、裸眼洞穴完井等几种类型。一般情况下，上部煤层采用套管射孔或套管割缝完井，下部煤层采用裸眼完井或裸眼洞穴完井。4、水平井完井技术水平井完井由地面垂直向下钻至造斜点后，以中、小曲率半径侧斜钻进目的煤层，在煤层中按设计方向延伸几百米至上千米。水平井的水平段一般采用裸眼完井或英寸（11.43c

3、m）割缝衬管完井。二、煤层气井固井工艺向煤层气井的钻井井眼中下入套管，并在套管和井壁的环空中注入水泥浆，以加固井壁、封隔煤层的施工程序叫固井。通常煤层气井从大到小要下两至三层套管。1、下套管下入井内的套管，根据其作用不同，可分为三种。第一种为表层套管，其作用是封隔地表不稳定的松软易坍塌地层、水层、漏层；安装井控的井口装置。第二种是支撑中间套管，下入深度一般是数十米到数百米，水泥返到地面。第三种为生产套管，它将目的层与非目的层隔开，给煤层气生产形成中途不流失的通道，为实施增产措施创造条件，水泥返到地面。2、注水泥固井作业所用水泥是一种有特殊要求的硅酸盐水泥，其成分、物理化学性能都有明确

4、而具体的要求。固井水泥根据井底温度的不同分为若干级别。不同深度的井，井底温度不同，应该选择不同级别的水泥。3、对固井质量的要求①下入的套管柱在长期的生产过程中不断、不裂、不变形，丝扣处不渗不漏②管内水泥塞长度和管外水泥面高度符合设计要求③注水泥浆井段环空中充满水泥浆④水泥浆凝固过程中无气侵入⑤水泥石与井壁和套管胶结良好，不发生地下层间窜漏，能经得起煤层气井后期压裂作业和长期排采的考验三、煤层气井射孔工艺射孔是套管完井和尾管完井的煤层气井所必须采取的作业，射孔所形成的井底孔眼是沟通煤层和井筒的唯一通道。1、射孔工艺（1）电缆输送套管枪射孔工艺（WCG）①常规电缆套管枪正压射孔工艺②套管

5、枪负压射孔工艺（2）油管输送射孔（TCP）2、射孔器材（1）射孔枪射孔枪按工作压力不同分为105MPa、70MPa、50MPa三种。（2）射孔弹射孔用聚能弹按照装配形式分为有枪身射孔弹和无枪身射孔弹，其符合含义为：YD，有枪身射孔弹系列；WD，无枪身射孔弹系列；S，深穿透射孔弹系列；D，大孔径射孔弹。（3）射孔配件四、煤层气井压裂增产工艺煤层气井压裂是指使用专门的压裂装置把压裂液和支撑剂压入煤层，在煤层中人为地造成裂缝，使井筒与煤层天然裂缝更有效地连通，扩大煤层的连通性，加速煤层压力降低，提高产气量。1、煤层气井压裂工艺（1）压裂液选择在煤层中用的压裂液主要有4种：淡水、线性凝胶、泡

6、沫和交联凝胶。淡水压裂成本低，造成的环境污染下，但缺少降低摩阻作用，也不能产生宽裂缝和输送浓度支撑剂。线性凝胶广泛用于在多个薄煤层中产生水平裂缝，还能在多煤层中产生垂直裂缝。泡沫压裂液具有良好的支撑剂输送能力，所需水量最小，但在返排时需要能量辅助且成本较高。交联聚合物凝胶是一种高黏压裂液，一般采用硼酸盐交联，浓度一般为3g/L，但有时因聚合物浓度太低不能交联，故选用3.5g/L的凝胶。（2）前置液体积对于水平裂缝，前置液体积应该在25%以内；对于产生多层煤层的单一、二维垂直裂缝时所用的线性凝胶和交联凝胶，前置液体积也应为25%或更小；对于产生在单一煤层里的裂缝和复杂裂缝时，需要的前置

7、液体积为40%~60%。（3）支撑剂选择和浓度煤层压裂根据煤层性质和目的不同可以选用不同的支撑剂。（4）泵速和流体滤失在高渗透厚煤层中往往会发生高滤失，故一般采用高注入速度；而在低渗透的煤层中，一般使用低注入速度。（5）煤层水力裂缝的类型①浅煤层中易产生水平裂缝②在多而薄的深煤层中易形成穿透整个煤层的单一垂直裂缝③单一厚煤层易形成复杂裂缝第二节主要内容：一、煤层气排采设备煤层气排采设备可分为有杆类排采设备和无杆类排采设备两类。1、抽油机（1）常规曲柄平衡抽