龙万利 王欣 田江（中国石油华北油田公司山西煤层气分公司， 山西 晋城 048200）

煤层气井排采管理的把握与效果

龙万利 王欣 田江（中国石油华北油田公司山西煤层气分公司， 山西 晋城 048200）

本文介绍了煤层气国内外开发现状，以及对比常规天然气的优势；分析了煤层气井排采管理的3大关键因素：排采制度、现场管控和排采设备对煤层气井排水采气效果的影响，指出了关键环节的把握对气井高产、储层保护的重要性；最后给出了几点结论和建议，希望能为业界提供参考。

煤层气井；排水采气；排采设备；管理

煤层气是赋存于煤层及其围岩中的与煤炭共伴生的非常规天然气资源，其主要气体组分为甲烷（CH4），是地史时期煤中有机质的热演化生烃产物。由于煤层气的独特的赋存状态（以吸附态为主）、非常规储层（典型的自生自储、多重孔渗的有机储层）和特有的产出机理（排水—降压—解吸—渗透—排采），因此煤层气被称之为非常规天然气。

1 国内外开采现状

（1）国外开采现状 美国是世界上地面开采煤层气最早、最成功的国家，有较为丰富的煤层气资源。美国煤层气勘探开发的成功也引起了世界各国的重视。目前世界上开展煤层气勘探、开发和研究活动的有30余个国家和地区，其中美国、加拿大和澳大利亚都进入了商业开发阶段。

（2）国内开采现状 我国陆上烟煤和无烟煤煤田中，在埋深300～2000m范围内，煤层气资源总量为31.46万亿m3，位居世界第三，相当于我国陆上常规天然气资源总量（30万亿m3）。由于我国的天然气缺口将长期存在，缺口巨大，而煤层气是补充这个缺口的重要非常规气源。目前我国煤层气的勘探与开发已初步进入商业开发阶段，根据新的发展计划，到2020年产量达到400×108m3。

2 优势比较

煤层气与常规天然气相比较，其优势在于：成分单一，所含杂质少，可单独使用，也可与常规天然气混合使用，更为安全和高效，污染少，化工用途更为广泛。另外，煤层气井与天然气井在产气量上随着时间上的推移有着明显的不同：天然气井初期单井日产量高，产量衰减快，有效生产年限短（约7-8年）；煤层气井初期单井日产量低，生产3-4年后产量才达到高峰值，有效生产年限长（约15-20年）。

3 煤层气井排采管理的关键因素

3.1 人为排采制度的制定

（1）排采机理。煤层气井的生产排采是一个长时间排水降压采气过程。从煤层气井生产过程中气、水产量的变化特征。可把生产分为三个阶段：①早期排水降压阶段：主要产水，随着压力降到临界解吸压力以下，气体开始解吸，并从井口产出。持续时间可能是几天或数月。②中期稳定生产阶段：随着排水的继续，产气量逐渐上升并趋于稳定，出现高峰产气，产水量则逐渐下降。③后期气产量下降阶段：煤基质中解吸的气体开始逐渐减少，尽管排水作业仍继续，产气量下降，产出少量或微量水。该阶段10年至20年不等。

（2）排采制度的选择与优化。煤层气排采初期，由于可借鉴的排采经验很少，在排采过程中很可能造成储层伤害。因此，以科学理论为指导，加强排采过程中的煤储层保护，对提高煤层气井产量至关重要。合理的排采速度是煤层气井高产的保障：快速排液将导致储层伤害，容易引起煤层激动，产出煤粉；排液速度过慢则不能形成有利通道；如果在煤粉高产出阶段出现停抽，将导致煤粉在近井地带沉积，极易导致近井地带煤粉堵塞水和气体运移通道。停抽时间较长或停抽频繁，将使井内液面上升，井底流压升高，也会导致的储层伤害。

在煤层气排采过程中，排采作业制度的选择与优化是一个非常重要的问题，日产气量、日产水量、生产压差、动液面高度等参数的变化对煤层气的产出过程具有显著的影响。

3.2 排采现场管控

（1）参数监测的可靠性。煤层气井排采过程中需要及时准确地掌握井下压力和动液面。在泵下安装电子压力计，并通过电缆将采集的压力传输到井口，可以准确地监测探井井下压力和动液面数据，掌握煤层气井的排采动态，方便快捷地调整工作制度。

