摘要：煤层气生产过程中会产生大量的产出水,为了解决产出水处理过程难、处理费贵等问题,以沁水盆地安泽区块为例,开展了煤层气井活性水压裂后产出水离子矿化度连续性监测、产出水稳定性评价及产出水配制活性水压裂液配伍性实验评价。实验结果表明,压裂液进入煤层很快与煤层水混合,当压裂后快速返排,72 h大部分压裂液返排出煤层;煤层产出水最少静置48 h后,水质变清澈稳定,产出水固相含量小于50 mg/L,达到压裂重复再利用固相含量标准;煤层产出水配制压裂液与地层水混合无沉淀及絮凝,配伍性好,对储层伤害小。利用煤层气井产出水配制压裂液是可行的,设计了现场静置处理产出水的积液池,可使产出水充分循环利用,节约水处理成本,实现降本增效。

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：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：煤层气原料气中煤粉颗粒微小、含量较高,易造成管输系统磨损,且严重影响压缩机的运行效率和流量计的计量准确率。为此,合理选取测试取样点,采用滤筒捕集称重方法测得了煤层气原料气中固体粉尘的平均浓度,采用在线检测方法测得了煤层气原料气中固体粉尘浓度的动态变化和粒径分布,采用在线水露点仪和分子筛吸附等方法计算出水蒸气含量和游离水含量,进而分析得知煤层气原料气中固体粉尘的基本成分,计算出了固体粉尘颗粒物的平均分子量和密度,掌握各采气区块的气体含杂质状况。利用现场调研、方案设计、现场试验和数据综合分析的方法,可获得小型煤层气集输管线系统中固体粉尘和水含量的运移规律,了解阀组个体的工况状态和集气场站的运行状况,有助于对存在的问题制订出针对性的措施。该成果对沁水盆地煤层气集输管网平稳高效运行具有指导意义。

摘要：中国石油天然气股份有限公司"十一五"期间在没有任何经验可借鉴的情况下在山西沁水盆地南部建成了我国第一个规模化、商业化、数字化的煤层气田,该气田边试验、边开发、边建设的发展模式给地面集输系统的合理布局带来了新的难题。为此,根据煤层气田的地质、气藏特征及气质组分特点,通过理论研究及现场试验,提出了地面建设新模式和地面集输工艺的优化措施:①简化低压集气工艺;②成功应用非金属管材;③采用井间枝上枝串接工艺;④采用越站集输工艺;⑤实现自动化控制及数字化管理;⑥应用三甘醇脱水技术;⑦采用集成过滤分离器;⑧煤层气集中处理、规模化外输;⑨实行低成本开发。同时,还对在实际生产中暴露出来的采气管线积水问题、气质净化问题、压缩机的适应性问题、湿气计量问题、山区电力线路与采气管线的敷设问题、地理信息系统建设问题、采气半径与集气站数量的关系问题、煤层气田标准化设计及模块化建设问题、压缩机的备用问题和煤层气销售市场定位问题进行了探讨,并给出了相应的建议。

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：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：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：利用区块三维地震数据体,沿煤层提取了构造曲率属性,利用构造曲率法预测了区块裂缝发育特征,形成裂缝预测玫瑰图,对裂缝的密度与方位进行了预测。通过与单井压裂裂缝监测结果对比,预测结果与监测结果一致,证实了该方法的可靠性,可指导井位部署。在部署过程中,一是垂直于裂缝方向部署水平井,二是在裂缝较发育区,采用筛管完井,在裂缝不发育区,采用套管压裂水平井,均取得较好效果,提高了区块开发效果。

摘要：随着煤层气生产开发技术逐渐成熟,设备技术逐渐完善,煤层气排采管理的水平及技术也随之提高,经历了摸索尝试、半自动化、自动化、精细化,未来将会实现大数据化。排采模式及技术也从单一型、经验型发展为多样化、数字化、具体化、智慧化,在大数据时代下,煤层气排采管理将完全实现数据化,每一口井从设计到投产过程中的所有地质、工程参数都将被记录成这口井的身份信息,用于生成生产过程中的管控指令,生产过程中的各种数据及反馈信息也将被记录,用来及时修正优化管控。