美国圣胡安盆地——水果组煤层气井的完井、装备及生产.pdf

襄 画 胡 盈 地 美 国w 克拉 克 等 摘 要 本文研 究了圣胡安盆地水果组煤层 气井的钻 井、完井、装备和 生产过程。对用于裸 眼 完井和 套 管 完 井的钻 井液 以及 射孔 和 激励 技 术 分 别进行 了比较。因煤层 气 井存 在 某 些特 殊 问题，因此 需要 改进 原 生产设 备。本文 还 讨论 了水果 组 煤层 气井使 用 的人 工升举 方法，例 如 梁式 泵、气举 和 前进 式 空腔 泵。水 处理 是 大 多数 水果 组煤 层 气井 的关键 问题。本 文对 蒸发 装 置、蒸发 池和 水 处理 井三 种水 处理 方法 作 了评 价。最后，本 文 论述 了技 术上 具有 挑 战性 的 问 题，如地 层 评价 和 布 井。1 绪 言 2 完井 尽 管 圣 胡 安 盆 地 第 一 口水 果 组 煤 层 气 井 早 在 3 5年前 就 已钻 成，但是 至今 仍 没有 明确 建 立起 最 佳 的完 井 技术。对于 水 果组 煤 层 气井 的完 井 和 生产 应 从这 样 的 角度 考虑：钻井 和 完井 使 地层 损 害 程度 最 小，或 钻井 和 完井 能最 大 限度 地控 制 气井，并 修 补 损 害的 地层。实际 上 也就 是说，是 选择 裸 眼 完井 还 是选 择 套 管完 井，同时，也 是成 本 与利 润 的 问题。裸 眼完 井 钻 的孔 较大，并 充填 砾 石或 加 内衬，可 控激 励 较 弱，有煤 粉 产 生，需 要经 常进 行 钻 屑清 除 和其 它 设备 的 检修。套 管完 井 钻的孔 较 小，并采 用 射孔 技 术，可 控激 励 避 开地 层损 害，产 生 的煤 粉 很 少，只 进行 一 般 的钻 屑 清 除和设 备 检修。本 文所 述 内容 能 帮 助生 产者 解 决下 列 问 题：应该 选 择 裸 艮完 井 还 是套 管 完 井?需 要哪 种 钻井 液?应 采 取 自然 完 井 还 是 激励 完井?另 外，本 文 还论 述 了 目前 的生 产 设备 设 计方 案 和煤 层 气井 的人 工 升举方 法。在文 中 的 最后 一部 分 概述 了诸 如水 处 理和 布井 等 技 术 上具 有 挑 战性 的 问题。*石 油工 程 师，美 国科 罗拉 多 B N 有 限 责任 公 司 4 O 中国煤 层气第 2期1 9 9 7 年 1 2 月 2 1 裸 眼 完 井 至 今，被 定 义 为“地 层上 没 有水 泥”的裸 眼煤 层气 井 证 明是 最佳 的 产气井。一 般，在 水 果组煤 储 层 上 方 下入 直 径 为 1 7 8 mm 或 更 大 的 套 管，然 后 用 钻 井液 钻 开煤 层。裸 脚(裸 眼煤层 段 不 下套 管)完 井 最适 合 于处 理 单煤 层 或埋 藏 浅 的煤 层。当裸 眼钻 孔钻 透 多煤 层 储 层达 3 0 5 9 1 5 m 时，通常 要加 入 内衬。割 缝 内衬 和 砾石 充 填 完井技 术 已在 几 口水果 组 煤 层气 井 试验 了 8年，但 生产 者们 没 有得 出明确 的 结论。因为井 中会 出现堵 塞 现 象，所 以通 常 需要 使 充填 材 料 回流 或 加 内衬。煤 粉 的颗 粒大 小 不 一，易 堵 在砾 石 或 内衬 割缝 中，并 会严 重 限 制气 和 水 的流 动。一旦 内衬 装 人煤 层后，通 常 在 内衬 上 以每米 1 3 3 9 个孔 的高密度进行射孔。