煤层气井射流冲煤粉装置冲击深度的研究

为确定煤层气井射流冲煤粉装置合理的结构和工作参数,实现射流冲煤粉系统的优化设计和有效运行,理论分析了冲煤粉装置工作原理和煤粉颗粒运动过程,整个井底冲煤粉射流场可分为:自由射流区、射流冲击区、漫流区、返流区、旋涡区和负压吸附区6个区域,决定煤粉是旋转上升的复杂运动状态。开展均匀设计方法的冲煤粉实验,运用二次多项式逐步回归法得出回归方程,揭示喷嘴结构参数、射流参数和煤粉特性对冲煤粉深度的互相耦合的影响关系。结果表明,对冲煤粉的深度影响程度的大小依次为:喷距、喷嘴直径、喷嘴流量和煤粉直径。进一步的单因素试验详细了解各影响因素对冲煤粉深度的影响,得出在要求不动管柱时冲煤粉深度达到500 mm的条件下,喷嘴流量不能低于15 m3/h,喷距应小于100 mm。     

煤层气井产气通道内煤粉运动特征分析

基于脱落煤粉滚动启动条件和运移,建立了煤粉脱落、运移和堵塞的孔隙度和渗透率模型;分析了煤粉排出量对煤层孔隙度和渗透率的影响。依据该渗透率模型,研究煤粉适度排出理论,建立煤粉适度排出模型和携煤粉地层液速度窗口模型,使脱落的煤粉适度排出,疏通渗流通道,增加渗透率提高单井产气量。结果表明：煤粉的脱落增加了煤层的孔隙度和渗透率,而煤粉的沉积堵塞减少了煤层的孔隙度和渗透率;渗透率随煤粉的排出量的增加呈二次关系增大,煤层排出脱落煤粉可在一定程度上改善储层物性,提高煤储层的孔隙度和渗透率;采取压裂增产的煤层气井支撑剂粒径为20/40目正排列时,通过的最大煤粉粒径为0.16 mm,排液量大于13.53 m 3/d有利于粒径小于0.1 mm脱落的煤粉排出,最大限度地提高煤层渗透率,增加煤层气单井产气量。     

基于煤系气双管柱分压合采技术的适用性分析

致力于开发煤系气的合采技术是国内现有非常规能源发展的重点。通过对煤系气的地质特征及合采煤系气的产出机理进行分析,采用正确的生产工艺及合理的井下管柱是实现煤系气合采作业的前提条件。通过对双管柱合采技术进行分析,针对上部为煤层,下部为高压产气层的煤系气合采环境,设计出了较为适用的煤系气合采工艺。构造出双管柱合采煤系气结构,并建立了管柱尺寸的选取模型,再通过分析计算管柱是否满足连续生产作业来判定所涉及的双管柱合采技术对于煤系气合采作业的可适用性。分析得出:双管柱合采技术可用于煤系气的合采作业,并依据地质条件,给出了不同尺寸井口条件下煤层最大产水与高压产层最大产气量的关系,对今后更深入的煤系气合采技术研究提供了一定的参考。     

煤层气有杆泵-速度管排采连续转换条件研究

为了解决我国煤层气井现有的单一排采工艺和设备在排采前、后期存在与产水量不配套造成的故障频发等问题,在对有杆泵与速度管排采特点分析的基础上,进行了煤层气有杆泵排采与速度管排采连续转换工艺的转换必要条件的研究。结合现场实际,提出了修正系数的概念,总结了连续转换工艺转换条件判定流程图。     

共采技术现状与在煤系气共采中的适应性分析

我国多数煤系气地区成藏致密,层间呈叠置状,单层开发难度较大且经济效益不显著,于是提出开发适用于煤系气多气共采的技术尤为必要。从共采的角度分析,共采技术分为同压力体系共采和同井筒分压力体系共采两类。对目前油气田常用的同井筒分压共采技术进行了总结和分类,分别从抽油泵、井下管柱及排采方式的不同对现有分压共采技术现状进行了归类整理,给出其特点和在煤系气开发中的适用性;并通过类比这些技术的特征并结合煤系气自身特性,得出了现有技术共采煤系气将可能出现的问题,提出了侧重构造井下压力体系及优化产物流体通道的研究方向,给出了煤系气共采技术管柱设计需要注意的问题,这对于煤系气多气共采,有所帮助。     

基于示功图确定煤层气井井底流压的方法

煤层气井要求稳定排水降压产气,精确获取井底流压是稳定排水降压产气的前提。介绍了基于示功图确定煤层气井井底流压的方法,这一方法通过测试煤层气井悬点示功图获得井下泵示功图,依据泵与抽油杆连接点处的受力平衡,计算得到井底流压。建立了数学模型,采用TS45-02试验井的生产参数,通过所介绍的方法得到了井底流压值。所得到的煤层气井井底流压值与实测数据吻合,验证了所介绍方法的正确性。