一种高应力区煤层气井合层排采装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高应力区煤层气井合层排采装置及工艺，该采排装置包括游梁式抽油机、井下排采管柱和监测控制系统；井下排采管柱包括设置在煤层气井生产套管内的油管、设置在油管内与游梁式抽油机连接的抽油杆以及与抽油杆底部依次连接的管式泵、尾管、压力计托筒、气锚、绕丝筛管、沉砂管和丝堵；监测控制系统包括设置在生产套管的采气管线上的套压表和针型阀、设置在油管的排水管线上的旋塞阀以及设置在压力计托筒内的双直读电子压力计；该排采工艺包含多个排采循环，每个循环划分为排水憋压、稳压增产、控压稳产、降压衰减四个阶段。本发明专利技术解决了高应力区合层排采条件下煤储层易伤害的难题，可显著延长煤层气井高产、稳产时间。

Coal seam gas well combined layer drainage device and process in high stress area

The invention discloses a high stress zone of coalbed gas well multi-layer drainage device and process of the exhaust device comprises a drainage tube and travel monitoring control system of beam pumping unit, underground; underground drainage pipe column comprises an oil pipe, set in the production of coalbed gas well casing set within the tubing and swim in beam type oil pumping machine connecting rod and connected with the sucker rod at the bottom of the tube pump, tail pipe, pressure gauge support tube, gas anchor, wire screen, sand pipe and a plug; monitoring and control system arranged in the gas pipeline on the casing pressure and needle valve, set the table in the drainage pipeline of the oil tube plug is arranged in the production casing and pressure gauge support double cylinder direct electronic pressure gauge; the drainage process contains multiple drainage cycle, each cycle is divided into drainage pressure, voltage output, pressure control stability, Buck four stages of decay. The invention solves the difficult problem that the coal reservoir is easy to be damaged under the condition of high stress zone and combined layer production, and can greatly prolong the high and stable production time of the coalbed gas well.