为更好地控制气井，生 产 者 开 始 预 先 在 安 装 的 内 衬 上 以 每 米 3 9个 2 5 ram 的孔的密度打眼。当内衬下人钻孔 时，将临时 的封 隔器 拧 进 内衬 上 的孔。封 隔器 随 着 内衬 进入 套 管 内部 而逐 渐 被磨 掉。这 样一来，有 许多 大 射孔 的 维普资讯 内衬 从成 本角度讲 是合 理 的。在某 些情 况下，预先 打 眼 或射 孔 的 内衬 下 人煤 储层 时会 被 煤 粉堵 塞孔 眼。为 了清除射孔 内衬 上的煤 粉堵塞 物，生产者利 用管 子上 的灌 浆 器或 其 它 灌浆 设 备用 高 速水 冲洗。另 一 种 清 除 裸 眼 井 堵 塞 物 的 技 术 是 泵 送 纯 度 为 5 O 的 泡 沫 液，并 在 井 中 产 生 回 流。2 2 套 管完 井 水 果组煤层 套管 完井在 煤储层 或顶层 通 常下人 直径 1 7 8 8 ram、1 0 4 k g的 K一 5 5套管，其 次是 直径 1 3 9 7 mm、7 O k g的 K一 5 5或 J 一 5 5套管，并 在套 竹上 射 孔。套 管 完 井 也 可 采 用 直 径 为 1 0 1 6 mm 或 1 1 4 3 mm 的套管，但不 常用。在水 和煤粉 产生 量较 低的情况 下，或在 产生 干气 的地 区，设计 较小尺 寸 的套管在 生产和 经济上 均是 可行 的。较大 尺寸 的套 管适用 于水和煤 粉量较 大，并用泵 排 出的情况。也 许更重要 的是，使用较 大尺 寸的套 管可排 除潜在 的 激励设计 中有 限强度 因素，允许生产 者压 裂套管。总之，如何 决定套 管尺 寸是一个 经济 问题，在 套 管 完 井 中 将 直 径 1 3 9 7 mm 的 套 管 下 人 直 径 2 2 2 3 mm 或 2 0 0 mm 的钻孑 L 中是 最普 遍的 在加 内 衬或充填 砾石 的 顶层 完 井 中，将 直径 1 7 7 8 mm 的 套管下人 直径 2 2 2 3 mm 的钻 孑 L 是 很 普遍 的。产 出 气和液体从管 道排 出，气体 还可 以从 管道 与套 管之 间的 环 形 空 间排 出。许多不 同的固 井系 统用于水 果组煤层 气井 取得 了不 同的成功 和成 本效益。为使 地层 的损害程 度最 小，可将氮 泡沫或 玻璃珠加 入浆 液 中，得到轻 质水 泥。使用轻 质水 泥时，会 遇到 气水分 离问题，有 时 也会遇到 激励 问题。水果 组煤层 气井使 用 的典 型水 泥是 5 0 5 0 P o z mi x加 2 的凝胶 和 1 0 的石膏，为 了控制循环流失，通 常加人 1 3 4 7 1 3 9 7 k g 1的硬 沥青。如果 生产 者为 水 果 组煤 层气 井 选择 套管 完 井，那么在设计过程 中应 注意保 护煤储层 天然 割理 系统 的渗透性，同时也应 考虑到 水泥和 钻探泥 浆会侵 入 煤层割理。2 3钻 井 液 对生产者来说选 择哪 种钻井液 是很关 键的。在 钻井和完井作业中，选择使用钻井液是用来控制地 层压力和减轻钻 井和完 井作业 中 的地 层损 害。可能类似于 非固结 砂储层 产生砂 子，当处 于较 低静水压力下 时，煤储 层通 常会产生 煤粉。用天然 气、空气或雾化 空气作 钻井 液钻穿煤 层时，一般会 产生 大量 的煤 粉，还有 较大 的煤 块。