[发明专利]高煤阶煤层气井排水采气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气井采气技术领域，特别涉及一种高煤阶煤层气井排水采气的方法。

背景技术

目前，国外煤层气产区主要在构造简单的中低煤阶盆地，而我国构造相对稳定的中部地区以中高煤阶煤为主，所述的高煤阶煤是：国际煤层煤分类中，镜质组平均随机反射率不小于2.0％的煤。我国高煤阶煤资源量占60％以上，但煤层渗透率低，是美国等国家勘探开发的禁区，国外适用于中、低煤阶的煤层气排采工艺做法不能有效指导我国高煤阶煤层气的排采。

沁水盆地高煤阶煤层气井开发主要以直井、水平井为主，在开发初期排采生产多以实验室数值模拟出的曲线及美国粉河、黑勇士等高孔高渗中低阶煤层气藏产气规律为指导，且由于对煤层物性动态变化规律和排采机理认识不清，为追求早产气和快速获得产量，不同排水阶段采取了相同的、过快的压降速度，引起井周有效应力增加，对煤储层产生了严重的、永久性伤害，最终导致较大部分井产气量偏低，且产量呈快速递减趋势。

中国专利公开号为：CN101666223，提供了一种煤层气井智能排采方法，排采方法是在抽吸过程中，当达到补液条件时向井下液体中以设定流量供给水质符合要求的液体，使井下液面高度、井下液面下降速度、井下液体粘度、井下液体的排出量符合正常排采的要求；排采设备包括排水装置、补水装置，补水装置包括由所述控制柜控制供水流量的供水装置和连接在供水装置出水口的补水管，补水管的出口设于井下潜液泵附近。根据井况不断进行液体的补充稀释和排出，解决煤层气井储层供液量降低、液体的煤灰含量增加、排水量较低的情况下，潜液电机散热条件恶化易烧坏、液体粘稠易卡泵烧泵的问题，同时，延长捞沙和检泵的周期。

中国专利公开号为：CN101539008，提供了一种煤层气地面立体排采方法，采用主井排采煤层气，主要特点就是破坏天然煤储层系统，打破该系统的平衡状态，使其相对均质化，创建一个新的有利于排采的煤储层系统。在所述主井周围的煤层内，通过定向斜井建造洞穴，形成煤层应力集中区，在煤层应力均衡过程中使洞穴周围的煤层应力得到释放，并使煤层发生张性与剪切破坏，产生新的裂缝，形成洞穴之间的干扰，造成煤层内处于封闭、半封闭状态的煤层裂缝相互沟通，形成大面积气渗流通道。实现高效瓦斯排放和提高煤层气井产能。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高煤阶煤层气井排水采气的方法，对于高煤阶煤岩，排采过程中渗透率变化是“流压降低裂隙闭合-煤层气解吸裂隙开启”两种作用的叠加效应，也就是煤层气生产过程中煤储层渗透率是先降后升的变化，应用该方法实现渗透率变化与解吸速率的有效匹配。

本发明采用的技术方案是：高煤阶煤层气井排水采气的方法，根据高煤阶煤层气井的排采规律，通过压力平衡、控压周期试验和井底流压、地层压力、解吸压力动态变化与产气速率关系分析，发明了适用于高煤阶的“五段三压法”排采工艺做法，即将高煤阶煤层气井的排水采气过程分为排水阶段、憋压阶段、控压阶段、稳产高产阶段和衰减阶段五个阶段，核心是控制三个压力(井底流压、解吸压力、地层压力)的有效匹配，通过在五个排水采气阶段对地层压力、井底流压、解吸压力这三个压力间的相互制约控制，实现井底流压、解吸压力、地层压力的合理匹配，解决渗透率变化与解吸速率的有效匹配问题，达到了煤岩解吸的最佳解吸效果，有效扩大了解吸范围，保持了单井的高产、稳产。

高煤阶煤层气井排水采气的方法，包括排水阶段、憋压阶段、控压阶段、稳产高产阶段和衰减阶段，不同阶段采用不同的控制方法：

步骤1、排水阶段：从高煤阶煤层气井开始排水到井底压力等于解吸压力的阶段为排水阶段；在排水阶段井口的套管闸门全部关闭，油管闸门打开排水，高煤阶煤层气井井底压力下降速度控制在0.05～0.07MPa/d，通过井下压力计进行监测；并且高煤阶煤层气井动液面下降速度控制在5～7m/d。控制方法有手动控制或自动控制两种方法。当套压表的压力值为0.101～0.2MPa的时候进入憋压阶段。

步骤2、憋压阶段：在憋压阶段，待油管与套管之间的环形空间压力升高到0.7～2.0MPa，开启井口的套管闸门放出煤层气；稳定井底流压，日降动液面0～3m/d，井底流压波动控制在0～0.03MPa以内，进入控压阶段。