【技术实现步骤摘要】
一种高应力区煤层气井合层排采装置及工艺
本专利技术属于煤层气地面开采
，特别涉及一种高应力区煤层气井合层排采的装置及工艺。
技术介绍
我国煤层气资源丰富，预测埋深2000m以浅煤层气地质资源量达36.8×1012m3，与常规天然气资源量相当。煤层气规模化开发能够缓解我国常规油气能源短缺形势，降低煤矿瓦斯事故发生几率，减少煤矿生产中温室气体排放量，可产生显著的经济、环境、安全及社会效益。以滇东黔西为代表的我国西南地区煤层气资源丰富，资源开发潜力巨大。滇东黔西地处我国高应力区，煤储层压力、含气饱和度高，且区内上二叠统煤系煤层群发育，单煤层厚度小、煤层气资源丰度低。因此，进行合层开发是滇东黔西地区煤层气地面开发获得经济效益的前提。为了全面推进我国西南地区煤层气地面勘查开发工作，就需要解决高应力区煤层气井合层排采中煤储层易伤害，煤层气井难以长期高产、稳产的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高应力区煤层气井合层排采装置及工艺，以解决现有技术中存在的高应力区煤储层敏感性强，合层排采过程中易受伤害，煤层气井难以长期高产、稳产的问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高应力区煤层气井合层排采装置，包括游梁式抽油机、井下排采管柱和监测控制系统；所述游梁式抽油机设置在地面；所述井下排采管柱包括设置在煤层气井生产套管内的油管、设置在油管内与游梁式抽油机连接的抽油杆以及与抽油杆底部依次连接的管式泵、尾管、压力计托筒、气锚、绕丝筛管、沉砂管和丝堵；所述监测控制系统包括设置在生产套管的采气管线上的套压表和针型阀、设置在油管的排水管线上的旋塞阀以及设置在压力计托筒内的双直读电子压力计，双直读电子压力计通过电缆与设置于地面的温压显示仪连接。进一步的，所述沉砂管的长度为15m-20m，绕丝筛管的长度为3m-5m，尾管的长度为20m-25m。进一步的，所述绕丝筛管底端位于最下部开发煤层的顶面之上2m。一种高应力区煤层气井合层排采工艺，该排采工艺包含多个排采循环，每个排采循环划分为排水憋压、稳压增产、控压稳产、降压衰减四个阶段。在第一排采循环的排水憋压阶段，关闭井口的针型阀，煤层气井排水量控制在2m3/d-4m3/d，当套压上升至1.4MPa-1.6MPa时，进入稳压增产阶段；在稳压增产阶段，日排水量增大至4m3/d-8m3/d，使环空液面逐渐下降，通过调节针型阀维持套压稳定，当煤层气井日产气量增加至2000m3/d时，进入控压稳产阶段；在控压稳产阶段，保持套压及日产气量稳定，环空液面降幅控制在1.5m/d-2.5m/d，当环空液面降至最上部开发煤层顶板位置时，进入降压衰减阶段；在降压衰减阶段，以0.01MPa/d-0.03MPa/d的速度缓慢降低套压，控制环空液面在最上部开发煤层之上10m-20m，使煤层气井日产气量缓慢下降；当套压下降至0.4MPa时，进入第二排采循环；在第二排采循环的排水憋压阶段，通过增大日排水量使环空液面缓慢降至最上部开发煤层之下，且高于第二开发煤层，并使套压逐渐升高至1.2MPa；随后，开展第二排采循环后续的稳压增产、控压稳产、降压衰减阶段作业；当套压再次下降至0.4MPa时，进入第三排采循环；以此类推，直到环空液面降至最下部开发煤层顶板位置。本专利技术的有益效果是：与当前煤层气井合层排采装置及工艺相比，采用本专利技术的装置及工艺，可尽可能避免高应力条件下煤层气井合层排采所产生的储层伤害，显著延长煤层气井高产、稳产时间，使煤层气地面开发获得更好的经济、环境与社会效益。附图说明图1为本专利技术的高应力区煤层气井合层排采装置示意图。图中：1-游梁式抽油机；2-丝堵；3-沉砂管；4-绕丝筛管；5-气锚；6-压力计托筒；7-尾管；8-管式泵；9-油管；10-抽油杆；11-套压表；12-针型阀；13-旋塞阀；14-温压显示仪；15-电缆；16-双直读电子压力计；17-环空液面；18-最下部开发煤层；19-最上部开发煤层；20-第二开发煤层；21-生产套管；22-采气管线；23-排水管线。具体实施方式下面结合附图和贵州省六盘水煤田某煤层气井为例对本专利技术作进一步的详细描述，但不限定本专利技术的实施范围。在工区内选择地形、地质条件适宜的地面位置作为井场，施工煤层气直井或最大井斜小于35°的定向井。煤层气井具“二开结构”，一开钻径钻至基岩之下15m，下入外径J55钢级的表层套管并固井，固井水泥浆返至地面；二开钻径钻至最下部开发煤层18之下50m完钻，下入外径N80钢级的生产套管并固井，二开固井水泥浆返至最上部开发煤层19之上200m。分层射孔、压裂工作结束后，缓慢放溢流至井口压力为零，地面连接并安装高应力区煤层气井合层排采装置。高应力区煤层气井合层排采装置包括游梁式抽油机1、井下排采管柱、监测控制系统。游梁式抽油机1设置在地面；井下排采管柱包括设置在煤层气井生产套管21内的油管9、设置在油管9内与游梁式抽油机1连接的抽油杆10以及与抽油杆10底部依次连接的管式泵8、尾管7、压力计托筒6、气锚5、绕丝筛管4、沉砂管3和丝堵2；测控制系统包括设置在生产套管21的采气管线22上的套压表11和针型阀12、设置在油管9的排水管线23上的旋塞阀13以及设置在压力计托筒6内的双直读电子压力计16，双直读电子压力计16通过电缆15与设置于地面的温压显示仪14连接，井下温度、压力数据通过电缆15传输至温压显示仪14。井下排采管柱中，沉砂管3的长度为18m，绕丝筛管的4长度为4m，尾管7的长度为21m。井下排采管柱入井作业时，绕丝筛管4底端位于最下部开发煤层18的顶面之上2m。下入井下排采管柱后，地面安装采气井口、气水管线、套力表11、针型阀12、旋塞阀13等。在第一排采循环的排水憋压阶段，关闭井口的针型阀12，煤层气井排水量控制在2m3/d-4m3/d，当套压上升至1.4MPa-1.6MPa时，进入稳压增产阶段；在稳压增产阶段，日排水量增大至4m3/d-8m3/d，使环空液面17逐渐下降，通过及时调节针型阀12维持套压稳定，当煤层气井日产气量增加至2000m3/d时，进入控压稳产阶段；在控压稳产阶段，保持套压及日产气量稳定，环空液面17降幅控制在1.5m/d-2.5m/d，当环空液面17降至最上部开发煤层19顶板位置时，进入降压衰减阶段；在降压衰减阶段，以0.01MPa/d-0.03MPa/d的速度缓慢降低套压，控制环空液面17在最上部开发煤层19之上10m-20m，使煤层气井日产气量缓慢下降；当套压下降至0.4MPa时，进入第二排采循环。本实施例中，在排水憋压阶段，煤层气井排水量控制在3m3/d左右，当套压上升至1.5MPa左右时，进入稳压增产阶段；在稳压增产阶段，日排水量增大至6m3/d左右，通过及时调节针型阀12维持套压稳定在1.5MPa左右；在控压稳产阶段，环空液面17降幅控制在2m/d左右；在降压衰减阶段，以0.02MPa/d左右的速度缓慢降低套压，控制环空液面17在最上部开发煤层19之上15m左右。在第二排采循环的排水憋压阶段，通过增大日排水量使环空液面17缓慢降至最上部开发煤层19之下，且高于第二开发煤层20，并使套压逐渐升高至1.2MPa；随后，开展第二排采循环后续的稳压增产、控压稳产、降压衰减阶段作业。当套压再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高应力区煤层气井合层排采工艺，该排采工艺基于合层排采装置进行，该合层排采装置包括游梁式抽油机(1)、井下排采管柱和监测控制系统；所述游梁式抽油机(1)设置在地面；所述井下排采管柱包括设置在煤层气井生产套管(21)内的油管(9)、设置在油管(9)内与游梁式抽油机(1)连接的抽油杆(10)以及与抽油杆(10)底部依次连接的管式泵(8)、尾管(7)、压力计托筒(6)、气锚(5)、绕丝筛管(4)、沉砂管(3)和丝堵(2)；所述监测控制系统包括设置在生产套管(21)的采气管线(22)上的套压表(11)和针型阀(12)、设置在油管(9)的排水管线(23)上的旋塞阀(13)以及设置在压力计托筒(6)内的双直读电子压力计(16)，双直读电子压力计(16)通过电缆(15)与设置于地面的温压显示仪(14)连接；其特征在于：该排采工艺包含多个排采循环，每个排采循环划分为排水憋压、稳压增产、控压稳产、降压衰减四个阶段；在第一排采循环的排水憋压阶段，关闭井口的针型阀(12)，煤层气井排水量控制在2m

