煤层气井排采_煤层气排采井的生产管理

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第２ 卷 第４ 期　 ２ ０ ０ ５年 ｌ １ 月　

中国煤层气　
Ｃ ＨＤＩ Ａ 　 Ｃ ＯＡ Ｉ 　 ＢＥ Ｄ 　 Ｍ ＥＩ ＨＡ ＮＥ 　

Ｖｏ １． ２ 　 Ｎｏ． ４ 　

Ｎ Ｏ Ｖ ． ２ ０ ０ ５ 　
煤层气排采井的生产管理 　
程林峰　
（ 辽河石油勘探局测井公司 ，辽宁盘锦　 １ ２ ４ ０ １ ０ ） 　

摘 要 ：本文在阜新刘家煤矿 Ｌ １ ～ Ｌ ３等 ８口煤层气井的射孔工作和这些煤层 气排采井的生产管　
理的基 础上 ，结合 煤层 气开采 现场 的 实际运作过 程 以及 石 油开采行 业 的管理 经验 ，主要 介 绍 了煤　

层气排采井设备配置、生产管理 内容、部分安全知识等。 　 关键 词 ：煤 层 气 排 采 生产 管理　

Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ 　 Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ 　 ｏ ｆ 　 Ｃ 　 ＢＭ　 Ｄｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ 　 Ｗｅ ｌ ｌ ｓ 　
Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ 　 Ｌ ｉ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ 　

（ Ｗｅ ｌ ｌ 　 Ｌ ｏ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ 　 Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ 　 ｏ ｆ 　 Ｈａ ｏ ｈ ｅ 　 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ 　 Ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ 　 Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ，Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ 　 １ ２ ４ ０ １ ０ ） 　
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ 　 ｐ ａ ｐ ｅ ｒ 　 ｍ ａ ｉ ｎ ｌ ｙ 　 ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｓ 　 ｔ ｈ ｅ 　 ａ ｒ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ 　 ｏ ｆ 　 ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ 　 ｆ ｏ ｒ 　 ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ 　 ｏ ｆ 　 Ｃ Ｂ Ｍ　 ｗ ｅ Ｈ ｓ ，ｔ ｈｅ 　 ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ￣ 　 ｏ ｆ 　 ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ 　 ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ 　 ａ ｎ ｄ 　 ｐ ａ ｒ ｔ 　 ｏ ｆ 　 ｋ ｎ ｏ ｗ ｌ ｅ ｄ ｇ ｅ 　 ｏ ｎ 　 ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ，ｏ ｎ 　 ｈｅ ｔ 　 ｂ ａ ｓ ｉ ｓ 　 ｏ ｆ 　 ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 　 ｗ ｏ ｒ ｋ 　 ｎｄ ａ 　 ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ 　

ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ 　 ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ 　 ｏ ｕ ｔ 　 ｉ ｎ 　 ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ 　 Ｃ Ｂ Ｍ 　 ｗ ｅ ｌ ｌ ｓ ，Ｌ １ 一Ｌ ３ ， ｏ ｆ 　 Ｌ ｉ ｕ ｊ ｉ ａ 　 Ｃ ｏ ａ ｌ 　 Ｍｉ ｎ ｅ 　 ｉ ｎ 　 Ｆ ｕ ｘ ｉ ｎ 　 ｓ　 ａ ｗ ｅ ｌ ｌ 　 ｓ ａ 　 ｅ ｘ ｅｒ ｐ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ 　 ｗ ｉ ｈ　 ｔ
ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ 　 ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ 　 ｉ ｎ 　 ｈｅ ｔ 　 ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 　 ｏ ｆ 　 Ｃ Ｂ Ｍ　 ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ 　 ｓ ｉ ｔ ｅ 　 ｎｄ ａ 　 ｆ ｒ ｏ ｍ　 ｈｅ ｔ 　 ｅｔ ｐ ｏｌ ｒ ｅ ｍ 　 ｕ ｍｉ ｎ ｉ ｇ　 ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ 　 Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｃ Ｂ Ｍ；ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ；ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ 　 ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ 　

