煤层气勘探开发流程与技术-2课件.pptx

1、 试井是一种以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，试井是一种以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油气井或水井生产动态的测试来研究油、气、水层和测试井通过对油气井或水井生产动态的测试来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系的的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系的方法。方法。 试井可以提供包括渗透率和储层压力在内的、用于评价煤层甲试井可以提供包括渗透率和储层压力在内的、用于评价煤层甲烷气井生产潜能、采收率和经济可行性的重要资料，并可进行水力烷气井生产潜能、采收率和经济可行性的重要资料，并可进行水力压裂井裂缝长度和裂缝

2、导流能力的估算。压裂井裂缝长度和裂缝导流能力的估算。 试井过程包括现场测试和试井解释两个阶段。试井过程包括现场测试和试井解释两个阶段。6 6、煤层气试井技术、煤层气试井技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 注入注入/ /压降试井压降试井是以恒定排是以恒定排量将水注入储层，在井筒周围量将水注入储层，在井筒周围形成水饱和状态后关井。注入形成水饱和状态后关井。注入和关井阶段都用井下压力计记和关井阶段都用井下压力计记录井底压力，根据注水排量和录井底压力，根据注水排量和压力数据求得渗透率、储层压压力数据求得渗透率、储层压力等参数。力等参数。 进行进行注入注入/ /压降试井压降试井最关

3、健最关健的考虑因素是地层破裂压力。的考虑因素是地层破裂压力。如果在注入阶段超过了破裂压如果在注入阶段超过了破裂压力，则计算出的渗透率偏高。力，则计算出的渗透率偏高。注入注入/ /压降试井曲线压降试井曲线6 6、煤层气试井技术、煤层气试井技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 流体的注入提高了地层压力，保证了在测试过程中流体的注入提高了地层压力，保证了在测试过程中为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况的煤层气井。的煤层气井。 不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低了成本。

4、了成本。 可以用标准试井分析方法来分析，结果比较可靠。可以用标准试井分析方法来分析，结果比较可靠。 探测半径较大；时间相对较短。探测半径较大；时间相对较短。注入注入/ /压降试井的主要优点压降试井的主要优点6 6、煤层气试井技术、煤层气试井技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 第一，地层伤害第一，地层伤害。其一，由于注入的流体可能与地其一，由于注入的流体可能与地层的化学环境不相容，发生反应，产生伤害。其二，有层的化学环境不相容，发生反应，产生伤害。其二，有可能注入了会堵塞产层的微粒，产生伤害。因此，把取可能注入了会堵塞产层的微粒，产生伤害。因此，把取自被测试层位的地层水回注

5、到测试井中是很理想的。至自被测试层位的地层水回注到测试井中是很理想的。至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。 第二，压开地层第二，压开地层。由于注入过程中排量控制不好，由于注入过程中排量控制不好，使井底压力超过了测试层的破裂压力就可能会压开地层使井底压力超过了测试层的破裂压力就可能会压开地层，产生裂缝。这种裂缝会产生认为是自然渗透率或井筒，产生裂缝。这种裂缝会产生认为是自然渗透率或井筒伤害的假象，使测试不可靠。因此，在注入压降过程中伤害的假象，使测试不可靠。因此，在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。一定要保证井底压力低于地层破裂压力。注入

6、注入/ /压降方法主要缺点压降方法主要缺点6 6、煤层气试井技术、煤层气试井技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 两种模型：两种模型：描述径向流的模型和描述水力压裂井的模型。 径向流模型径向流模型描述的是裸眼井或未经水力压裂激化的套管井中的水流。 线性流模型线性流模型用来描述水力压裂井中的流动状态，因为水力压裂改变了近井地带的水流状态，形成了较强的线性水流。试井分析模型试井分析模型6 6、煤层气试井技术、煤层气试井技术煤层气勘探、开发与集输技术 原地应力测试，一般采用微型压裂法。测试时用注入泵以大排量向煤层注水，迅速使煤层产生裂缝，对压降曲线进行分析，获得裂缝的闭合压力闭合

7、压力。原地应力测试原地应力测试6 6、煤层气试井技术、煤层气试井技术煤层气勘探、开发与集输技术美国煤层美国煤层增产措施发展趋势增产措施发展趋势射射孔、孔、压压裂裂压裂压裂液的液的多样多样化及化及改进改进压压 裂、裂、洞穴洞穴完井完井压裂、裸眼压裂、裸眼洞穴，羽状洞穴，羽状井、注气置换井、注气置换7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层压裂形成的复杂裂缝煤层压裂形成的复杂裂缝7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术压裂液对煤储层伤害情况对比压裂液对煤储层伤害情况对比7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与

