煤层气井智能排采技术应用研究

顾如艳+王兴明+杜明明

摘要：针对煤层气井智能排采技术的具体应用进行探讨与分析，并阐述现场应用实际效果，希望能够从理论层面上为煤层气井生产的发展提供一点指导与支持。

关键词：煤层气井；智能采排技术；应用

一、概述

在生产井的排采中，主要面临的问题包括：第一，动液面测量精度不足。在动液面测量中目前以回声仪为主，然而达到临街解吸压力时，井下会析出煤层气，如此一来纯气流端、混流端以及纯液端就会影响到回声仪精度，导致液位测量发生较大偏差第二，当井底压力达到临界解吸压力，就需要对排采强度进行适当调整，对井底压力就进行严格控制，如此一来就需要采用大量的人工操作，进而导致技术运用效果不甚理想；第三，在工作井数量不断增加的情况下，每口井数据需要进行定期收集与整理，并制作成报表，显然该项工作内容比较繁杂，难度较大。

煤层气井排采技术的运用对周期性要求较长，液面控制会影响到气量，一旦达到临界解吸压力，那么控制难度就会进一步增加。这就要求工作人员对排采规律进行深入研究与细致分析，对智能排采技术与设备加以合理运用，实现排采强度控制自动化，确保井底动液面控制符合煤层气井的排采规律，使整个开采过程中具有高效性，实现整体开发效果的改善。

二、煤层气井智能排采技术的具体应用

在智能排采技术的具体应用中，对智能煤层气排采机加以运用，该设备的组成部分包括提升总成、进口装置、捞水桶、数控排绳器以及智能控制系统，其结构具体如下图所示。

根据上图，提升总成的工作是捞水桶的提放，进口装置则是对捞水桶位置进行监控，并对液体排除进行自动控制，数控排绳器则是对钢丝绳进行排列，保证其整齐度，使其使用寿命得到延长。智能控制系统则是对动液面高度进行检测，并实现液面下降速率的有效控制。

在开采煤层气时，供材平衡具有核心意义。如果储层压力与井底压力梯度趋于合理，才能够使煤层气最大限度的流入到井中。在高解吸压力的影响下，会有速敏反应的产生，进而导致井内流入大量的煤粉，堵塞通道。而解吸压力不足则会对产量造成影响。煤层气智能排采技术的运用需要及时收集与整理相关数据，对井筒内与储层特性以及地面设备的相关技术参数进行归集与耦合，然后管理者结合实际情况，对工作制度进行自动编制。

基于控制系统的控制，煤层气智能排采机的捞水桶会自动下井，并对液面进行自动跟踪，如果捞水桶被水充满，就会向进口自动上升，并将液体排除，并一直循环上述流程，直到排水采气目的得以实现。

智能控制系统在各方面都具有突出的应用价值，该系统实现了生产与设备运行参数的自动化收集与记录；对各项参数进行自动、实时耦合，使生成的工作制度得到最大限度的优化，使供采平衡得以实现，对压力进行合理解析；在维护方面，智能控制系统也更加便捷，不需要在井上完成管、杆、泵等维护作业，也不需要压井，操作相对简便，不需要耗费较大成本；在排采状态正常的情况下，系统允许携带少量煤粉，使井底煤粉过量堆积问题得到有效缓解；系统功能丰富，涉及到排采、测量、维修以及捞煤粉等内容；在井下巡视方面，工作人员可以对手机加以利用，对井况与设备工况进行远程监控与操作，一旦发生异常，可以维护人员可以通过短信得知情况；智能控制系统的节能性优势也非常突出，如果出水量不高，捞水桶则会在井上停止并处于待机状态，不会有能耗产生；此外，智能控制系统在效益与综合运营成本上也具有突出优势。

三、现场实际应用

本文所述的煤层气田A煤层气井运用了智能排采技术，该煤层气井深度为720m，其中1号煤层深590m，2号煤层深670m，采用规格为5-1/2的套管。在工程实践中，由于抽油泵损坏情况严重，因此生产停滞不前，到目前已经停产数年。

2015年该气井开始针对煤层气智能排采机进行尝试，并取得了显著效果。初始液面为150m，排水量超过8吨/天。当液面深度达到450m，井内压力为0.14MPa，并进行储层震荡，并在620m处下放储液桶，按照3m/s的速度进行提升，使煤层负压得以形成，进而缓解堵塞问题。由于水中煤粉含量较大，井内压力越来越多，最高供气憋压达到0.5MPa。该年5月底对管道进行维修，并实现正常并气，初始气井供气压力达到0.14MPa，煤气产量达到120m？/天，在液面深度不断增加的情况下，其产量也逐渐增加。7月初對动液面数据进行检测与记录，得知距1号煤层35m处的产量达到940m？/天，产量依然具有上升空间。关于该煤层气井现场的应用效果，具体如下图所示。

对于煤层气井产能而言，抽采设备质量的影响十分关键。关于本文所述的煤层气井对智能排采技术的应用，整个设备运行与生产参数得到了实时采集与记录，工作制度也得以自动耦合生产，并得到最大限度的优化。在未来生产中，工作人员还需要以井田工况进行细致分析，提高数据测量准确性，对液面与产气量之间的关系进行合理分析，对液面位置进行合理判断，使产气量得到最大限度的提升。

参考文献：

[1] 白利军，张大陆，张金薇等.煤层气井智能排采技术应用研究[J].中国煤层气，2014，11（5）：28-30.

[2] 陈秀萍，梅永贵，陈勇智等."双环三控法"在煤层气井智能排采中的应用[J].天然气工业，2015，35（12）：48-52.endprint