阜新地區(qū)煤層氣井作業(yè)分析

姚 錦 姚甘寧 王丙勇 潘 俊 楊曉軍

(1.中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司煤層氣開(kāi)發(fā)公司,遼寧 124010;2.中石油遼河油田公司歡喜嶺采油廠,遼寧 124114;3.中石油遼河油田公司歡喜嶺工程技術(shù)處,遼寧 124114;4.中石油遼河油田公司錦州工程技術(shù)處,遼寧 121209)

阜新地區(qū)煤層氣井作業(yè)分析

姚 錦1姚甘寧2王丙勇3潘 俊3楊曉軍4

(1.中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司煤層氣開(kāi)發(fā)公司,遼寧 124010;2.中石油遼河油田公司歡喜嶺采油廠,遼寧 124114;3.中石油遼河油田公司歡喜嶺工程技術(shù)處,遼寧 124114;4.中石油遼河油田公司錦州工程技術(shù)處,遼寧 121209)

為了保證煤層氣井排采的穩(wěn)定和降低排采成本,本文對(duì)阜新煤層氣井作業(yè)的原因進(jìn)行了研究和探討。針對(duì)不同的作業(yè)原因提出了對(duì)應(yīng)的措施,并對(duì)煤層氣井作業(yè)提出了一些合理建議。

阜新 煤層氣井 作業(yè) 分析

Abstract:T o ensure the stable drainage and low cost of coalbed methane wells,the paper discusses and studies the reasons of CBM well operation in Fuxin area.Some rational suggestions and measures are put forward regarding different operation situations.

Keywords:Fuxin;coalbed methane wells;operation;analysis

1 阜新地區(qū)煤層氣井排采簡(jiǎn)介

中石油長(zhǎng)城鉆探工程公司煤層氣開(kāi)發(fā)公司自2006年在阜新地區(qū)開(kāi)發(fā)煤層氣以來(lái),目前共有32口煤層未采區(qū)井進(jìn)行排采產(chǎn)氣。排采油管基本全部采用φ73mm平式油管,桿組合根據(jù)沖次和產(chǎn)液量的情況采用3°4’+3°4’和7°8’兩種桿組合方式。在排采泵方面,通過(guò)這幾年的排采經(jīng)驗(yàn),對(duì)低產(chǎn)水量或后期產(chǎn)水量較小的井(一般日產(chǎn)水量小于10m3),選用小泵、低沖次的工作制度,如φ38mm泵、變頻電機(jī)等;對(duì)產(chǎn)水量大供液能力強(qiáng)的井,前期應(yīng)考慮以排水為主,盡可能選擇大泵來(lái)加強(qiáng)排水降壓,如采用潛油電泵、大直徑管式泵等;對(duì)產(chǎn)水含煤泥和煤粉較多的井采用抗卡能力強(qiáng)的泵進(jìn)行排采,如:螺桿泵、防砂泵等。目前現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,只采用電泵、沉砂泵、防砂泵和旋轉(zhuǎn)柱塞防砂泵等進(jìn)行排采,其中除了L12井因產(chǎn)液量較大(90m3/天)采用電泵排采以外,其余各井均采用管式泵進(jìn)行排采。

2 煤層氣井檢泵作業(yè)的分類

目前阜新煤層氣井在壓裂投產(chǎn)后的作業(yè)施工基本都是檢泵作業(yè),所以檢泵作業(yè)工藝對(duì)煤層氣井的穩(wěn)定排采是很重要的。每口煤層氣井的井下情況都有一定的規(guī)律性,生產(chǎn)一定時(shí)間后就需要進(jìn)行檢泵。目前根據(jù)檢泵作業(yè)原因的不同,可分為計(jì)劃?rùn)z泵和躺井檢泵兩種。所謂計(jì)劃?rùn)z泵就是檢泵日期根據(jù)井的情況預(yù)先確定,不管泵的性能如何,到了預(yù)定日期就進(jìn)行檢泵。計(jì)劃?rùn)z泵日期是根據(jù)井的情況在管理實(shí)踐中摸索出來(lái)的規(guī)律,預(yù)計(jì)到一般生產(chǎn)多長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)因砂、煤粉等因素的影響而使抽油泵的正常工作受到破壞,或者為防止泵的性能進(jìn)一步惡化出現(xiàn)事故而預(yù)定出計(jì)劃?rùn)z泵日期;躺井檢泵又叫無(wú)計(jì)劃?rùn)z泵,它是井下泵突然發(fā)生故障或由于井的某種突然變化造成停產(chǎn)而被迫進(jìn)行的檢泵。