１ 　 引言　
广义的煤层气是指储存于煤层及其围岩中的天　 然气。煤的孔隙分为变质气孔、植物组织孔 、颗粒　 问孔、胶体收缩孔、层问孔和矿物溶蚀孔六种，与　 游离于常规天然气储集层孔隙 中天然气不同的是 ， 　 煤层气绝大部分被吸附在煤层孔隙的内表面上 （ 约　 占７ ０ ％一 ９ ５ ％） ，仅有部分是在煤层孔 隙和裂缝 中 　 的游离气 （ 约占１ ０ ％ ～２ ｏ ％）及少量溶解在煤层　 所含水中的气体 。吸附在煤层内孔 隙表面上的气体　

业抽油机有杆抽油和低压天然 气井生产工艺 的结　 合 ，其生产管理 大多类 同于后 者，但也有不 同之　

处 。下面将主要介绍煤层气排采井设备配置、生产　 管理内容、部分安全知识 ，以供即将开发煤层气的　
煤矿单位参考 。 　

２ 煤层气井现场生产管理　
煤层气井现场生产管理可分为两部分 ：抽吸排　 液 、采气管理 。有些管理经验可借鉴国内外已有的　 煤层气井管理方法 。 　 ２ ． １ 　 抽吸排液　
２． １ ． １ 设 备 、流程及 工 作原理　

通过解吸、扩散、渗流形成气流产出。 　 煤层气排采井 的生产概括来说是使用油管抽　
水 ，利用套管产气 ，其地面生产工艺其实是石油行　
作者简介

常规 的煤层气单井抽 吸排采 地面设备包括 了 　

程林峰 ，男 ，工程师 ，现在辽河石油勘探局测井 四分公司从事套管井射孔技术工作 。 　

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中 国 煤 层 气　

第４ 期　

５ ０ 　 ｋ Ｖ Ａ变 压器 、游 梁 式 抽 油 机 （ 根 据 井 深 确 定 型　

如表 １ 。 　
表１ 　 不同泵径 排采泵的理论排量　

号和 电机功率 ） 、电力控制柜 、高架 罐、避 雷针 、 　 值班板房等。 　

煤层气排采井所采用的地下设备包括尾管 、砂　
锚 、气锚 、（ １ ） ３ ８ 或（ Ｉ ） ４ ４ 　 ｎ １ ｌ Ｔ １ 的３ ． ０ 　 ｍ冲程的防砂 防　 卡气锁泵 、２ ． ５ 寸油管 ，以上各部件按从下至上的　 顺序依次连接下井 ，最后连接油管挂并将管柱悬挂　 在井 口大四通上 ，拧紧顶丝 。依次下活塞 、抽油杆　 组 合、 光 杆等抽 吸杆柱设 备 ， 安装井 口， 按 泵挂深　 度提防冲距 ，将光杆通过方卡子悬挂在抽油机悬绳　
器上。 　

２ ． １ ． ４ 排采井诊断技术　 常见 的液井诊断技术包括 ： 　 （ １ ）液体化验 ：分析原液组分 （ 氯根） 、含水 、 　 含砂 、含气等情况 ； 　 （ ２ ）测静液面 ：了解地层静压变化 ； 　 （ ３ ）测动液面 ：了解在抽油机正常抽吸时，地　 层的供液情况 ； 　 （ ４ ）测示功图：当抽油机正常抽吸时 ， 测抽油　 机在上下 冲程 过程 中的光杆 负荷 ，来分 析地层 出 　 砂 、出煤粉、储集层供液及抽油泵工作情况。 　 当出液管线堵塞井 １ ７ ３ 时 ，最显著的现象是回压　 上升 ，抽油机上行负荷增 大 ，电机上行 电流增大。 　 当排采井 出砂 、煤粉等颗 粒时 ，在取液样 中有 砂　 粒 ，取样小闸门不严 ，抽油机负荷增大。电机声音　