8、集输技术水力携沙压裂水力携沙压裂氮泡沫压裂氮泡沫压裂7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术注注N N2 2/CO/CO2 2提高煤层气采收率技术提高煤层气采收率技术煤层气勘探、开发与集输技术压裂工艺技术压裂工艺技术分层压裂工艺技术分层压裂工艺技术多薄层限流压裂技术多薄层限流压裂技术射流分层压裂技术射流分层压裂技术7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术加拿大。多薄煤层。大排量氮加拿大。多薄煤层。大排量氮气（无支撑剂）连续油管压裂气（无支撑剂）连续油管压裂技术。效果良好。技术。效果良好

9、。连续油管压裂技术连续油管压裂技术7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术 施工参数 施工排量：7m3/min 量比：中砂：粗砂2:1 加砂规模：每米射孔段加砂量9-11m3 前置液比例：携砂液的35% 平均砂比：15% 特点 工艺简单，安全 施工成本低 能满足大排量的要求(大于7m3/min)光套管压裂技术光套管压裂技术 7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术压裂层压裂层压裂层压裂层闸门 返 排 管线 丝堵 接泵车 压 力表 防喷器 闸门 水力锚水力锚压井阀压井阀滑套射流滑套射流器器射流器射流器接球器接球器单流阀单流阀压井阀压

10、井阀高速流区粘滞区粘滞区静液区静液区喷嘴喷嘴 特点 不动管柱一次压两层 不用额外射孔作业 较少的压裂液可满足 压两层要求 满足4-5m3/min排量的 要求射流分层压裂技术射流分层压裂技术 7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术 特点特点 一次压两层一次压两层 保护煤层上部套管保护煤层上部套管 满足煤层压裂满足煤层压裂5-7m5-7m3 3/min/min 排量的要求排量的要求水力锚水力锚Y344Y344封隔器封隔器脱接喷砂器脱接喷砂器Y244Y244封隔器封隔器低强度套低强度套管管高强度套高强度套管管压裂层压裂层压裂层压裂层一趟管柱分压两层工艺技术一趟管柱分

11、压两层工艺技术7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术 活性水压裂液活性水压裂液活性水压裂液特点活性水压裂液特点 分子量小：分子量小：200200400400 粘度低：粘度低：1.0mPa/s1.0mPa/s 残渣：无残渣：无 对煤层伤害：低对煤层伤害：低 摩阻高：清水摩阻高：清水100%100% 应用于常规煤层压应用于常规煤层压裂裂7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术特特 点点 分子量小：分子量小：300300400400 粘度较高：粘度较高：15.0mPa/s15.0mPa/s 残渣：较少残渣：较少 对煤层伤害：低对煤层伤

12、害：低 摩阻低：约为清水的摩阻低：约为清水的30%30% 应用于井场较小、施工压力应用于井场较小、施工压力较较 高的煤层气井高的煤层气井清洁压裂液的扫描电镜照片清洁压裂液的扫描电镜照片清洁压裂液清洁压裂液+盐盐”体系的扫描电镜照片体系的扫描电镜照片低成本清洁压裂液低成本清洁压裂液7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术特特 点点 对煤层伤害低对煤层伤害低 使煤粉在压裂液中均匀分使煤粉在压裂液中均匀分 布，降低施工压力布，降低施工压力 在排液时，煤粉随着压裂液在排液时，煤粉随着压裂液 排出地层，避免堵塞裂缝通道排出地层，避免堵塞裂缝通道 应用于井径扩径较大、煤质疏

13、应用于井径扩径较大、煤质疏 松的煤层松的煤层未添加煤粉分散剂已添加煤粉分散剂煤粉分散压裂液技术煤粉分散压裂液技术7 7、煤层气增产改造技术、煤层气增产改造技术煤层气勘探、开发与集输技术8 8、排采技术、排采技术单井和井网状态下泄压面积单井和井网状态下泄压面积 煤层气勘探、开发与集输技术排采地面设备与工艺流程示意图排采地面设备与工艺流程示意图8 8、排采技术、排采技术煤层气勘探、开发与集输技术8 8、排采技术、排采技术单曲柄游梁式有杆抽排机单曲柄游梁式有杆抽排机煤层气勘探、开发与集输技术该泵使用变频系统，控该泵使用变频系统，控制电机供电，可以实现制电机供电，可以实现不停机无级调速，避免不停机无级