采用这 种方法 完井，煤储层会 受 到严重 的 冲蚀，甚 至可能形 成洞 穴。相 反地，一些生 产者保 持煤储 层处 于较高 的静 水压力，以控 制煤 粉的产生。他 们一般使 用凝胶 泥 浆、聚合 物类 泥浆或 高浓度 盐液作 钻井液。目前 还 没有 确立 哪一 种技 术 能最有 效地保 护煤层 天然割理 系统 的 渗透性。在地 层损 害可能性 较大 的情 况下，正确使 用正 确 加重 的凝胶 液或 聚合 物类 泥浆能提 供很好 的压力 控 制 以及 孑 L 眼 清洗能力。而使 用含有 氯化锌和 氯化 镁 的 高 浓 度液 体作 钻 井 液 也 能提 供 很 好 的压 力 控 制，并且 地层损 害程度 最小。然而，这些高浓 度液 体 的价格相 当高，而且 由于其具 有腐蚀性，使 用起 来 也 有 些 困 难。套管井所 用 的典型 的钻探 泥浆包括 以凝胶 或淀 粉为 主的 泥浆 或直 至水果 组顶层 的低 固体含量 的非 分散 系。为钻穿煤 储层根据地 质位置不 同，钻探 泥浆 的重量通 常增 加到 9 9 8 g 1 或更高。如果某 一地 区 的煤 储层 最初是 气饱和 的，那 么，与煤 储层 最初 是 水 饱 和 的 地 区 相 比，需 要 更 重 的 钻 探 泥 浆。在刚好 钻进水果 组之 前增加 钻探 泥浆 重量 可获 得最 大的钻 进速率，并 能提 供适 当的保 护 以防岩石 冒落。但 必须 十分 小心 防止钻 探泥浆 过重。过 重 的 泥浆 会长久 地封住 煤储层 的天然 渗透裂 隙，也 将严 重地 影响激 励效果。一些 生产 者在泥浆 里加入 氯化 钾 以降低 由泥浆 滤液 引起 的地层 损害。水果组 煤层 气井裸 眼完井通 常在 既降低地 层损 害 程度 又经济 可行 的条 件下进行。表 1是钻 井液 的 比较，表 中列 出了压力 控制、潜在 的地层损 害和费 用之 间的一般 关系。在 决定 钻井和 完井 的最佳作业 工序 时，必须 匀衡考 虑这些 因素。表 1 钻井 液的 比较 雾化空气或稠密的泡沫液可 以用来代替泥浆、空气或 天然气作 钻井液。在钻 井和完井 作业 中使用 雾 化空气 钻井 液很难控 制地层 压力。然而使 用泡沫 钻井 液能控制 地层压 力，其 成本 一般高于 泥浆成本。中国煤层气第 2期1 9 9 7年 1 2月4 1 维普资讯 泡 沫也 用来 清洗 被 煤 粉堵 塞 的裸 眼 井。当使 用天 然气 或 空 气类 钻 井液 进行 钻 井 和完 井 作业 时，煤 层将 产 生 大 量煤 粉。在 这 种情 况下，现 场人 员 不应 急速 提 拉 钻具，因 为这 样做 会 导致 煤 粉 堵塞 钻具。2 4射 孔 假定 采 用套 管 完井，并 且钻 井 过 程 中使 用 钻 井 液，那 么进入 地 层 需要 考 虑 两种 激励 方 案：(1)实 现最 大 限度 激励 的 射孔，并 清洗 孔 眼；(2)实 现 地 层 最 大 生产 率 的射 孔。最 常 用 的射孔 技 术是 在 整 个 煤储 层 每米 射 1 3个孔，孔 直 径 为 9 7 1 2 7 mm。通 常，煤 层 和克 利 夫砂 岩顶 层 有 一段 间 隔，其 目的是：(1)为生产 提 供最 大 的 地层 表 面，以使 钻 井 时对 地 层 的损 害程 度最 小；(2)根 据产 生 的煤 粉 和地 层 压 力最 大 程度 地 控制 地 层；(3)允许 采 用可 控激 励。