[发明专利]一种模拟煤层气井筒中排煤粉测试方法

说明书

本发明属于煤层气井筒中煤粉沉降技术领域，尤其涉及一种模拟煤层气井筒中排煤粉测试方法，包括与模拟井筒顶部连接的煤粉输入系统和气体输入系统，以及设置于模拟井筒底部的水注入系统，所述模拟井筒内设有煤粉排采强度测试系统，还包括位于模拟井筒顶部的回收系统，该装置能对单相水流、气/水两相流等不同流态，不同煤粉粒径、不同粘土含量、不同浓度等条件下井筒内煤粉排出的最小排量及煤粉运移状态进行测试，以便为现场回注水装置的注水量提供理论依据。

技术领域

本发明属于煤层气井筒中煤粉沉降技术领域，尤其涉及一种模拟煤层气井筒中排煤粉测试方法。

背景技术

煤层气井是通过排采储层中的水实现产气的。当煤比较破碎时，排采时井筒中往往出现水、气、煤粉等多相流体并存状态，若不将井筒内的煤粉排出，沉降后会引起抽油杆运行的摩阻增加，严重时会导致抽油杆发生断裂，造成停机停产，影响煤层气井的产气量。为了防止井筒内的煤粉聚集沉降，煤层气工作者研制了回注水装置，通过向井筒内回注水，增加井筒内排出的水量，降低井筒内煤粉含量，尽量使井筒内的煤粉处于悬浮状态并随井筒中气、水的流出而排出地面。但到底多大颗粒的煤粉，需要排采强度多大才能让煤粉随气、水运移排出，目前无法给出准确的回答，更多是根据现场经验进行调整，缺乏科学的依据。还有一些科技工作者根据排采时电流变化判断是否井筒内煤粉已经沉降比较严重，在地面通过注水装置，以一定的排量向环空中注水，使井筒内沉降的煤粉处于悬浮状态，与生产套管内的排采水形成循环系统，通过水携带煤粉产出。若不能及时发现电流变化，或者注水装置排水不及时，很容易出现抽油杆断裂，增加了修井作业的次数，对储层伤害较大。为了更好的指导现场生产，亟需研制出一种装置，能测试出单相水流阶段、气/水两相流等不同流态、不同煤粉粒径、不同粘土矿物含量、不同浓度等条件下的井筒内煤粉适度排出的最小排量测试装置，以便为现场不同条件下适度排出煤粉提供理论指导。

发明内容

本发明的目的是针对目前煤层气井筒中煤粉沉降严重，更多依靠经验进行回注水，无法有效保障井筒内煤粉及时排出，可能引起油杆断裂的问题，提供一种模拟煤层气井筒中排煤粉测试方法，该装置能对单相水流、气/水两相流等不同流态，不同煤粉粒径、不同粘土含量、不同浓度等条件下井筒内煤粉排出的最小排量及煤粉运移状态进行测试，以便为现场回注水装置的注水量提供理论依据。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种模拟煤层气井筒中排煤粉测试方法，测试装置包括与模拟井筒顶部连接的煤粉输入系统和气体输入系统，以及设置于模拟井筒底部的水注入系统，所述模拟井筒内设有煤粉排采强度测试系统，还包括位于模拟井筒顶部的回收系统，本装置通过各个系统之间相互协调，达到对不同流态、不同煤粉粒径、不同粘土含量、不同浓度等条件下井筒内煤粉排出的最小排量及煤粉运移状态进行测试，以便为现场回注水装置的注水量提供理论依据；测试方法包括以下步骤：

1）试验煤粉样品的制作：根据实际井筒中煤粉的情况狂制备需要粒径的煤粉；

2）组装实验装置并进行气密性检测；

3）适度排煤粉实验测试：根据实验方案，进行不同煤粉粒径、不同含量、单相水或单相气或气/水两相流等条件下的实验测试；

4）数据收集：由计算机与压力传感器、流量计、注水泵、质量流量计、PID阀相连实时监控各个系统中的压力值、流量值，并按一定时间间隔收集排出的煤粉情况进行数据分析；

5）耦合分析：对实验数据进行分析，得出不同条件下煤粉产出的最小水流量、气流量。

进一步的，所述煤粉输入系统包括鼓风机，与鼓风机出口相连的煤粉罐，煤粉罐出口管路上设有可拆卸筛网和质量流量计，煤粉罐出口通过管路与模拟井筒顶部联通，所述鼓风机出口管路上还设有阀门和安全阀，煤粉罐出口管路上设有泄压阀、缓冲件和单向阀，煤粉罐底部设有压力传感器，煤粉输入系统主要用于模拟地层产出煤粉，为井筒煤粉排采强度测试装置提供不同粒径/不同含量的煤粉及不同矿物含量的煤粉。