【技术特征摘要】
1.一种高应力区煤层气井合层排采工艺，该排采工艺基于合层排采装置进行，该合层排采装置包括游梁式抽油机(1)、井下排采管柱和监测控制系统；所述游梁式抽油机(1)设置在地面；所述井下排采管柱包括设置在煤层气井生产套管(21)内的油管(9)、设置在油管(9)内与游梁式抽油机(1)连接的抽油杆(10)以及与抽油杆(10)底部依次连接的管式泵(8)、尾管(7)、压力计托筒(6)、气锚(5)、绕丝筛管(4)、沉砂管(3)和丝堵(2)；所述监测控制系统包括设置在生产套管(21)的采气管线(22)上的套压表(11)和针型阀(12)、设置在油管(9)的排水管线(23)上的旋塞阀(13)以及设置在压力计托筒(6)内的双直读电子压力计(16)，双直读电子压力计(16)通过电缆(15)与设置于地面的温压显示仪(14)连接；其特征在于：该排采工艺包含多个排采循环，每个排采循环划分为排水憋压、稳压增产、控压稳产、降压衰减四个阶段；在第一排采循环的排水憋压阶段，关闭井口的针型阀(12)，煤层气井排水量控制在2m3/d-4m3/d，当套压上升至1.4MPa...

【专利技术属性】
技术研发人员：周效志，桑树勋，金军，侯登才，侯丁根，黄华州，姜立君，王冉，刘世奇，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32