在 单厚 煤 层(5 0 8 mm 或 更厚)井 中，生产 者 采 用一 种 限制 进入 方 法，整 个煤 层 段每 米 射 7个 孔。这 种 方法 成 本较 低，而 且 在获 得 有效 激励 方面 与每 米 1 3个孔 效 果一 样。虽 然所 得 实验 数 据是 有 限 的，但 说 明 了在 这两 种 方 案 中都 会 遇到 较 高 的破 裂 压 力。酸化、激 励前 时 问 和煤 层 压 裂强 度等 因素 比射孔 数 目更 为 重要。黑 勇士 盆地 应 用 的套 管 割缝 技术 在 圣胡 安 盆地 还没 有广 泛 应用。激励 下 的套 管 割缝 完 井相 当于裸 眼完 井。在 自然 完井 中，套 管割 缝 比射孔 更 有 价值。2 5 激 励 假定 水 组 煤层 气 井采 用 套 管完 井，那 么 就需 要 引 入激励，而 裸 眼完 井 有 时也 应该 考 虑激 励 作 用。激 励 一般 采 用交 联 凝胶 水或 7 0 9 6 的氮 泡沫 液。由于 水 果 组煤 层 的 闭合 压力 较 高，无论 使用 哪 种压 裂 液，煤 层 渗 透 效 果 都 没 有 明 显 提 高。混 有 最 高 达 1 9 9 5 6 g 1低 密 度 砂 的 垂 直 水 力 压 裂 可 能 效 果 较 好，也提 高 了煤 层 渗透 性。但 不 常 用。对 于 水 果 组 煤 层 气 井，常 用 的 激 励 是 3 0桶 mi n流 速 的 交 联 凝 胶 水 压 裂 液 及 2 2，7 0 0 k g l O 2 0 或 1 2 2 0网 目 的 砂；在 厚 煤 层 中 激 励 通 常 需 要 4 5 5，0 0 0 1 的 交联 凝 胶 液 和 4 5，4 0 0 k g的 砂。激 励 的 目的 是 产生尽 可 能 长 的垂 直宽 裂 隙。破 裂 压力 是 可 变的。泡沫 液是 较 昂 贵 的介 质，和其 它 等 量的 介 质 相 比通 常要 求 注入 设 备具 有 较高 的 功率。目前 还 不 清 楚使 用 泡 沫 液 和 交 联 凝 胶 水 在 效 果 上 有 何 差 异。采 用 含 有 1 8 1，6 0 0 k g或 更 多 砂 的 大 规 模 水 力 压 裂 的趋 势表 明，凝 胶水 将 成 为激 励所 用 的 最普 通 的压 4 2 中国煤层 气第 2期1 9 9 7 年 1 2 月 裂 液。大 规模 垂 直压 裂 在 造缝 长 度方 面 效果 更 好，但 从 成本 效 益上 讲，产 气 率 提 高得 不够。在 含 气量 较 大，地 层 压力 较 高 的情 况下，砂 的l|回流趋 势会 很 明显，因此，生 产 者至 少要 用 涂树脂 砂 封住 钻孔 周 围 一带，防止 回流，保 持 煤层 渗 透性。在 厚煤 层 和 多煤 层 中，裸 眼 完井 中的激 励一般 效 果较 差，因为 激励 只进入 部 分 煤层 或 者单 煤 层，并 且 在不 考 虑液 体 和含 砂量 的情 况下，存在 过 多 的煤 粉 和砂 的 回流。裸 眼完 井对 地 层 的控 制 比多 煤层 完 井 和生 产作 业 所需 的地层 控 制 弱 得多。3 生 产 设 备 不 考 虑完 井 方法，水 果组 煤层 气 井通 常 因含 有 煤 粉而 影 响产 气 量。完 井煤 层 不 稳定，会 导 致各 种 大 小颗 粒 的煤 粉 连 同煤 层气 和 水 一起产 生。