煤层气开采的整套设备是在游梁式抽油机的往　
复运转下 ，通过抽油杆带动井底活塞在泵筒内来回 　 抽吸，而其 中的凡 尔控制 液体 只能 向井筒 上方运　 动。从油管抽 出的水通过管线进高架罐 ，由罐车拉　
走 地层 污水 。 　
２ ． １ ． ２ 开井　

这 个开井 过程 包括 以下几 个 环节 ： 　

（ １ ）检查各 闸门是否打开 ； 　
（ ２ ）检 查盘 根盒 处 的盘根 是否 更换 ； 　

（ ３ ）检查高架罐或地罐容量是否够 ； 　 （ ４ ）松开刹把 ，盘动皮带 轮 ｌ 　 ２圈 ，看有无　 卡 ，点击启动按钮 ，启动抽油机 ； 　 （ ５ ）记录开井时间 ， 定时观察出液情况和抽油　 机运转情况。按时记录出液情况 、抽油机上下冲程　 电流情况 。 　 ２ 。 １ 。 ３ 排采井合理工作方式的选择　 在进行排采井工作方式选择时，一般选用大冲　

不正常 ，手摸光杆有震动感觉 ，示功 图有锯齿状 ， 　
严重 出砂可造成排采泵砂卡。在判断排采抽吸泵工　 作情况方面 ，可 以通过抽油机运转，关 回压闸门， 　 观察油压变化的方法 。若憋压过程中，，压力持续上　 升且上升速度后期大于或等于前期 ，说明排采泵工　 作正常 ；如果压力上升速度越来越小 ，则说明游动　 阀、固定阀漏失或不起作用。 　 ２． １ 。 ５ 常见 故 障分析　 表２ 为机械排采井生产 中常见故障及一些处理　
措施。 　
２。 ２ 采气 管 理　

程和较小泵径 ，可减少气体对泵效 的影响 ；连喷带　
抽的井则选用大 冲数快速抽吸 ，以增强降压作用 。 　 不同的泵径 与冲次，在供液充 足时排量不 同。例　 如， ３ ． Ｏ ｍ 冲程不 同泵径排采 泵 的２ ４ ／ Ｊ ， ， 时理论排 量　

采气管理 是煤层气开采管理 的另一项主要工　

表 ２ 机械 排采井生产 中常见故障及处理措施　 故 障现象　 检查分析原 因　 检查 抽 油 机 平 衡 情 况 ，关 回　 出液正常突然不 出液　 压 闸 门，开 放 空 ，上 冲 程 时
显示不 出液 ，很少有气　

判断故障情况　

处理措施　

抽 油杆柱断脱或活塞断脱　

检泵修井　

出液正常突然不 出液　

井 篓 下 行 口 　 很 无 重 液 气 ， 　 悬 绳 器 拉 绷 不 紧 ， 　 ………脱 抽 油 杆 在 光 杆 附 近 断 脱二 　。 ＝ 　 　 “ 　 ： ’ 　 。 ． 　 … …　 　 ’ 　

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第 ４期　

煤层气排采井 的生产管理　

４ １ 　

作 。对区块内井群可考虑实行多井煤层气统一抽排　 开采与集输。对煤层气排采专用设备的选择及流程　 工艺的安排可借鉴国内其它煤层气开采单位的成功　 经验。 　
２ ． ２． １ 设备 及作 用　

取数据包括温度 、压力 、瞬时流量 、累积流量 。计　 量数据结果是管网方认可的结算依据。 　 （ ６ ）气体压缩机 ：区块内设置中心集输站 ，安　 装一台二级气体分离器和一台气体压缩机 。区块各　 井煤层气统一输送到中心集输站，气体压缩机的作　 用是提高煤层气输送压力 ，以便进外输管 网。参数　 有排量 、额定压力等。 　 （ ７ ）加药包 ：当管线发生冻堵时 ，将甲醇通过　 加药包加入管线解堵。 　 气体真空泵 、气体分离器 、智能计量仪表 、气　 体压缩机 、加药包的工作性能要求稳定 ，安全限压　
并达 到 防爆 指标 。 　