3 影響檢泵周期的因素和檢泵原因

3.1 影響檢泵周期的因素

影響檢泵周期的因素有很多,比如煤粉或鐵屑造成的泵效降低或卡泵、產(chǎn)氣量下降、出砂情況、工作制度以及前次檢泵作業(yè)的質(zhì)量等都直接影響到檢泵周期的長(zhǎng)短。不同煤層區(qū)塊的井的檢泵周期也不盡相同,根據(jù)是否射開(kāi)砂巖層以及煤層的厚度等因素也各有長(zhǎng)短。比如在阜新王營(yíng)地區(qū)的井只射開(kāi)了一層煤層(31.7～44.9m),相對(duì)阜新其它區(qū)塊厚度較薄,煤粉和出砂的情況較輕,該區(qū)塊的檢泵周期約為280～330天;劉家區(qū)和海州區(qū)的井射開(kāi)的煤層厚度相對(duì)較厚,部分井射開(kāi)了粉砂巖層和三個(gè)煤層(34.0～85.7m),厚度相對(duì)較厚,煤粉和出砂的情況較嚴(yán)重,該區(qū)塊的檢泵周期約為180～210天。

3.2 檢泵的原因

阜新地區(qū)煤層氣井檢泵的原因主要有以下幾個(gè)方面:

(1)煤層氣井出砂檢泵。因?yàn)楦沸碌貐^(qū)的煤層較厚,壓裂投產(chǎn)時(shí)加砂量較大,在生產(chǎn)穩(wěn)定后要定期檢泵撈砂,避免砂卡尾管或砂埋煤層。

(2)由于泵的漏失或井斜偏磨造成油管漏失使產(chǎn)液量下降。

(3)泵的球座被煤粉、鐵屑等臟物堵死造成井下泵工作失靈。

(4)當(dāng)煤層氣井的液面、產(chǎn)量突然發(fā)生變化時(shí),為了查明原因。

(5)改變泵的參數(shù)或提高泵的效率。

(6)改變泵的工作制度,加深或上提泵掛深度等。

(7)發(fā)生抽油桿斷脫,抽油泵不能進(jìn)行工作。

(8)發(fā)生井下落物或套管出現(xiàn)故障,需要上大修作業(yè)。

4 檢泵作業(yè)方案設(shè)計(jì)的原則

作業(yè)方案的設(shè)計(jì)要結(jié)合各井的實(shí)際生產(chǎn)狀況,確保作業(yè)施工順利、實(shí)效的開(kāi)展。檢泵作業(yè)方案設(shè)計(jì)的原則包括:

(1)煤層氣井作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以防止煤層污染為重點(diǎn)。

(2)方案實(shí)施應(yīng)滿足生產(chǎn)、安全的需要,盡量減少作業(yè)施工時(shí)間。

(3)排采的吸入口要根據(jù)該井的生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)液量、出砂情況以及井底口袋而定,若條件允許的話,以在煤層底以下10～20m為宜。

(4)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分應(yīng)用成熟、先進(jìn)的技術(shù),以提高方案的規(guī)模效益。

(5)堅(jiān)持“少投入、多產(chǎn)出、低成本開(kāi)采”的經(jīng)濟(jì)原則。

5 檢泵作業(yè)施工中注意事項(xiàng)

在檢泵作業(yè)施工中應(yīng)配備專職的作業(yè)監(jiān)督,以監(jiān)督作業(yè)井的全過(guò)程。監(jiān)督過(guò)程中應(yīng)注意以下事項(xiàng):

(1)作業(yè)前要提前對(duì)待修井緩慢放套壓,禁止快速放壓,避免地層堵塞或坍塌。

(2)在砂面不埋煤層的情況下最好不要洗井,盡量采取機(jī)械撈砂。如必須洗(壓)井,優(yōu)先采用原井煤層產(chǎn)出的水,避免煤層污染。

(3)要盡量縮短檢泵作業(yè)施工時(shí)間,盡快恢復(fù)排采。

(4)作業(yè)施工人員操作要遵守操作規(guī)程,避免因人為因素造成的質(zhì)量事故。

(5)檢泵后,排采降液仍需一個(gè)緩慢的過(guò)程,切不可降液幅度太大,急于產(chǎn)氣。

6 延長(zhǎng)檢泵周期的主要方法

目前針對(duì)阜新地區(qū)低產(chǎn)水量,并且出煤粉較嚴(yán)重的井,我們除了選用沉砂泵、旋轉(zhuǎn)柱塞防砂泵等排采泵外,還在抽油桿上分段加接了舉液器,以達(dá)到增抽、提高泵效、避免煤粉和鐵屑卡泵,延長(zhǎng)檢泵周期的目的,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果很好。

