煤層氣間抽井管理方法探討

李 俊 陸 海 常 磊 陳 巧 鄒紅剛 盧彥恒

(1.華北油田山西煤層氣勘探開(kāi)發(fā)分公司，山西 048000;2.中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限公司，北京 100085)

煤層氣間抽井管理方法探討

李 俊1陸 海2常 磊1陳 巧1鄒紅剛1盧彥恒1

(1.華北油田山西煤層氣勘探開(kāi)發(fā)分公司，山西 048000;2.中國(guó)石油工程設(shè)計(jì)有限公司，北京 100085)

本文通過(guò)對(duì)選取的62口煤層氣間抽實(shí)驗(yàn)井進(jìn)行分析，得出煤層氣間抽井的實(shí)施在保證了氣量穩(wěn)定的同時(shí)，又降低了設(shè)備故障率，提高單井的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。從而提出選取間抽井的一般規(guī)律，即要綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造、地面生產(chǎn)表現(xiàn)和便于管理三方面因素，為煤層氣間抽井的管理提供一定的借鑒意義。

煤層氣 間抽井 檢泵 排采

1 概況

目前關(guān)于油井的間抽理論和實(shí)踐均較多，對(duì)煤層氣井間抽研究很少。煤層氣生產(chǎn)是一個(gè)排水降壓的過(guò)程，在排采后期進(jìn)入氣相流階段，主要表現(xiàn)為產(chǎn)氣上升，產(chǎn)水下降，甚至無(wú)液。壓裂裂縫未延伸的區(qū)域受滲透率低影響，該區(qū)域的煤層水不能流向井筒，造成地層供液不足，地面生產(chǎn)表現(xiàn)為無(wú)液。分析認(rèn)為前期排水已形成足夠的壓降面積，不產(chǎn)液時(shí)，大量解吸的甲烷分子，仍能在壓力差和濃度差作用下，運(yùn)移至裂隙，保持穩(wěn)產(chǎn)。

該類(lèi)型的井動(dòng)液面穩(wěn)定在煤層附近，功圖顯示地層供液不足，泵充滿(mǎn)程度不夠，產(chǎn)氣量又比較穩(wěn)定。抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要目的就是排水，當(dāng)?shù)貙硬怀鏊畷r(shí)，空轉(zhuǎn)抽油機(jī)理論上對(duì)煤層氣產(chǎn)出沒(méi)有意義。且無(wú)液狀態(tài)下的“干抽”會(huì)造成泵效低、桿管偏磨、桿斷脫等不利影響，嚴(yán)重影響氣井正常生產(chǎn)。選擇符合條件的井進(jìn)行間抽，減少抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，可以提高泵效，節(jié)約電能，減小設(shè)備的損耗。

2 選井原則

選井的首要原則是地層供液不足，而非工況影響導(dǎo)致的井口產(chǎn)液少,可以從各個(gè)方面來(lái)考慮。對(duì)于地層供液不足，可以從動(dòng)液面和示功圖測(cè)試參數(shù)、煤層構(gòu)造、井距三方面來(lái)分析。

2.1 功圖顯示地層供液不足

一些老井普遍沉沒(méi)度低，導(dǎo)致沉沒(méi)壓力低，造成產(chǎn)液量少或不產(chǎn)液，泵效低。

圖1 xx-8排采曲線(xiàn)

該類(lèi)井由于地層能量得不到有效補(bǔ)充，只在排水階段排出少量的水，在排采后期長(zhǎng)期無(wú)液，煤沒(méi)度低且穩(wěn)定，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。例如HG20-8，于2008年6月27日投產(chǎn)，至目前累計(jì)產(chǎn)氣625萬(wàn)m3，累計(jì)產(chǎn)水只有580m3，且產(chǎn)水量主要集中于投產(chǎn)后的半年時(shí)間(圖1)。該類(lèi)井短時(shí)間停井后，液面不回升，流壓穩(wěn)定，氣量也能夠保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定。

2.2 構(gòu)造控制

位于構(gòu)造高點(diǎn)或相對(duì)封閉地質(zhì)體的井，供水能力弱，無(wú)水源補(bǔ)給。在排采初期排出足夠的水后，就能形成足夠的壓降面積，在排采后期產(chǎn)水量少，該類(lèi)井可以考慮間抽。

構(gòu)造低部位或向斜低部位容易成為匯水區(qū)，一般供水能力強(qiáng)，且有構(gòu)造翼部不斷地水源補(bǔ)給，理論上產(chǎn)水能力強(qiáng)。在生產(chǎn)過(guò)程中，如產(chǎn)水少，需結(jié)合鄰井狀況及工況條件分析(泵是否漏失，排采制度是否合理，氣鎖等)，確定導(dǎo)致產(chǎn)水少的原因，對(duì)于工況造成的產(chǎn)水少，要及時(shí)檢泵作業(yè)，恢復(fù)產(chǎn)水量。另外，低部位的煤層氣井會(huì)對(duì)高部位的井形成助排作用，如果排液下降，會(huì)造成高部位煤層氣井產(chǎn)氣量下降。所以對(duì)于該類(lèi)井要謹(jǐn)慎間抽。