主要设备包括油嘴套 、气体真空泵 、气体分离　 器 、安全阀、智能流量表、气体压缩机 、加药包 、 　 避雷 针 。另 外 有 注 入 增 产 流 程 （ Ｅ Ｃ Ｂ Ｍ 流程） 、瓦　 斯浓度检测设备。下面对这些设备 的功能作用进行　
阐述 。 　

（ １ ）油嘴套 ：在套管出口处安装油嘴套 ，当气　 压较高时 （ 不小于 １ ． ０ 　 Ｍ ｐ ａ ） ，装上适当大小 的油嘴　 来控制出口压力 ，而当气压较小时，取下油嘴 ， 用　 油嘴母体大 口 径生产。当套管气压较高影响井下泵　 排液时 ，也可适 当大嘴生产。 　 （ ２ ）气体真空泵 ：当气压较小时 ， 抽取排采井　 套管里的煤层气送入气体分离器 。真空度 、额定功　 率等参数在套管气体压力较高时采用油嘴而不用真　 空泵进行控制 ，当压力较低时用真空泵抽吸而不用　
油嘴 。 　

２ ． ２ ． ２ 换油 嘴 的步骤　

换油嘴时首先关掉套管闸门，关掉分离器进 口 　 闸门，打开小排空闸门排空有压气 ，观察 回压表回 　 到零的位置，在确认排空闸门处没有煤层气后，人　 站在油嘴套侧 面，卸掉油嘴堵头 ，然后卸掉油嘴， 　 更换油嘴大小 ，装上堵头 ，关闭小排空小闸门 ，打　 开分离器进 口闸门，打开套管 闸门，最后观察套　 压、回压 、油嘴声音正常时可投产 。 　 ２ ． ２ ． ３ 立式切向进口伞状分离器 的工作原理　 当套管气水混合物沿着切线方 向进入立式切向 　 进 口伞状分离器后 ，立即沿着分离器壁旋转散开， 　 水的相对密度大，被甩到分离器壁上而下滑，气的　 相对密度小则集中上升。部分液滴落在挡水帽上散　 开 ，水气进一步分离 ，水沿挡水 帽下滑 ，气上升 。 　 上升的气体经下层分离伞收集集中，从顶部开 口处　 进入上层分离伞 ， 再沿上层分离伞面上升 ，这样一　

（ ３ ）气体分离器 ：该分离器主要实现煤层气和　 水的分离 ，分离出的水进高架罐 ，分离出的气体进　 智能流量表。主要参数有额定工作压力、液体、气　 体通过量等。 　 （ ４ ）安全阀：调定安全压力 ，保障气体分离器　
在安全 压力 下工作 。 　

（ ５ ）智能流量表：对流经 的煤层气进行计量， 　

目前已实现微处理器智能化计量 ，可直接读数 ，读　

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４ ２ 　

中 国 煤 层 气　

第４ 期　

收一扩、几次改变流动方向，尤其在通过分离伞斜　 面过程中，使初分离出来的气体 中携带的小水滴吸　 附在分离伞的斜面上 ，聚集成较大的水滴而下滑落　 人分离器的下部 ，然后经水 出口排出分离器。而经　 两次分离脱出的比较纯净的煤层气则从分离器顶部　 的气出 口 排出。 　 ２ ． ２ ． ４ 解除煤层气井井筒及管线冻堵的方法　