14、调速，避免停机造成井下压力波动停机造成井下压力波动和煤粉沉降。和煤粉沉降。防抽空变频螺杆泵防抽空变频螺杆泵8 8、排采技术、排采技术煤层气勘探、开发与集输技术根据煤层气排采特点，改进了油气井根据煤层气排采特点，改进了油气井使用的电潜泵，实现井下水、气和煤使用的电潜泵，实现井下水、气和煤粉多相的混合抽排。设计排量粉多相的混合抽排。设计排量5050方、方、含煤粉含煤粉30%30%（质量比），含气（质量比），含气40%40%（体（体积比）。积比）。井下混抽式电潜泵井下混抽式电潜泵8 8、排采技术、排采技术煤层气勘探、开发与集输技术 井下排采泵防气措施井下排采泵防气措施 将泵放置到煤层以下。排水泵以下

15、将泵放置到煤层以下。排水泵以下安装沉降式气锚或者螺旋式气锚安装沉降式气锚或者螺旋式气锚 防煤粉措施防煤粉措施 泵以下安装绕丝筛管、沉砂管、泵以下安装绕丝筛管、沉砂管、“小泵慢抽小泵慢抽”、“间歇式排采间歇式排采”时时使用防砂卡泵（实心柱塞泵）使用防砂卡泵（实心柱塞泵）防砂卡泵原理图防气、防煤粉排采技术防气、防煤粉排采技术8 8、排采技术、排采技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气排采模拟实验设备煤层气排采模拟实验设备8 8、排采技术、排采技术煤层气勘探、开发与集输技术l煤层气田集输工程是煤层气井采出气、水收集、处理、煤层气田集输工程是煤层气井采出气、水收集、处理、计量、加压的工艺过程。包括井口计

16、量、加压的工艺过程。包括井口- -采气管线采气管线- -阀组阀组- -集集气管线气管线- -增压站，抽出水增压站，抽出水- -水池（处理厂）水池（处理厂）l相邻的煤层气田通过输气管线汇集外输，输气管线有相邻的煤层气田通过输气管线汇集外输，输气管线有首站、末站之分，管线起点的增压站也叫首站，管线首站、末站之分，管线起点的增压站也叫首站，管线末点的站也就是末站。末点的站也就是末站。 煤层气集输工程定义和范围煤层气集输工程定义和范围9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 在煤层气井井筒内底部是气水共存的，水在油管内被在煤层气井井筒内底部是气水共存的，水在油管内被抽出，气从环形空

17、间产出；气水参数及处理，以沁南为例：抽出，气从环形空间产出；气水参数及处理，以沁南为例： 从沁水盆地南部煤层气井产出气体成份主要是甲烷，从沁水盆地南部煤层气井产出气体成份主要是甲烷，一般在一般在90%90%以上，其余含少量以上，其余含少量COCO2 2、N N2 2等；等； 从沁水盆地南部煤层气井产出水分析，偏碱性水，矿从沁水盆地南部煤层气井产出水分析，偏碱性水，矿化度在化度在3000mg/l3000mg/l左右，符合国家外排水质标准，但氟化物左右，符合国家外排水质标准，但氟化物含量较高，不符合农田灌溉水质标准。含量较高，不符合农田灌溉水质标准。9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气井产物煤

18、层气井产物煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 煤层气井产出的特征决定了煤层气的集输是多井、煤层气井产出的特征决定了煤层气的集输是多井、低产、低压的特点，井间压力干扰对产量的影响突出低产、低压的特点，井间压力干扰对产量的影响突出 在集输系统中，煤层气井流动压力低，必须要进行在集输系统中，煤层气井流动压力低，必须要进行增压输送，从而扩大集输半径，降低井间压力干扰。采增压输送，从而扩大集输半径，降低井间压力干扰。采取措施：取措施： 一设计中优化管网、站场布局，应加强井站组合、一设计中优化管网、站场布局，应加强井站组合、压力系统计算；压力系统计算； 二应加强煤层气行业专用设备材料的研

