煤层气井精细化排采应用分析

张云强

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摘要：煤层气产气量与煤储层解吸压力、原始地层压力、压裂液返排率以及压裂情况等密切相关，同时排采制度对煤层气产气量也有显著影响。为此，众多的学者及工程技术人员对煤层气排采制度进行分析，其中煤层气井排采动态参数变化规律进行分析，并具体确定产气阶段井底流压计算方法。

关键词：煤层；气井；精细化排采；应用分析

引言

煤层的吸附系数、弹性储容比与窜流系数差异是影响分层产气贡献比例的主控因素，基于上述参数的计算方法计算过程复杂，不能满足排采现场快速应用的特点，利用煤层解吸气成分体积分数差异判识合采井产气来源的方法对于甲烷含气量达到98%以上且基本不含乙烷等气体组分的沁水盆地南部的合采井适应性不明。采用排采初期生产特征分析煤层气合采地质条件的思路，为进一步利用排采初期数据预判分层产气能力提供了借鉴，可以利用不同产层开发数据对比确定不同层的生产能力，也可以借助产出剖面测试资料、部分封层井前后生产情况对比分析不同产层的生产能力，但这些方法整体适用于事后评价，不能预判各层产气能力，不利于单井排采过程中动态优化排采制度。

1.精细化排采管控分析

传统的煤层气井排采模式具有技术力量分散、响应周期长等问题，难以满足低渗透、松软煤储层煤层气抽采。为此，提出通过智能监控系统构建精细化排采模式，具体为：（1）构建“远程监控中心+项目部”双重管理模式。远程监控中心汇聚有工程技术专家，用以制定针对性的煤层气排采制度；项目部以工程技术人员为主，用以现场巡检、排采设备维护及管理等。（2）构建“定期巡检+按需巡检”模式，提高巡检效率。项目部根据工作制度安排对煤层气井定期巡检、设备定期保养；并依据远程监控中心指令针对性开展巡检，从而降低无效巡检次数并降低现场人员劳动强度。（3）构建异常情况及时预警机制。监控中心24h不间断对煤层气井进行监控、分析，从而实现故障及时发现、处理。相对于传统的煤层井排采方式，采用精细化排采方式更适应该煤层气区块煤储层松软、渗透性低特点，提高煤层气井产量。

2.低产气井生产特征

稳产时间特别短是低产气井的一个显著的生产特征，其产气量达到产气峰值之后就迅速下降，只有少数几口井在达到产气量峰值后能持续生产一段时间，大多日产气量在100~500m3/d之间。另外这些低产气井的排水期都较短，开始投产时地层压力等于临界解吸压力，煤层中本来存在游离气，只是气相不连续，随着水量的产出，地层压力下降，有越来越多的气体解吸出来，气体形成连续相，并伴随着产水一起产出，并且这些井的产气量低且波动较严重，生产不连续。这种井多数属于储层中近井地带堵塞严重，砂堵加煤粉堵塞，难以在储层中建立有效的解吸压差，也不能迅速地扩大压降漏斗，造成产水少甚至不产水，无套压，产气少甚至不产气。

3.试验井排采方法

试验井采用“变速排采、控压放气、高压快产、高压稳产”的排采管控方法。具体来说，在排水降压段采用变速排采，即井底流压大于储层压力(pr)时，以0.08～0.1MPa/d的速度快速降压，以最快的速度返排压裂液，避免压裂液对储层的伤害；井底流压在储层压力与解吸压力（pd）之间，以0.03MPa/d的速度匀速降压，避免降压速度过快引起的应力敏感性；井底流压在临近解吸压力附近时，以0.01MPa/d的速度慢速排采，避免由于过早进入两相流而造成水相渗透率快速下降，从而实现最大限度的排水和储层的整体降压。控压放气改变了传统的“五段三压四点”长期憋套压的方法，要求套压最高不超过解吸压力的2/3，避免了长期憋套压导致产水能力大幅下降。现场操作方面要求煤层气井投产后产气阀门处于关闭状态，当套压值上升至解吸压力的2/3时就打开产气阀门放气。高压快提即高流压快速提产，该方法改变了原来“缓慢、渐变”的排采理念，充分利用高流压阶段储层能量高的优势，建立较大的压差，克服毛细管压力的束缚，从而实现产量的快速提升。现场操作要求调气周期为2～3d，单次调气幅度为50～100m3。

4.对煤层气井套压异常波动异常采取措施

煤层气排采过程中，要求缓慢的降低井底流压、套压，不产生过大的波动，对储层造成伤害。在套压异常波动过程中难免会对储层压力的稳定下降产生不利影响，套压的快速下降，易造成气体的快速运移，产生速敏的情况，同时也会引起储层中微粒运移从而堵塞导流通道，导致储层岩石渗透率发生变化。套压的异常波动是产气速率和井筒压力相互耦合和煤层气断续的产出的形式的结果，在排采初期不可避免。在排采开始时，如果发现第一次套压的异常波动，则需要密切关注产水量及产气量，及时计算煤层的临界解吸压力，根据排采制度做好产气准备；在第二次套压异常波动时，要精细化管理，此次波动为煤层气进入高产阶段的重要节点，配合井底流压调控，尽量调控套压波动的大小，减小对储层的伤害。

5.解码现场最优保障，变“传统”为“数控”

与常规油气储层相比，煤储层往往在生产过程中更容易造成储层伤害。因此，现场的精细管理始终是煤层气井全生命周期永恒的主体，考验着每一名煤层气人。以“最优保障”为理念，为科学合理上产稳产，技术人员深化微观渗流与宏观流动匹配，建立符合地下气、水客观规律的排采方法与管控指标，从宏观指标控制向微观指标转变，利用控制指标，让现场工人快速掌握现场操作流程；利用渗流指标，让开发人员快速读懂地下渗流状态，实现精细控制。同时，以“稳定、高效、节能、环保”为核心，优化举升排采工艺设备，实现水平井排采设备多元化，建立水平井排采工艺选型图版，保障L型水平井实现智能化、远程化、精细化、数字化精细控制。华北油田以智能排采为切入点，实现了由自动化向智慧化的转变。智能排采的广泛应用和智能间抽排采规模的不断推广，使得数据能够溯源，排采参数最优化，恶劣天气可远程管控，满足了煤层气井排采规律的要求。智能排采控制系统的实施，避免员工到井场上进行操作,不仅降低了员工的劳动强度，而且节约了劳动力成本。用计算机替代生产中各种危险和耗费大量人力物力的环节，提高了安全生产系数。在此控制系统下，煤层气井的排采符合连续、渐变、稳定、高效的排采模式，降低了煤层气井排采成本，提高了排采效率和精细排采程度，使煤层气的勘探开发进入了安全化生产、智能化排采、精细化管理阶段。从生产现场到调控中心立体化气田生产监控、运行、指挥的模式已逐步形成，华北油田正加速建设更加快捷高效的智慧型煤层气及生产运营管理系统。

结束语

综上所述，为提高煤层气井排采效率，依据现场实际条件构建针对性的精细化排采模式及管理模式，从而使得排采工作开展更具针对性。通过精细化排采煤层气井产气量由以往的100~300m3/d提升至700m3/d以上，煤层气井产气量得以显著提升；同时排采设备故障发生率也明显降低，平均免修时间可达到280天以上，满足了煤层气井平稳、连续生产需要。

参考文献

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