位于斷層附近井，由于可能會(huì)溝通含水層，一般產(chǎn)水量大，需要結(jié)合鄰井及地面生產(chǎn)情況，確定斷層影響及是否間抽。

2.3 井距小、加密井

加密井投產(chǎn)時(shí)間較鄰井晚，鄰井前期已對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了一定程度的排水。加之加密井的投產(chǎn)，減小了井距，排水區(qū)域有限。在排采后期，不產(chǎn)液主要是因?yàn)榈貙庸┮耗芰θ酢?duì)作業(yè)區(qū)加密井產(chǎn)水產(chǎn)氣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，平均日產(chǎn)氣1875m3，高于作業(yè)區(qū)整體平均日產(chǎn)氣；平均日產(chǎn)水0.13m3，遠(yuǎn)低于作業(yè)區(qū)整體平均日產(chǎn)水量。加密井呈產(chǎn)水少，產(chǎn)氣高的特點(diǎn)。

2.4 單井負(fù)荷穩(wěn)定、自動(dòng)化設(shè)備完好

目前間抽井可以利用程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)啟停，減少人力，但只有在單井負(fù)荷穩(wěn)定的前提下，該自動(dòng)化程序才能實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施間抽后，需要對(duì)日產(chǎn)量隨時(shí)監(jiān)控，隨時(shí)啟井，所以需要自動(dòng)化設(shè)施完好。如果出現(xiàn)自動(dòng)化故障，需要及時(shí)解決。在前期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，已有部分井在停井后，因無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟井，故取消了間抽。

以上三方面不是孤立的，需要結(jié)合起來(lái)，同時(shí)考慮，才能選出最適合間抽的井。

3 確定間抽制度

確定間抽制度要綜合考慮以下三方面：

(1)確保井底流壓保持穩(wěn)定，不回升。對(duì)于未裝井底壓力計(jì)的井要密切關(guān)注液面的變化，保證液面穩(wěn)定、不回升是關(guān)鍵。

(2)保證產(chǎn)氣量相對(duì)穩(wěn)定。利用自動(dòng)化傳輸設(shè)備，關(guān)注實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)氣量下降，分析原因，隨時(shí)啟井。

(3)最大程度節(jié)約成本。由于晚上電費(fèi)較白天低，可以制定晚上啟井，白天停井的制度。

目前，間抽井多采取22:00至06:00啟抽，其余時(shí)間停井的制度。對(duì)于不產(chǎn)液的井，還可以適當(dāng)延長(zhǎng)停井時(shí)間。

4 間抽效果

對(duì)樊北作業(yè)區(qū)62口間抽井進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，產(chǎn)氣量總體比較平穩(wěn)。并且減少單井設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，從而減少設(shè)備損耗，降低設(shè)備故障率，延長(zhǎng)了檢泵周期。選定的間抽井至今未檢泵，節(jié)約了成本,從而提高了質(zhì)量效益。

樊北作業(yè)區(qū)對(duì)62口間抽井電機(jī)功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)如下：4kW電機(jī)1臺(tái)，5.5kW電機(jī)29臺(tái)，7.5kW電機(jī)1臺(tái)，15kW電機(jī)29臺(tái)，18.5kW電機(jī)2臺(tái)。根據(jù)排采制度及公式計(jì)算，62口間抽井，日節(jié)電量2080kWh，年節(jié)電量759200kWh，節(jié)電費(fèi)用42.5萬(wàn)元。

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

(1)煤層氣井后期排采保持流壓穩(wěn)定、不回升是關(guān)鍵。“連續(xù)排采”本質(zhì)上是為了保證流壓不波動(dòng)、平穩(wěn)下降。但對(duì)于排采后期無(wú)液的井，穩(wěn)定流壓并不需要抽油機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。從成本和工況方面考慮，間抽是必要的。

(2)間抽井主要針對(duì)地層供液不足井。選擇間抽井還需要結(jié)合地面生產(chǎn)情況，煤層氣產(chǎn)狀及構(gòu)造位置、自動(dòng)化設(shè)施等情況綜合判斷。

(3)密切關(guān)注間抽井自動(dòng)化數(shù)據(jù)，如果氣量下降，要分析原因，如是間抽原因，則啟抽或調(diào)整間抽制度。

[1] 郝麗，段寶玉.煤層中水對(duì)煤層氣產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)煤層氣，2012，3(4)：32-34.

[2] 于小明.低沉沒(méi)度對(duì)抽油機(jī)井檢泵率的影響[J].油氣田地面工程,2011，30(4)：65-66.

[3] 殷良.油井間抽的實(shí)踐與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2014，4：50-51.

[4] 郭宏斌.關(guān)于供液不足抽油機(jī)井合理間抽制度的探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，6：116.

(責(zé)任編輯 桑逢云)

Discussion on the Management Method of Intermissive Pumping CBM Wells

LI Jun1, LU Hai2, CHANG Lei1, CHEN Qiao1, ZOU Honggang1, LU Yanheng1

(1.Shanxi CBM Exploration and Development Branch, PetroChina Huabei Oilfield Company, Shanxi 048000;2.China Petroleum Engineering Design Co.,Ltd.,Beijing 100085)

In this paper, based on analysis of the 62 intermissive pumping CBM wells, we may draw such conclusion that the gas production stable, at the same time, the equipment failure rate reduced, which improved economic benefit. Thus the general rules of selecting intermissive pumping wells are put forward., geological structure, production status, the management three aspects should be comprehensively considered, which provides certain reference for the management of intermissive pumping CBM Wells.

CBM; intermissive pumping well; pump inspection; drainage

李俊，男，助理工程師，現(xiàn)于華北油田山西煤層氣分公司從事煤層氣排采管理工作。