一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法技术

本发明专利技术涉及煤层气开采领域的一种煤层气压裂井煤粉堵塞的解堵方法，采用空压机把压缩气从地面缓慢注入到已堵塞的煤层气井的井筒内，并在井筒和煤层内形成一定的高压，然后开启井口放喷阀门，快速释放井筒内的高压气体，压裂缝中的堵塞物煤粉和砂粒就会松动并随压缩空气移动到井筒，之后通过解堵管柱返排到地面，如此多回合重复这一过程，压裂井煤粉堵塞现象得到消除，气产量就会得到恢复，重要的是不会对煤层造成破坏，具有很高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法
本专利技术涉及煤层气开采
，更具体的说是涉及一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法。
技术介绍
在煤层气勘探开发领域，通常采用钻探垂直井和丛式井通过水力压裂改造或钻探水平井通过分段水力压裂改造，以及在煤层中钻进各种样式不通过水力压裂改造的水平井眼来增大煤层暴露面积，通过排水降压采气，实现煤层气开采。排水降压采气是通过人工升举工艺，通常是用抽油机或螺杆泵把井筒内的水排到地面(油管排水)，井筒液面下降，井底流压降低，这样，煤层中的水持续不断流地从煤层流向井筒并被抽水泵排出，与此同时，煤层储层的空隙压力就会降低，在煤层中就会由近及远产生压降漏斗，并持续向煤层中扩大，当煤储层空隙压力低于甲烷临界解析压力时，吸附在煤层内的甲烷(煤颗粒表面吸附的甲烷分子)开始解析，并通过煤层裂缝渗流到井筒，再沿井环空流到井口产气(套管产气)。压降漏斗越大，煤储层压力降的越低，产气量就会越大。在煤层气开发过程中，煤粉是制约煤层气井产气量大小和正常排采生产的关键因素。煤粉存在与产生主要原因有三，一是煤层是破碎严重的构造煤，煤层本身就存在大量的煤粉；二是由于煤层的强度低，易破碎，水力压裂改造会造成煤层结构的严重破坏，导致大量煤粉产生；三是随着排水采气的持续进行，煤层空隙压力持续降低，煤层应力释放也会产生煤粉。在排水降压采气过程中，一部分煤粉就会随着气水流动移动到井筒并被排采泵排出地面，一部分煤粉会沉积在人工裂缝内压裂砂粒之间的空隙内，堵塞煤层中作为导流通道的水力压裂缝，致使甲烷气体和水无法顺畅地通过水力压裂缝流到井筒，造成产气量降低。在水平分段压裂井中，煤粉不仅堆积堵塞压裂缝，而且在水平井眼的低凹处沉淀堆积下来，堵塞水平井眼，造成甲烷气体和地层水无法流到井筒和排采泵所处的井段，使气水产量严重下降。严重的煤粉堵塞现象甚至造成压裂煤层井没有持续生产的经济价值。煤粉在进入井筒后，也会堆积在排采泵所处的井段，一定时间后，煤粉(有时与回吐的压裂砂一起)堆积造成排采泵堵塞或被埋卡，煤层气井的气水产量逐渐下降或造成煤层气井停产。目前清除井眼内堵塞煤粉的方法，是在井筒内下入清洗管柱，用泵车向井筒注入清水，通过正循环或反循环的洗井工艺，实现井筒疏通，并把造成井眼堵塞的煤粉通过清水携带到地面，消除井眼堵塞，恢复排水产气。该方法的优点是工艺简单，井筒清洗彻底，费用低廉。其缺点是不能够对煤层中煤粉堵塞的裂缝进行疏通和解堵，甚至会造成再次堵塞，原因是煤层经过一段时间的排水采气，煤储层压力亏空，洗井时，清水会大量进入地层，同时把沉积下来的煤粉重新带入煤层，堵塞作为气水流动通道的人工裂缝，由于地层压力亏空，驱动力小，煤粉一旦被重新带入煤层，就很难再被排出，从而造成更严重的堵塞，亏空严重的煤粉堵塞井，洗井液体甚至无法返出地面，造成洗井施工失败。水平井眼堵塞的解堵方法，是在水平井井筒上部井段，下入油管，从地面用注氮泵车，向井筒大排量大体积量地注入压缩氮气，并间歇注入泡沫液体，并在井筒内建立起较高的压力，来疏通堵塞井眼，然后打开油管放喷阀门，井眼内疏通后的堵塞煤粉就会随高速流体返排到地面，进而实现堵塞井眼的疏通与解堵，恢复水平井的气水产量。该方法的优点是氮气对煤层的伤害较小，放喷流速大，携带煤粉能力较强，对地层压力没有严重亏空的煤层气井效果较好，部分恢复煤层气井的气产量；其缺点是工艺复杂，占用施工设备多，费用高，高压和大排量注入氮气造成煤粉回流并堵塞煤层中的裂缝，尤其是对煤层压力亏空的煤层气井，会造成严重的二次堵塞，甚至没有任何效果。当前，绝大多数煤层气开采井是水力压裂改造的垂直井(和水平分段压裂井，这种煤层气井煤粉堵塞的现象普遍存在，致使大多数煤层气井的产气量较低，不具有商业开采价值，但是目前仍然没有一个更有效的解堵方法，来处理这些低产的煤层气井，使煤层气压裂井恢复商业开采价值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法，克服了清水洗井疏通不能够对压裂井煤层中已被煤粉堵塞的裂缝进行疏通和解堵，地层压力亏空造成洗井液携带煤粉进入煤层所造成二次堵塞的缺点，解决了高压氮气解堵方法对煤层压力亏空的煤层气堵塞井效果较差，施工费高，占用施工设备多的等问题，降低施工低成本，可对煤层压力亏空井进行高效解堵，达到恢复甚至增加堵塞井气产量的目标，使大多数低产煤层气井具有商业开采价值。为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术手段。