煤 粉颗 粒 大小 不一，从 煤尘 到 煤块 都 有，这样 就需 要对 常 规 油气 田生产 设 备做 一 些 改进 才 能 用于煤 层 气 田。3 1 井 口设备 圣 胡 安盆 地 的 水果 组煤 层 气 井 是典 型 的超 压构 造。在 圣 胡安 盆 地北 部，许 多 钻 探试 验 和生 产 井表 明水 果组 地 层 压力 为静 水 压 力 的 1 0 8 1 4 0 9，6，地 表 封井 压 力 为 1 4 0 0 1 7 0 0 p s i。井 口额 定压 力 为 2 0 0 0 p s i 是 比较 合适 的。然而，当井 口额 定 压力 为 3 0 0 0 p s i，煤 粉 为 中等 流速 时，应 解 决 煤 粉 的 磨 蚀 问题。一 些 含 气 量 高 的 煤 层 气 井(5 7 l 1 3 2万 m。d和 1 0 0 0 2 0 0 0桶 d)的生 产 者 使 用额 定 压力 为 5 0 0 0 p s i 的井 口装 置。典 型 的管 道直 径 为 5 0 8 mm，然 而，对 于含 气 量 高 的煤 层 气 井来 说，需 要 直 径 7 6 2 mm 的管道。3 2 分 离器 重 力分 选 处理 煤 粉 比较 困 难。但 夹杂 在 气 流 中 的 粒 度 较 小 的 煤 尘 必 须 滤 除 掉。直 径 为 3 2 2 5 4 mm 或 更 大 的 大 片煤 或 大块 煤 经 常堵 塞 设 备 或 引起 分离 器 液 体放 御 阀和 其 它控 制 器发 生 故 障。中 等 粒度 大 小 的 煤粉 通 常是 气饱 和 的，悬 浮 在分 离 器 中气 一水 分 界 面处，且 停 留时 间较 长。根据 分 离 器压 力控 制 设备 操 作经 验，一 些 生 产 者 提 高 了设 备 的 最 大 额 定压 力。额 定 值 为 1 4 4 0 p s i 的 分离 器 的 价格 比额 定值 为 l O 0 0 p s i 的 标 准 分 离 器 价 格 约高 2 5 9 5。将 最大 工 作 压力 增 加到 1 7 0 0 p s i，其 价 格 比标 准分 离 器高 3 5 9 5。然 而，较 高的 初 始成 本 可 由较 低 的 维修 费 用 和较 少 的停 工 检 修 时 间抵 销。因此提 高 额 定工 作 压力 的方 法 值得 考虑。维普资讯 大多 数 水果 组 煤层 气 井 产生 的气、水 和煤 粉 需 要两级 分 离 器进 行 分 离。因这些 井 中气 一 液 比率 通 常较低，因此 立 式分 选 机 最适 用。确 定 水果 组 煤层 气 井 分 离器 的大 小 应 考虑 众 多 因素：气、水 产 量是 非 常重 要 的 因 素，然而 诸 如 阻 塞能力、滞 留时 间 以及 控 制压 力 等其 它 因 素在 设计 中也 都起 着 重要 的作 用。悬 浮 在水 中的煤 粉 需要 更 多 的滞 留时 间 进 行 分 离。滞 留时 间从 l mi n延 长 至 3 mi n，液体 容 量 降低 6 7 。3 3过 滤 装 置 气 流 和分 离 水 系 统 中的 小 颗 粒 煤 粉 需 要 滤 掉。分离器排 出的气 体 应通 过 筒式 过 滤 器过 滤，以 防杂 质进 入脱 水 器、压 缩机 和(或)流 量计 中。为 防止 损坏水 处 理 井，产 出水 通 常需 要 过 滤。圣胡 安 盆 地水 果组 煤 层 气井 的生 产者，使 用 2 0 或 2 5 M m 的标 称 过 滤器 过 滤 气体。