（2）储层改造与井下施工作业的管理。煤层气井在排采前都经过压裂改造，因此，排采管理应从压裂后放喷排液开始。若对煤层气井实施泡沫或活性水压裂，压裂后可立即排采；若进行冻胶压裂则不应急于放喷，一般应待压裂液破胶后再进行排采。但压后关井时间不能太长，太长不利于增产。

煤层气井较之常规油气井的井下作业，在一些方面都有着明显不同，就一般的煤层气井来说，井的深度很浅，而且地处山区，一般采用小型化的修井车，能够较快速的到达需要修井的井场；修井时间短，一般48小时就可以完成一口井的修井任务；由于煤层气井的特殊性，在修井时，一般不用洗井，只需要进行专门的捞砂工作，节约了设备和人员的成本。除此之外，修井质量的好坏也是影响排采的重要因素：为满足煤层气井田“低成本、大规模开发”的需要，大都雇用当地的作业施工人员，以便于开展工作，但现场经验、人员素质需要学习和加强，管理措施需要进一步落实到位。

3.3 排采设备的选择对排采的影响

（1）排采设备。结合排采方法的排采设备一般有以下几种：（a）有杆泵（b）电潜泵排水采气（c）螺杆泵排水采气（d）水力喷射泵排出采气

我国目前主要采用有杆泵、螺杆泵和电潜泵来实现油管排水套管采气。几种排采设备都有自己的优缺点，哪种更适合煤层气的开采到目前为止也一直没有定论。

（2）井斜和气体的影响。对于使用有杆泵排采设备的煤层气井来说，井斜较大，会使油管、抽油杆严重磨损，特别是抽油杆接箍磨损极为严重，有时会将抽油杆磨断、油管磨穿，严重影响排采效果。

气体对管式泵泵效影响很大，严重时会造成“气锁”，排不出液，应尽量减少气体进入泵筒，其方法是下入气锚或尽量加深筛管至煤层以下。

由以上关键因素可知：煤层气井高效排采是长期稳定的排采结果，而造成低效的原因往往是一念之间，某个环节的疏漏所导致的。气井的管理贵在精细，其重点在于关键环节，关键环节把握不当导致的伤害会延缓气井达产的时间；部分伤害可以通过措施恢复，但会造成投资的浪费，且造成储层的二次污染；而部分对底层的伤害是不可逆的。

4 结论及建议

4.1 结论

（1）煤储层和常规砂岩储层有许多不同，这就决定了各自的开采工艺也有许多不同之处，常规油气生产方法用于煤层气开采时，需要改动。

（2）煤层气井的排采设备选择是保障煤层气井长期、稳定和连续排采的前提条件。

（3）保证煤层气井排采设备工作的连续性，也是对减少储层的伤害、维持合理排采的关键所在。

4.2 建议

根据资料调研结果分析，结合我国沁水盆地煤层气开发的前景，提出以下几点建议：

（1）排采设备必须性能可靠，持久耐用，节能低耗，易于维修保养。还要有从低排量到高排量较大范围内的排液能力与控制排液能力，有较强的和较灵敏的井口及产气系统的压力控制能力。

（2）加强井下作业施工后管理工作，确保效果不打折。

（3）随着煤层气开发规模逐渐变大，煤层气开采的难度加大，需要采取一些新的增产措施，煤层气开采改造技术，所涉及钻井、开发和储层改造等许多方面，有许多关键技术还需要进一步深入研究。

［1］张国璧，张惠蓉.煤层气勘探开发和增产技术［J］.新疆石油地质，1994，15（1）.

［2］张在民.世界煤层气开发现状［J］.天然气工业，1994，14（1）.

［3］杨陆武，孙茂远.中国煤层气藏的特殊性及其开发技术要求［J］.天然气工业，2002，21（6）.

龙万利，毕业学校：长江大学（原江汉石油学院），职位：华北油田公司山西煤层气分公司工程技术员。