19、制。二应加强煤层气行业专用设备材料的研制。9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气田集输工程的特点煤层气田集输工程的特点煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 采用成熟可靠的工艺，通过标准化设计、模块化建设、自动化管采用成熟可靠的工艺，通过标准化设计、模块化建设、自动化管理，实现低成本高效运营理，实现低成本高效运营9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术 根据煤层气井产量低、井口压力低等特点，根据煤层气井产量低、井口压力低等特点，经经过不断的工业试验和简化优化，目前形成了过不断的工业试验和简化优化，目前形成了“低压多低压多井串接、单井简易计量井串接、单井简易计

20、量、二二地地增压、集中处理增压、集中处理”等新等新的集输工艺技术的集输工艺技术，形成适合于煤层气的地面工程总体，形成适合于煤层气的地面工程总体工艺流程。工艺流程。9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气地面集输系统方案煤层气地面集输系统方案 煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气集输总体工艺流程煤层气集输总体工艺流程 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术HX1-4HX1-6HX1-10HX1-12HX1-14HX1-18HX1-20HX1-22HX1-24HX2-6HX2-8HX2-10HX3-6HX3-8HX3-10HX4

21、-10HX4-12HX4-14HX5-12HX5-14HX5-16HX6-14HX6-16HX6-18HX6-20DN200DN200DN200DN200DN200DN200DN150DN150DN150DN200DN200DN50DN50DN50DN50DN50DN150DN150DN150DN100DN80DN80DN80DN50DN50DN100DN50DN80DN50DN50DN50DN50DN50DN80DN100DN50DN50DN50DN50DN50DN50DN50DN80DN80DN150DN150DN100DN80DN80DN50DN50DN50DN50DN50DN50DN1

22、50DN150DN150DN100DN80HX3-12HX3-14HX7-18HX4-18HX5-18HX5-20HX5-22HX5-24HX6-22HX6-24HX6-28HX6-30HX7-6HX7-8HX7-10HX7-14HX7-16HX11-HX7-20HX7-22HX7-24HX12-30HX8-8HX8-10HX8-12HX8-14HX8-16HX8-18HX8-20HX8-22HX9-16HX9-12HX9-14HX9-18HX9-20HX9-22HX9-24HX10-14HX10-16HX10-18HX10-20HX10-22HX10-24HX11-20HX11-22HX11

23、-24HX11-26HX11-28HX11-30电压樊5集气站DN50DN50DN50DN50DN150DN80DN50DN50DN50DN50DN150DN80DN50DN50DN50DN50DN50DN50高煤层气集输工程工艺技术特点煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气集输工程工艺技术特点煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气集输工程工艺技术特点煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集

24、输技术煤层气勘探、开发与集输技术井场工艺流程井场工艺流程煤层气集输工程工艺技术特点煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术井场平面渲染图井场平面渲染图煤层气勘探、开发与集输技术煤层气集输工程工艺技术特点煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术集气站工艺流程示意图集气站工艺流程示意图进站区进站区 分离器分离器压缩机压缩机计量外输计量外输煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面

25、集输技术煤层气勘探、开发与集输技术集气站渲染图集气站渲染图9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气集输工程工艺技术特点 煤层气勘探、开发与集输技术模块设计模块设计9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术9 9、地面集输技术、地面集输技术模块设计模块设计煤层气勘探、开发与集输技术9 9、地面集输技术、地面集输技术模块设计模块设计煤层气勘探、开发与集输技术9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术中央处理厂渲染图中央处理厂渲染图煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技

26、术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术（4 4）防腐）防腐 采气管线和集气支线外防腐层采用聚乙烯胶粘带加强级结构；采气管线和集气支线外防腐层采用聚乙烯胶粘带加强级结构；457457和和406.4406.4干线，外防腐层采用三层干线，外防腐层采用三层PEPE结构。结构。（5 5）通信工程）通信工程 充分利用地方移动充分利用地方移动GPRSGPRS无线网络传输和通信光缆线路，实现生产无线网络传输和通信光缆线路，实现生产指挥及产能监控的自动化。指挥及产能监控的自动化。（6 6）自控系统）自控系统 设立气田设立气田SCADASCADA系统一套，对全区块内的集气站、井场等所有生产系统一套，对全区块内的集气站、井场等所有生产运行情况进行集中监视控制和运营管理。运行情况进行集中监视控制和运营管理。煤层气集输工程工艺技术特点 9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术9 9、地面集输技术、地面集输技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术谢谢！谢谢！