7 井斜的影響

阜新地區(qū)有的煤層氣井因?yàn)榈貙雍豌@井的原因造成完井井斜較大。在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)使油管、抽油桿嚴(yán)重磨損,特別是抽油桿接箍磨損最為嚴(yán)重,嚴(yán)重時(shí)會(huì)將抽油桿磨斷、油管磨漏,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,而且井斜造成摩阻增大,使抽油機(jī)功率不能正常發(fā)揮。

以上事項(xiàng)除在鉆井施工中必須加以考慮外,還要在井斜段的抽油桿上加接扶正器以減小井斜的危害。目前在阜新區(qū)塊采用的辦法是對(duì)井斜大于2°、全角變化率大于1°40′的井段加裝互?？鼓ソ庸亢托ǚ稣?同時(shí)在井斜較大的井段相應(yīng)的減少了增抽器的數(shù)量以避免偏磨的問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。

8 清砂和防砂方面

煤層氣井的清砂工作是十分重要的一道工序,它關(guān)系著生產(chǎn)井段的恢復(fù)和下步措施的制定,所以對(duì)清砂作業(yè)的方案制定要十分慎重。由于煤層的特點(diǎn)導(dǎo)致幾乎每口井的漏失都很?chē)?yán)重,有的井在新井壓裂后的沖砂施工中就發(fā)現(xiàn)漏失嚴(yán)重,給沖砂作業(yè)帶來(lái)了很大的難度。在阜新地區(qū),針對(duì)新井壓裂、補(bǔ)層壓裂井砂柱較長(zhǎng)的特點(diǎn)都采用了壓裂車(chē)組配合沖砂施工的辦法,而對(duì)于老井清砂本著保護(hù)煤層的原則且砂柱較短的特點(diǎn),目前多采用撈砂的方法。

(1)沖砂:新井沖砂仍然采用壓裂車(chē)組配合沖砂的方法,目前已經(jīng)較好的解決了這一問(wèn)題。對(duì)老井沖砂,在H3井試用了堵漏劑堵漏的沖砂方法,但由于煤層漏失嚴(yán)重最終導(dǎo)致堵漏失敗。

(2)撈砂:目前針對(duì)日常檢泵作業(yè)施工的清砂工作基本都采用硬撈砂的辦法。由于各井開(kāi)采煤層的厚度不同,還有些井射開(kāi)了粉砂巖層,所以在撈砂施工中所遇到的問(wèn)題也是不盡相同的。有的井砂里含煤泥較多造成撈砂泵泵效降低(如L21井);有的井煤層吐砂嚴(yán)重導(dǎo)致多次重復(fù)撈砂(如H3井);有的井砂蓋較硬造成撈砂無(wú)進(jìn)尺(如H2井)。針對(duì)上述幾種特殊情況,都采用了不同的辦法。對(duì)含煤泥較多的井采取清洗撈砂泵的辦法,對(duì)起出撈砂泵每次都卸開(kāi)清洗來(lái)保證它的泵效;對(duì)煤層吐砂嚴(yán)重的井,把原撈砂泵下接φ73mm平式油管改為接φ89mm平式油管,以增加撈砂量達(dá)到減少撈砂次數(shù)目的;針對(duì)砂蓋較硬撈砂無(wú)進(jìn)尺的問(wèn)題,研制了可旋轉(zhuǎn)撈砂泵,目前已較好的解決了這一問(wèn)題。

防砂方面:排采井都經(jīng)過(guò)壓裂改造,大強(qiáng)度排采時(shí)很可能煤層吐砂造成卡泵和管柱。目前阜新煤層氣井泵下選用連接的是復(fù)合不銹鋼板網(wǎng)防砂管(25目),現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好。

9 結(jié)論

煤層氣井的作業(yè)施工是煤層氣開(kāi)發(fā)很重要的內(nèi)容,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要根據(jù)每口井生產(chǎn)的實(shí)際情況,在作業(yè)工藝和工具上不斷完善和創(chuàng)新,才能延長(zhǎng)檢泵周期,降低排采成本。

[1] 車(chē)仕華等.井下工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

Analysis of Operation of Coalbed Methane Wells in Fuxin Area

Yao Jin1,Yao Ganning2,Wang Bingyong3,Pan Jun3,Yang Xiaojun4
(1.GWDC Coalbed Methane Development Company,CNPC,Liaoning 124010;2.Huanxiling Exploit Factory of Liaohe Oilfield Company,CNPC,Liaoning 124114;3.Huanxiling Engineering Technology Department of Liaohe Oilfield Company,CNPC,Liaoning 124114;4.Jinzhou Engineering Technology Department of Liaohe Oilfield Company,CNPC,Liaoning 121209)

姚錦,男,畢業(yè)于大慶石油學(xué)院,長(zhǎng)期從事煤層氣開(kāi)發(fā)方面的科研和生產(chǎn)工作。

(責(zé)任編輯 劉 馨)