产 出水 在 注 人 水 处 理井 之 前，用 l O M m 或 2 m 标 称 过 滤 器 滤 除 杂 质。过滤 程 序会 增 加煤 层 气井 的生 产成 本，但 可 由 减少 了的停 工检 修 时 间抵 销。3 4脱 水 器 煤层 气 脱水 最 常 用 的方 法是 采 用 乙二 醇 干燥 剂 系统。脱 水 设备 的设计 参 数包 括 最 大工 作 压力、入 口气体 温度 和二 氧 化碳 含 量。在 气 体 温度 较低、工 作压力 较高 时，乙二醇 吸 水 性 能最 好。煤层 气 井气 举 作业 中所 用 的或 为 了降 低井 口压 力所用 的气 体 压 缩 机 能 大 大 提 高 流 动 气 体 的温 度。乙二醇 的吸 水性 随 着温 度 的 升高 而减 弱。对 生 产 机 械进行全 面分 析将 保证 购气 合 同规 定 的最 大含 水 摄 不会超限。在大多 数 购气 合 同 中，另 一项 指标 是 产 出气 中 二氧化碳 的最 大含 量。煤 层 气 井产 出的二 氧 化碳 含 量是不 同的，因此 有 时需 要 二 氧化 碳处 理 设备。如 果气体分 析表 明二 氧化碳 含 量 超 过 1 0 ，那 么应 考 虑在脱水 器 中使 用一 些不 锈 钢 部件。4 人工 升 举 方 法 大多数 水果 组 煤层 气 井不 能 保证 连 续 不断 的 气；体流出，因此需 要 人 工 升举 方 法来 降低 井 底 压 力。目 自 钉，煤层气井中所用人工升举方法包括梁式泵、腔 泵和气 举系 统。首 先从 生 产 的角 度讨 论 这些 人 工 淠举方法。L 激 1 梁式泵 最 常用 的升 举 装 置 是 抽 水 设 备 为 1 6 0、3 0 0和 6 4 0型(最 大 扭 矩 额 定 值)、冲 程 长 度 为 1 5 2 5 0 8 m 的 梁式 泵。设 计 一 个 能使 井 内水 位 降 至水 果 组煤 层 的 抽水 系 统必 须 要 了解 和 估计 产 出水 量。安 装在 生 产 地层 或 生产 地 层 以下 的管道 中的 耐受 固 体 物 的环形 柱 塞 泵证 明能 有效 地 将 柱塞 磨损 程 度减 至 最 低，并 能 最 大程 度 地连 续 抽 水。装备 梁 式 泵 的水 果组 煤 层 气井 要定 期 进行 设 备 检修。在 煤 层气 井 生产 的早 期，对有 关 砂 和煤 粉 在 柱 塞、桶 和 阀 等处 引起 的磨 蚀 问题 需要 彻 底检 查。在 第一 年 内对煤 层 气井 的抽水 系统 进行 两 次或 更 多 次 的 检修 是 很 平 常的事。在 以后 比较稳 定 的生 产 阶段(气 水 比率升 高 时)，就 不 必 经 常 进 行 气 井 的 检 修 了。这 些 检修 通 常涉 及 到 活塞 杆 和管 道 的磨 损，以 及 由于 磨蚀 而需 要对 泵 进行 修 补。如 果 长期 存 在 污 垢、腐 蚀、以及 活塞 杆 和泵 的磨 损等 问题，那 么就 标 志 着 生 产到 了末 期，通 常这 时煤 层 气 井 明显 干涸。套 管 完 井 中使 用泥 浆 泵证 明是 有 效的，能使 检修 次 数 减 至 最少，如 同在 裸 眼完 井 中使用砾 石 充 填 和某 种类 型 的 内衬。然而，含气 量 高 的煤 层气 生 产井 在 其 服 务 年 限头 五年 的第 一 年可 以检修 两 次，以后 每 两 年检 修一 次。