阜新地区煤层气井作业分析

姚 锦 姚甘宁 王丙勇 潘 俊 杨晓军

(1.中石油长城钻探工程有限公司煤层气开发公司,辽宁 124010;2.中石油辽河油田公司欢喜岭采油厂,辽宁 124114;3.中石油辽河油田公司欢喜岭工程技术处,辽宁 124114;4.中石油辽河油田公司锦州工程技术处,辽宁 121209)

阜新地区煤层气井作业分析

姚 锦1姚甘宁2王丙勇3潘 俊3杨晓军4

(1.中石油长城钻探工程有限公司煤层气开发公司,辽宁 124010;2.中石油辽河油田公司欢喜岭采油厂,辽宁 124114;3.中石油辽河油田公司欢喜岭工程技术处,辽宁 124114;4.中石油辽河油田公司锦州工程技术处,辽宁 121209)

为了保证煤层气井排采的稳定和降低排采成本,本文对阜新煤层气井作业的原因进行了研究和探讨。针对不同的作业原因提出了对应的措施,并对煤层气井作业提出了一些合理建议。

阜新 煤层气井 作业 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 阜新地区煤层气井排采简介

中石油长城钻探工程公司煤层气开发公司自2006年在阜新地区开发煤层气以来,目前共有32口煤层未采区井进行排采产气。排采油管基本全部采用φ73mm平式油管,杆组合根据冲次和产液量的情况采用3°4’+3°4’和7°8’两种杆组合方式。在排采泵方面,通过这几年的排采经验,对低产水量或后期产水量较小的井(一般日产水量小于10m3),选用小泵、低冲次的工作制度,如φ38mm泵、变频电机等;对产水量大供液能力强的井,前期应考虑以排水为主,尽可能选择大泵来加强排水降压,如采用潜油电泵、大直径管式泵等;对产水含煤泥和煤粉较多的井采用抗卡能力强的泵进行排采,如:螺杆泵、防砂泵等。目前现场根据实际生产情况,只采用电泵、沉砂泵、防砂泵和旋转柱塞防砂泵等进行排采,其中除了L12井因产液量较大(90m3/天)采用电泵排采以外,其余各井均采用管式泵进行排采。

2 煤层气井检泵作业的分类

目前阜新煤层气井在压裂投产后的作业施工基本都是检泵作业,所以检泵作业工艺对煤层气井的稳定排采是很重要的。每口煤层气井的井下情况都有一定的规律性,生产一定时间后就需要进行检泵。目前根据检泵作业原因的不同,可分为计划检泵和躺井检泵两种。所谓计划检泵就是检泵日期根据井的情况预先确定,不管泵的性能如何,到了预定日期就进行检泵。计划检泵日期是根据井的情况在管理实践中摸索出来的规律,预计到一般生产多长时间后会因砂、煤粉等因素的影响而使抽油泵的正常工作受到破坏,或者为防止泵的性能进一步恶化出现事故而预定出计划检泵日期;躺井检泵又叫无计划检泵,它是井下泵突然发生故障或由于井的某种突然变化造成停产而被迫进行的检泵。

3 影响检泵周期的因素和检泵原因

3.1 影响检泵周期的因素

影响检泵周期的因素有很多,比如煤粉或铁屑造成的泵效降低或卡泵、产气量下降、出砂情况、工作制度以及前次检泵作业的质量等都直接影响到检泵周期的长短。不同煤层区块的井的检泵周期也不尽相同,根据是否射开砂岩层以及煤层的厚度等因素也各有长短。比如在阜新王营地区的井只射开了一层煤层(31.7～44.9m),相对阜新其它区块厚度较薄,煤粉和出砂的情况较轻,该区块的检泵周期约为280～330天;刘家区和海州区的井射开的煤层厚度相对较厚,部分井射开了粉砂岩层和三个煤层(34.0～85.7m),厚度相对较厚,煤粉和出砂的情况较严重,该区块的检泵周期约为180～210天。

3.2 检泵的原因

阜新地区煤层气井检泵的原因主要有以下几个方面:

(1)煤层气井出砂检泵。因为阜新地区的煤层较厚,压裂投产时加砂量较大,在生产稳定后要定期检泵捞砂,避免砂卡尾管或砂埋煤层。

(2)由于泵的漏失或井斜偏磨造成油管漏失使产液量下降。

(3)泵的球座被煤粉、铁屑等脏物堵死造成井下泵工作失灵。

(4)当煤层气井的液面、产量突然发生变化时,为了查明原因。

(5)改变泵的参数或提高泵的效率。

(6)改变泵的工作制度,加深或上提泵挂深度等。

(7)发生抽油杆断脱,抽油泵不能进行工作。

(8)发生井下落物或套管出现故障,需要上大修作业。

4 检泵作业方案设计的原则

作业方案的设计要结合各井的实际生产状况,确保作业施工顺利、实效的开展。检泵作业方案设计的原则包括:

