摘要：从煤层气的解吸机理开展剖析,明确气井的增产是要构建立体的人工缝网,以增加更多的裂缝参与流动。为此首先分析实现人工缝网所需的压裂液体系,认为低粘度压裂液是形成大面积缝网的首要因素;其次,从施工排量、成本控制、安全风险等多方面综合考虑,选取主体压裂工艺为桥射联作;再次就所选压裂工艺进行不断优化,根据现场实际情况设计出沁水盆地南部压裂所使用的施工参数。通过现场试验应用结果表明,该工艺能够满足构建体积缝网的需要,达到了增产的目的,为沁水盆地南部高阶煤煤层气井的压裂增产提供了新思路,为高效开发煤层气提供了新方法。

摘要：参照山西晋城地区大宁煤矿3号煤层,设计模拟地层条件下解吸仿真实验,进行相同流体饱和状态、不同降压速率下的解吸模拟实验,对产气量及样品两端压力变化进行分析,并对部分实验现象进行机理探讨。实验结果表明,无论快速降压还是慢速降压,高阶煤吸附的甲烷均能有效解吸,解吸效率均能达到90%以上;解吸过程中产气量曲线存在明显拐点,均出现在煤块整体降至解吸压力之后;高阶煤甲烷解吸主要受压差驱动,高压差有利于快速解吸;快速降压出现解吸拐点时间更早,且快速解吸段产气速率更高。实验结论对原公认的煤层气井排采需要坚持"缓慢、长期"的原则提出了质疑,认为对于高阶煤层,快速排水降压可有效提高煤层气开采的经济效益。沁水盆地南部樊庄区块和郑庄区块快速降压排采现场试验结果显示,提高排水降压速率可以显著提高气井的峰值产量并缩短气井达到经济产量的时间;相比慢速排采策略,快速降压排采的气井平均达产时间缩短一半,高峰产气量更高。

摘要：沁水盆地煤层气田经过近10年的开发建设,系统建设和运行过程中"三难"(征地难、建站难、布管难)、"三高"(投资高、闲置高、能耗高)、采出水处理"三差异"(水质差异、排放标准差异、产水量差异)等问题不断凸显,现有建设模式下的降本提效措施不能解决上述问题。为此,以煤层气产能建设项目的建设与运行双重因素为出发点,在总结现有集输系统形成的主体技术和配套技术的基础上,围绕建设低成本、运行低能耗、系统高效率的核心理念,从改变现有的产能建设模式和集输系统模式入手,从井网布局、站场建设和管网设计等方面提出了新的技术思路:(1)构建分布式地面集输模式,创建新型"分布设点、双管前置、井站合建、橇装增压"总体集输工艺优化模式;(2)推进分期式地面建设理念,研究适合于站场橇装设备分期建设系数,提高设备利用率,调整采气、集气管网的设计系数,以确保系统产、输能力匹配合理;(3)推广井、站合建的橇装技术,实现工厂化预制和模块化施工,减少现场工作量,缩短建设工期,从而提高建设效率和建设质量。结论认为,现有建设模式及系统模式下的优化、调整手段不是该气田降低投资的根本出路,探索新的产能建设模式、以非常规手段解决非常规问题,才能从根本上提高系统投资回报率、提高系统的适应性。

摘要：为优化煤层气井排采降压速度,提出了有效应力加载速度敏感性概念,设计并开展了室内实验和现场试验,证实有效应力加载速度敏感性的存在,建立相应的数学模型,提出应力加载速度敏感性评价指标,并分析了应力加载速度敏感性和应力敏感性对渗透率损害率的贡献。结果表明,应力加载速度敏感性能够有效地评价有效应力加载速度对煤层渗透率的损害程度;有效应力增幅相同时,有效应力加载速度越快,渗透率下降幅度越大,渗透率损害率越大,应力加载速度为2 MPa/d时的渗透率损害率比0.5 MPa/d时增加43%以上,证实应力加载速度对煤样渗透率存在损害且非常明显;现场试验和室内实验均进一步揭示煤储层具有明显的应力加载速度敏感性;同一煤样应力敏感性系数随有效应力加载速度增加而增加,且2者呈幂函数关系,据此建立了应力加载速度敏感性的数学模型,实现应力加载速度敏感性的定量表征;应力加载速度敏感性的强弱通过应力加载速度渗透率损害系数评价,其在数值上等于煤样应力加载速度与对应的渗透率损害率数据线性回归得到的直线斜率n,其值越大,煤岩应力加载速度敏感性越强;有效应力加载过程对煤样渗透率的损害率由单纯有效应力增加造成的渗透率损害率和单纯应力加载速度增加而导致的渗透率损害率组成。结果表明,应力加载速度造成的渗透率损害率占比随着应力加载速度增加而持续增加,其占比甚至可以达到50%以上,揭示了在煤层气井排采降压过程中,尽可能降低排采降压速度能够最大限度降低由于应力加载速度造成的渗透率损害率。