4 2腔 式 泵 前 进 式空 腔 泵可 用 来代 替 梁 式泵，目前 正 在几 口水 果 组煤 层 气井 进 行 现场 试 验。这 种泵 非 常耐 受 固体 物，因此 管 道 中的 活塞 杆 回转通 常不 会 造成 管 道过 度 磨损。然而，在气 流量 高 和钻孔 偏 离 的情 况 下，管 道 和泵 会产 生 过度 磨 损。4 3 气举 虽 然不 象梁式 泵 那样 应 用 普遍，但 目前 气举 系 统在 圣 胡安 盆 地 的几 口水果 组 煤 层气井 的生 产 中 已 得 到应 用。这 些装 置 的 大 多数 用 于单 井系 统，产 出 气 进行 再 循环 以保 持 井 中有 气 体 流动。常规 的气举 系 统通 常 包括 栓塞 和安 装 在管 道 上 的气举 阀。“P o o r b o y”气举 省 去 了气 举 阀 和栓塞。压 缩气 体 流 进套 管 与 管道 之 间 的环形 空 间，然 后 进入 终端 开 口管 道 的末 端，将 地层 水 升举 到 地表。气体 压 缩 机或 其 它 生产 设 备 的操 作 出现 问题 会 引起 井 中气 体 停 止 流 动。这 是“P o o r b o y”方 法 最大 的缺 点。当处理 含 气 量高 的 煤层 气 井 或煤 粉产 量 过多 的 煤 层气 井 时，理想 的办 法 常常 是将 气 体顺 着 管道 循 环。管 道与 套 管 之 间环 形 空 间较 大，不易 堵塞另 一种气 举 技术 是 基于 环 形 流动 的套管 气举 系 统。气 举 阀使 压缩 气 体从 管 道 流人 环 形 空 间。这 种 气举 方 中国煤层气第 2期1 9 9 7年 l 2月 4 3 维普资讯 法 在 3 0 5 6 1 m 相 问煤 层 的完 井 中尤 其 实用，安装 在最 上端 射 孔 上方 的 栓塞 不 能保 证 较 低煤 层 持续 产 气。再循 环 气举 系 统 初始 成 本 比梁 式泵 系 统低。因 为气 举 系 统不 存 在 泵 的 磨 损 或 活 塞 杆 的 掉 落 问题，因此 检修 费用 明显 降 低。如 果 在井 中安装 气 举 阀，底 阀最 好采 用 可修 补 的 钢 丝绳 式，以便 维护 和 实现 最 优 化。大 多 数 生产 者 需 要更 多 的气 举 系统 实践 经 验 以决 定 其用 于 煤层 气 井 的成 本 效益。5工程 问题 如何 确 定开 发 水 果组煤 层 气 井 的最 佳 工序 是 我 们 面 临 的挑 战。水 果组 煤 层蕴 藏 着大 量 的 煤层 气 资 源。生 产者 和管 理 机构 必 须利 用 有 限 的信 息做 出 决 定，建立 正 确 的水 果组 煤 层气 开 发方 案。具 有 挑 战 性 的 两项 技 术是 地 层评 价 和布 井。5 1 地 层 评价 在 圣胡 安盆 地 的 某些 地 区 由于 水果 组 和克 利 夫 砂岩 的 交错 沉积，确 定井 中的碳 氢 化合 物 来源 是 比 较 困难 的。在不 能 进行 商 业化 生 产 的克 利 夫砂 岩 地 区或 只 在水 果组 煤 层 完井 时，地 层 评价 并 不 困难。在 圣胡 安盆 地 的某 些 地 区，生 产者 可 能采 取 的 方案 是 钻井 达 一定 深 度，然 后完 井、试 井，最 后 将 水果 组 或克 利 夫煤 层 气井 能 生产 煤 层气 的 有关 信 息 呈 交 给 管理 机构。布井 和 地 层评 价 是一 个 完 整过 程，不可 分 割，必须 协 调考 虑，以确 定最 佳 开 发方 案。