时通知有关人员及部门；⑥填写好关井时间及压力　 资料 。 　

（ ３ ）关井后要注意检查闸门是否关严 ，防止渗　 漏造成冻、堵管线 。 　

３ 结论　
煤层气排采井生产管理是一项 日 常工作 ， 井下　 管柱参数和排采井地层流体动态 以及现场设备运　

气体在采出过程中，气体膨胀 ，分子间距离增　 大 ，其势能增大 ， 要吸收一定热量 ，因此气体流经　 节流处时，使周 围环境温度降低 ，发生冻堵现象 ， 　 尤其当气体里含水分且流道有粗糙附着物时。在北　
方冬季尤易发生冻堵。 　
当发生井 筒冻 堵时 ，采用 加入 甲醇 的方 法进 行　

转 、设备维护等均是现场管理人员要充分掌握的内 　
容 ，每 日 班报表汇总井下和地面动态是 日常生产管　 理 中必不可少 的一项制度。安全操作、精心管理 、 　

认真做好生产报表、及时排除故障，使煤层气排采　
井得以安全高效运转 。 　 参 考 文 献　

解决。正确倒闸门，将甲醇从套管附近特制加药装　 置加入 ，关井 ２ 　３ 小时后再开井生产 ，为彻底解　 堵可多次加药。外输 管线 冻堵时通 常采用 加温解　

［ １ ］ 　 楚泽涵 ．煤 层气 开 发概 述 ．特 种 油气 藏 ，２ Ｏ Ｏ ４年 ３ 　
月　

堵， 加药破冰解堵等方法。 　
２． ２ ． ５ 关井操 作 程序　

［ ２ ］ 　 陶延令 等 ．采 油技 术 问 答 汇编 ．石油 工 业 出版 社 ， 　
１ ９ ９ ８ 　

关井的操作程序如下 ： 　

（ １ ）准备工作 ：自备好工具。 　

［ ３ ］ 　 王鸿勋 ，张琪等 ．采油工艺原理 ． 石 油工业 出版社 ， 　
１ ９ ８ ６ 　

（ ２ ）关井 ：①依次关停气体压缩机 、气体真空　
泵等设备，关生产闸门；②按要求关死其它流程闸 　 门， 或放掉管线 中余压 ；③若气井含水 ，应按扫线　 规程进行扫线处理 ； ④录取关井压力等资料 ；⑤及　

［ ４ ］ 　 万仁溥，罗英俊等．采油技术手册 （ 修订本） ．石油　
工业 出版 社 ，１ ９ ９ ２ 　

［ ５ ］ 　 孙茂远 ，黄 盛初 ．煤 层气 开 发利用 手册 ．北京 ：煤　
炭工业 出版社 ，１ ９ ９ ８ 　

本刊 招 聘通讯 员 　
为加强与全国各煤矿及煤层气生产销售相关企业联系与信息沟通 ，促进本刊发行工作与信息时　 效性 。《 中国煤层气》杂志编辑部计划招聘义务通讯员若干名 ，每个煤炭生产企业及煤层气开发企　 业招聘一名通讯员 。望各矿山负责煤层气抽放 、通风或对外联络的领导与工作人员踊跃报名。一经　
确认通讯员资格 ， 将免费获赠本刊，优先刊登来稿 ，并享受我编辑部组织的各种活动优惠，成绩突　

出者给予奖励 。通讯员有义务推广本刊，并提供本企业煤层气开发利用信息 。 　 您可以通过来信来电或 ｅ ｍ ａ ｉ ｌ 与我们联 系，请注明：姓名 、年龄 、职务／ 职称、工作单位、详细　 联系地址与联系方法、电话 、电子邮件等信息。 　 联系地址 ： 北京市朝阳区芍药居 ３ ５ 号 。《 中国煤层气》编辑部 ，１ ０ ０ ０ ２ ９ 　
联 系 电话 ／ 传 真 ：０ １ ０ － － ８ ４ ６ ５ ７ ９ ４ ８ 　

Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ：ｃ ｂ ｍ ｃ ＠ｐ ｕ ｂ ｌ ｉ ｃ ， ｂ ｔ ａ ． ｎ ｅ ｔ ． ｃ ｎ（ 请注明 ： 通讯员招聘） 　



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