一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法，其特征在于,包括以下步骤：(1)在井筒内下入油管作为解堵管柱，解堵管柱紧靠解堵目的层，然后安装好井口，连接好地面管汇流程；(2)试压合格后，打开所述步骤(1)中的管汇流程中的注入控制阀门，同时开启井筒环空阀门，启动空压机，向井筒内持续注入压缩气；(3)关闭所述步骤(2)中的井筒环空阀门，之后继续向井筒内注入压缩气；(4)关停所述步骤(3)中注入压缩气的空压机，切换地面流程从注入模式到放喷模式，控制放喷阀门的开度，使压缩气从井口流出，并通过放喷流程流到煤粉收集罐中；(5)当观测到所述步骤(4)中井口压缩气气流明显减小，并且几乎没有液体和煤粉被带出井口时，关闭放喷阀门，结束解堵施工，进行转入求产测试；(6)待所述步骤(4)中求产测试结束后，通过井底捞砂把滞留井底固相颗粒清理干净，然后下入生产管柱，恢复排水采气生产。优选的，在整个施工中要开启防爆风扇。上述优选技术方案的有益效果是：开启防爆风扇，吹散可能聚集的可燃甲烷气体，确保施工安全。优选的，所述步骤(1)中下入井筒内的油管上等距离安装一组旋流器。上述优选技术方案的有益效果是：旋流器是一种能使流体进行旋流的一种装置，其内部结构是一与轴线成45°夹角，螺距为195mm，顺时针旋向的钢质螺旋片与外壳无缝焊接的一种装置，当放喷时，旋流器迫使通过的压缩空气作旋流运动，增大压缩空气的携带煤粉和砂粒的能力，降低井底煤粉沉淀堆积和井底积液滞留以及解堵管柱的堵塞的几率，提高了解堵施工效率和成功率,一组旋流器是由若干个旋流器等间距地安装在油管上，起到逐级接力旋流作用，经过逐级旋流的压缩空气，就会更有效地把煤粉以及回吐的压裂砂粒携带到地面的煤粉收集罐。优选的，所述压缩气包括但不限于压缩空气。上述优选技术方案的有益效果是：其它压缩气体相比，压缩空气取材便利，节约作业成本。优选的，所述步骤(3)中注入压缩空气的排量为2-5m3/min。上述优选技术方案的有益效果是：较小的压缩空气注入流速目的是避免扰动煤粉，并避免沉积在压裂缝的煤粉随注入的压缩空气重新回流到压力亏空煤层之中，并在亏空煤层中缓慢建立起一定的压力，部分恢复已亏空的煤层能量，当放喷时，这一压力能够驱动煤粉离开堵塞位置。优选的，所述步骤(4)中井口放喷压缩气排量为300-500m3/min。上述优选技术方案的有益效果是：较高的流速释放井内的压缩空气，其作用一是快速在井底建立较大的压力差，在这一压力驱使下，压裂缝和井眼堵塞段的堵塞物就会松动并离开堵塞位置，二是提高压缩空气在煤层裂缝和井眼以及解堵管柱内的流速，并有足够的能量把已松动的堵塞物携带离开堵塞位置并向移动到井筒，随高速流动的压缩空气通过解堵管柱返排到地面煤粉收集罐体，三是在压力亏空煤层多次重复建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法，其特征在于,包括以下步骤：(1)在井筒内下入油管作为解堵管柱，解堵管柱一端位于解堵目的层处，然后安装井口，之后连接地面管汇流程；(2)试压合格后，打开所述步骤(1)中的管汇流程中的注入控制阀门，同时开启井筒环空阀门，启动空压机，向井筒内持续注入压缩气；(3)关闭所述步骤(2)中的井筒环空阀门，之后继续向井筒内注入压缩气；(4)关停所述步骤(3)中注入压缩气的空压机，切换地面流程从注入模式到放喷模式，控制放喷阀门的开度，使压缩气从井口流出，并通过放喷流程流到煤粉收集罐中；(5)当观测到所述步骤(4)中井口压缩气气流明显减小，并且几乎没有液体和煤粉被带出井口时，关闭放喷阀门，结束解堵施工，进行转入求产测试；(6)待所述步骤(4)中求产测试结束后，通过井底捞砂把滞留井底固相颗粒清理干净，然后下入生产管柱，恢复排水采气生产。

【技术特征摘要】
1.一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法，其特征在于,包括以下步骤：(1)在井筒内下入油管作为解堵管柱，解堵管柱一端位于解堵目的层处，然后安装井口，之后连接地面管汇流程；(2)试压合格后，打开所述步骤(1)中的管汇流程中的注入控制阀门，同时开启井筒环空阀门，启动空压机，向井筒内持续注入压缩气；(3)关闭所述步骤(2)中的井筒环空阀门，之后继续向井筒内注入压缩气；(4)关停所述步骤(3)中注入压缩气的空压机，切换地面流程从注入模式到放喷模式，控制放喷阀门的开度，使压缩气从井口流出，并通过放喷流程流到煤粉收集罐中；(5)当观测到所述步骤(4)中井口压缩气气流明显减小，并且几乎没有液体和煤粉被带出井口时，关闭放喷阀门，结束解堵施工，进行转入求产测试；(6)待所述步骤(4)中求产测试结束后，通过井底捞砂把滞留井底固相颗粒清理干净，然后下入生产管柱，恢复排水采气生产。2.根据权利要求1所述的一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法，其特征在于，在整个施工中要开启防爆风扇。3.根据权利要求1所述的一种煤层气压裂堵塞井多回合压缩空气解堵方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建生，
申请(专利权)人：北京方圆天地油气技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11