(1)煤层气井作业设计应以防止煤层污染为重点。

(2)方案实施应满足生产、安全的需要,尽量减少作业施工时间。

(3)排采的吸入口要根据该井的生产时间、产液量、出砂情况以及井底口袋而定,若条件允许的话,以在煤层底以下10～20m为宜。

(4)设计中应充分应用成熟、先进的技术,以提高方案的规模效益。

(5)坚持“少投入、多产出、低成本开采”的经济原则。

5 检泵作业施工中注意事项

在检泵作业施工中应配备专职的作业监督,以监督作业井的全过程。监督过程中应注意以下事项:

(1)作业前要提前对待修井缓慢放套压,禁止快速放压,避免地层堵塞或坍塌。

(2)在砂面不埋煤层的情况下最好不要洗井,尽量采取机械捞砂。如必须洗(压)井,优先采用原井煤层产出的水,避免煤层污染。

(3)要尽量缩短检泵作业施工时间,尽快恢复排采。

(4)作业施工人员操作要遵守操作规程,避免因人为因素造成的质量事故。

(5)检泵后,排采降液仍需一个缓慢的过程,切不可降液幅度太大,急于产气。

6 延长检泵周期的主要方法

目前针对阜新地区低产水量,并且出煤粉较严重的井,我们除了选用沉砂泵、旋转柱塞防砂泵等排采泵外,还在抽油杆上分段加接了举液器,以达到增抽、提高泵效、避免煤粉和铁屑卡泵,延长检泵周期的目的,现场实际应用效果很好。

7 井斜的影响

阜新地区有的煤层气井因为地层和钻井的原因造成完井井斜较大。在实际生产中会使油管、抽油杆严重磨损,特别是抽油杆接箍磨损最为严重,严重时会将抽油杆磨断、油管磨漏,造成很大的经济损失,而且井斜造成摩阻增大,使抽油机功率不能正常发挥。

以上事项除在钻井施工中必须加以考虑外,还要在井斜段的抽油杆上加接扶正器以减小井斜的危害。目前在阜新区块采用的办法是对井斜大于2°、全角变化率大于1°40′的井段加装互保抗磨接箍和旋卡扶正器,同时在井斜较大的井段相应的减少了增抽器的数量以避免偏磨的问题,现场应用效果良好。

8 清砂和防砂方面

煤层气井的清砂工作是十分重要的一道工序,它关系着生产井段的恢复和下步措施的制定,所以对清砂作业的方案制定要十分慎重。由于煤层的特点导致几乎每口井的漏失都很严重,有的井在新井压裂后的冲砂施工中就发现漏失严重,给冲砂作业带来了很大的难度。在阜新地区,针对新井压裂、补层压裂井砂柱较长的特点都采用了压裂车组配合冲砂施工的办法,而对于老井清砂本着保护煤层的原则且砂柱较短的特点,目前多采用捞砂的方法。

(1)冲砂:新井冲砂仍然采用压裂车组配合冲砂的方法,目前已经较好的解决了这一问题。对老井冲砂,在H3井试用了堵漏剂堵漏的冲砂方法,但由于煤层漏失严重最终导致堵漏失败。

(2)捞砂:目前针对日常检泵作业施工的清砂工作基本都采用硬捞砂的办法。由于各井开采煤层的厚度不同,还有些井射开了粉砂岩层,所以在捞砂施工中所遇到的问题也是不尽相同的。有的井砂里含煤泥较多造成捞砂泵泵效降低(如L21井);有的井煤层吐砂严重导致多次重复捞砂(如H3井);有的井砂盖较硬造成捞砂无进尺(如H2井)。针对上述几种特殊情况,都采用了不同的办法。对含煤泥较多的井采取清洗捞砂泵的办法,对起出捞砂泵每次都卸开清洗来保证它的泵效;对煤层吐砂严重的井,把原捞砂泵下接φ73mm平式油管改为接φ89mm平式油管,以增加捞砂量达到减少捞砂次数目的;针对砂盖较硬捞砂无进尺的问题,研制了可旋转捞砂泵,目前已较好的解决了这一问题。

防砂方面:排采井都经过压裂改造,大强度排采时很可能煤层吐砂造成卡泵和管柱。目前阜新煤层气井泵下选用连接的是复合不锈钢板网防砂管(25目),现场应用效果较好。

9 结论

煤层气井的作业施工是煤层气开发很重要的内容,现场作业要根据每口井生产的实际情况,在作业工艺和工具上不断完善和创新,才能延长检泵周期,降低排采成本。

[1] 车仕华等.井下工程[M].北京:石油工业出版社,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)

姚锦,男,毕业于大庆石油学院,长期从事煤层气开发方面的科研和生产工作。

(责任编辑 刘 馨)