5 2 布 井 由于水 果 组煤 层 渗 透性 的 特殊 性，布 井应 灵 活 一些，允 许 在 渗透 性差 的地 区布 井。2 2 6 2 4亩布 井 区块是最大的，生产者不会因违反环境法规受到碣 罚，而且仍可在布井区以外的位置谨慎地开发。镬 煤层中的定向渗透现象表明要布置较大的钻期 区。2 2 6 2 4亩 的井 区 面积是 比较 合适 的，还 可 以缩j 小。最终钻井的数 目决定于 以最低成本获得最大煤i 层 气产 量 的 经济 开采。技 术 上 的挑 战将 是 如何 在 透性 无 规 律地 带 利用 地 质和 技 术 上数 据确 定井 的 置。地 层 渗透 性 受 割理 系统 影 响，在地 质 动力 环 下，井 与 井 之 问的 割理 系统 会 有变 化，因此，开发 煤 层 气 井 需 了 解 现 场 地 域 的 渗 透 范 围 和 渗 透 方_ 向。6 结 论 水果 组 煤层 气 井 的完 井 和生 产 应按 下 面原则 策：钻井和完井使地层损害程度最小，或钻井和期 井能最大限度地控制气井，并修补损害的地层。耀 眼完井 钻 的 孔较 大，并 充 填砾 石 或 加 内衬，可控涮 励 较 弱，有 煤 粉产 生，需 要 经 常进 行 钻屑 清 除和 它设备的检修。泵和其它生产设备能够对煤粉进行 i 处 理。套 管 完 井钻 的孔 较 小，并 采 用射 孔 技术，控激励避开地层损害，生产的煤粉量很少，不必经 j 常进行钻屑清除和设备检修。j 在 套 管 完 井 和 裸 眼 完 井 中 常 用 产 出 水 作 钻 液，因为其 成 本低，而且 对 煤层 无 损 害。不考 虑 井 方 法，具 有 挑 战性 的技 术是 选 择 每 12 I 井 的最 佳 产设备和生产过程。煤粉的处理需要大型分离器利 过滤 设备。井 中通 常含 有 大 量 的产 出水，应 该 以 低成 本作 适 当处 理。(S P E R e p r i n t S e r i e s，N O 3 5 C o a l b e d!Me t h a n e ，1 9 9 2，孙欣 译)(上 接第 3 1页)待 测煤 层，一 般 注入 液 选 用 2 KCl 水 溶 液)。(2)测试 工 具下 井。下井 过 程要 平稳，并逐 根 缠 密封 带 或密 封 脂，上 紧丝扣，保 证 入井 管柱 不漏 水。(3)坐 封开 关 井。最 好 先进 行 常规(DS T)测 试(二 开二 关)，若 时 间不 允 许，可进 行 一 开 一关，以 取 准 原始 地层 压 力。(4)连 接好 地 而 注水 管 汇(包 括 注水 泵、压 力 表、计 量表 等)。并 用水 试 压 2 5 MP a，1 5分钟 压 力 不 降 为 合 格，然 后 开 泵，先 将 测 试 管 柱 内(及 环 4 4 中国煤层气第 2期1 9 9 7 年 1 2月 空)灌 满 水，分 几 次灌 满并 计 量(灌 水 时排量 不要 太 大，让 管柱 内的空 气 充分 排 出，保 证管 柱满)。(5)开井。打 开地 下 测试 阀，按 设计 要 求进 注 入 测 试。(6)注入结束后，先关地下测试阀后停泵，进 行 压 降(恢 复)测 试。(7)条 件 允可 时，压 降(恢 复)测 试完 后，井 进 行 四个循 环 的地应 力 测试。(8)回放 电子压力计数据，处理数据，求取笤 项参 数，及 时提供 成 果报 告。维普资讯