摘要：煤层气井在产气之前需要进行排水降压作业,同心管气举通过在生产油管中加入小油管,可以为气举提供注气通道的同时,又不影响油套环空作为气井的产气通道。结合固相颗粒在垂直气液两相流中的运移模型,给出了同心管气举条件下,不同粒径煤粉颗粒排出井筒所需要的气液流速条件。通过同心管环空气液两相流压力计算,给出了同心管气举阀安装位置的设计方法,并结合煤层气井排采过程中煤层气井的生产动态特征,给出了注气量的确定方法。对同心管气举排水工艺进行了现场试验,分析了试验气井的实际排采曲线,证明同心管气举排水工艺的可行性,以及气举参数设计的合理性。通过计算排采阶段同心管的气举效率,表明该工艺在整个试验阶段可以保持较高的举升效率。根据煤粉排出的临界条件,判断以及预测煤粉在井底沉积的可能性和时间。

摘要：煤层气集输管网复杂,包含了大量数据和多种学科领域的交叉。针对煤层气集输管网地域广、地形复杂、系统要素多、管理难度大的特点,以沁水煤层气集输管网为研究对象,将三维GIS技术与集输管网相关情况相结合,建立具有编辑、查询、分析、可视化等功能的集输管网地理信息系统数据库。通过三维GIS与仿真模拟软件相对接,实现了煤层气集输系统的模拟与优化,为煤层气集输管网的规划设计、操作控制及调度管理提供指导意见。

摘要：为了解决目前水力喷砂射孔施工设计准确率较低的问题,寻找实用可靠的水力喷射力学参数设计方法,进行了水力喷射与储层岩石力学作用的机理研究。根据能量守恒原理和冲量定理,建立了水力喷砂定点射穿套管、水泥环及地层系统能量方程,推导了水力喷砂定点射穿套管、水泥环及地层各阶段临界冲击力、临界冲击速度和射孔时间等关键力学参数计算模型,据此建立了水力喷砂定点射孔工艺力学分析图版。研究结果表明,水力喷砂定点射穿套管、水泥环及地层所需能量大幅度增加,射孔时间随之增大,但冲击力和冲击速度却相应降低,降低幅度比最大值分别为5.7%和8%。分析认为,建立的水力喷砂定点射孔工艺力学图版能较好地反映水力喷砂定点射孔过程,射孔时间误差为6.8%,为水力喷砂定点射孔力学参数设计与优化、水力压裂起裂基准提供了新的力学模型和理论依据。

摘要：煤层气单分支水平井是一种新的开发井型,目前主要采用三开井型,水平段煤层裸露面积相对较小,有待进一步优化。通过开展井型改进、钻完井工艺优化,提出了新的二开井型设计及完井管串结构,优化了三开钻完井工艺及配套筛管设计等,并成功进行了9口井现场试验。优化改进后的钻完井工艺为单支水平井在沁南煤层气开发中推广应用提供了技术支撑和借鉴作用。

摘要：煤层气排采井采气经调控计量后进入采气管网,单井、多井采气管线交汇输送至集气站场,进行前置分离脱水、粉尘过滤、增压、后置分离脱水后输送至下一生产单元。采气管网多采用枝状分支、阀组管汇、环形管网等联入方式,煤层气管网运行出现的管网回压、管线水堵、泄漏、憋压、管容及阀组工艺设计等多重因素影响,造成了管输效率的降低。文章以采气管线不同联入方式,从影响因素辨识,管网的运行监测方式、判定方法、应急处置等方面进行阐述。

摘要：华北油田煤层气处理中心污水系统因投产年限久、设计不合理等因素,出现净化后的水质监测不合格、装置运行困难等问题,"煤层气污水处理方法分析与研究"项目旨在解决此类问题,在设备升级改造、配件及用料的选型方面,推荐适合煤层气污水的处理设备,确定合理的维护保养周期,形成较为完备的管理制度确保净化水水质达标率100%,确保不出现任何环境污染事件。