[发明专利]煤层气井高压无氧增产解堵注气装置及其使用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及煤层气井技术领域，尤其是煤层气井高压无氧增产解堵注气装置及其使用方法。

背景技术：

煤层气在煤层中的贮存状态分为吸附态、游离态和溶解态，其中90%左右是以吸附态存在的。若煤储层裂隙割理系统发育较好，储层渗透率较大，当井底压力降低到临界解吸压力以下时，煤层气可较为顺利的解吸扩散，并渗流至井底，进而能达到较为理想的开釆效益。但我国煤储层及煤层气开釆现状为低渗透、难脱附、驱动力不足、构造煤发育等问题突出，这就造成了单纯靠控制井底流压来达到预期幵采效益的目标难以实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤层气井高压无氧增产解堵注气装置，解决我国煤储层及煤层气开釆低渗透、难脱附、驱动力不足等突出问题。

为实现上述目的，本发明通过注入具有强吸附能力的气体，通过注入井将C0₂等气体注到煤层中，C0₂等气体到达煤层后大部分与煤层气发生吸附置换，将吸附在煤层中的CH₄解吸出来，解析出的CH₄再通过煤层孔-裂隙系统运移至生产井井底进而产出地面。同时注入高压气体，增大了煤储层能量，使得煤储层产生新的裂隙。同时利用添加表面活性剂降低煤粉和水的表面张力，使煤粉容易被水润湿。浆体具有一定的流动性，从而可被活性水从煤层细缝中冲去达到解堵的目的。

实现上述目的所采用的技术方案是：该装置主要由内燃机、液压离合器、压缩机、燃料罐、净化过滤器、输气管、加药罐、控制柜、撬装柜组成，内燃机通过液压离合器连接压缩机，并通过输气管连接压缩机，压缩机通过输气管连接净化过滤器，在净化过滤器上方设有燃料罐，输气管连接加药罐，在加药罐的上方设有控制柜。

该装置的使用方法包括以下步骤：

（一）、在注入压力低于煤层气储层的破裂压力的条件下，通过注入井向煤层气储层中注入气体，注入的气体在煤层气储层条件下比甲烷更容易吸附到煤层中；

（二）、在步骤（一）之后，关闭阀门，使得注入的气体和吸附到煤层气储层中的甲烷发生置换；

（三）、通过开采井进行煤层气的排水采气。

注入的气体是包含二氧化碳的气体，注入的气体的输气管采用耐高温高压软管注入。

该装置的使用方法还包括以下步骤之一或全部：

a.在注入气体之前，根据前期作业井的出液量、井深及产气量计算出表面活性剂的加注量，并进行加注，以达到在注入气体时被压入煤层缝隙中，增加缝隙中煤粉及地层水的活性；

b.在注入气体之前，根据井下管柱的实际情况计算出缓蚀剂的加注量，并进行控制加注，防止二氧化碳气体会对井下管柱造成腐蚀；

c.根据作业井煤层的压敏资料确定高压注气的注气量、注入压力以及注气速度，注气过程中务必控制好注入压力，以降低井底压力波动对储层造成伤害；

d.作业完成后，将出气口连接至缓冲罐进行放喷，已达到带出煤粉和井底液的目的,待压力平稳后转入正常生产。

所述全部部件均集成在撬装块上，可进行撬装的拖移和车载。

活性炭毡是用含炭为主的物质作为原料，经高温炭化和活化而制成的疏水性吸附剂。

内燃机通过液压离合器连接压缩机产生的高压气体（主要成分二氧化碳）经过净化过滤器过滤后通过输气管通过注入井向煤层气储层中注入气体。注入气体之前加药罐通过输气管自动添加表面活性剂和缓蚀剂，从而达到解堵、防腐、压裂的目的。整套装置可进行撬装的拖移和车载，并采用控制柜和压力传感器进行注入压力和注入量的控制，以此达到向井底注入二氧化碳的目的。

本发明的有益效果：本发明设计合理实用，成本低廉，操作简便，通过向煤层气储层中注入气体，置换出更多的甲烷，大幅度提高了煤层气的产量，提高了企业生产效率和经济效益，具有较高的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，煤层气井高压无氧增产解堵注气装置及其使用方法，主要由内燃机1、液压离合器2、压缩机3、燃料罐4、净化过滤器5、输气管6、加药罐7、控制柜8、撬装柜9组成，内燃机1通过液压离合器2连接压缩机3，并通过输气管6连接压缩机3，压缩机3通过输气管6连接净化过滤器5，在净化过滤器5上方设有燃料罐4，输气管6连接加药罐（7），在加药罐7的上方设有控制柜8。