射流泵在晉城礦區(qū)煤層氣水平井排采中應(yīng)用

煤層氣多分支水平井鉆井技術(shù)研究

作者根據(jù)自己在生產(chǎn)實(shí)踐中摸索出來的經(jīng)驗(yàn),從三個(gè)方面對(duì)煤層氣鉆井水平井施工中的難題及對(duì)策提出了自己的看法:在造斜階段,要特別注意托壓?jiǎn)栴},煤層著陸點(diǎn)問題；在煤層水平段鉆進(jìn)時(shí),要嚴(yán)防觸底觸頂問題,在薄煤層中鉆進(jìn)軌跡應(yīng)盡量處在煤層中下部,要管理好鉆井液,注意控制鉆時(shí)；在脆性煤層中鉆進(jìn)時(shí),要確保鉆進(jìn)時(shí)鉆井液性能合理；要一絲不茍地照章操作,以免因操作過猛引起煤層井壁失穩(wěn)和壓裂煤層；要控制好鉆壓,采取復(fù)合鉆進(jìn)和定向鉆進(jìn)相結(jié)合的方式循序鉆進(jìn)。

華東分公司 非常規(guī)指揮部 設(shè)計(jì)書檔案號(hào)：非常規(guī)-2014- 003 t24大平臺(tái)2口井煤層氣井射流泵 排水采氣工藝地面配套方案 第1頁(yè)共8頁(yè) 日期：2014.10.14 階段：方案設(shè)計(jì) 編制： 審核： 安全： 批準(zhǔn)： 華東分公司非常規(guī)資源勘探開發(fā)指揮部 2014年10月 華東分公司 非常規(guī)指揮部 設(shè)計(jì)書 檔案號(hào)：非常規(guī)-2014- 002 第2頁(yè)共8頁(yè) 一、設(shè)計(jì)依據(jù) 1、《t56大平臺(tái)9口井煤層氣井射流泵投產(chǎn)設(shè)計(jì)》 2、《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》gb50183—2004 3、《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50264—97 4、《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工規(guī)范》gb50126—2008 5、油田供配電工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 6、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》gbj7—89 7、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gbj10—89 8

u型井是煤層氣資源開采的一種新型模式,以往經(jīng)驗(yàn),u型井水平段多在煤層鉆進(jìn),采用裸眼或割縫襯管方法完井,但這種方法在煤層頂、底板水平鉆進(jìn)段效果不佳,本文依據(jù)工程實(shí)例,介紹了套管完井技術(shù)在煤層氣u型井水平井中的成功應(yīng)用,不僅保證了井身質(zhì)量合格,而且為后期壓裂排采提供了保障,在類似煤層氣u型井水平井完井作業(yè)時(shí)具有良好的應(yīng)用前景,可逐步推廣。

根據(jù)煤層氣多分支水平井完井管柱在造斜段的受力變形特點(diǎn),將完井管柱的變形分為線彈性、彈塑性和扁化變形(塑性流動(dòng))階段,利用彈塑性大變形理論建立了完井管柱承受彎矩與造斜率間關(guān)系的計(jì)算模型,推導(dǎo)出造斜段完井管柱許可造斜率計(jì)算公式。對(duì)沁水盆地某煤礦使用的多分支水平井完井管柱的造斜率進(jìn)行了模擬計(jì)算,并與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,分析了完井管柱的外徑、壁厚和屈服強(qiáng)度對(duì)完井管柱許可造斜率的影響。計(jì)算結(jié)果表明:建立的煤層氣多分支完井管柱許可造斜率計(jì)算模型與實(shí)驗(yàn)值具有很好的一致性,可滿足工程需要;完井管柱從線彈性極限變形狀態(tài)進(jìn)入彈塑性極限變形狀態(tài),井眼許可造斜率變化很小;完井管柱線彈性、彈塑性和扁化變形階段的許可造斜率隨外徑的增加而降低,隨壁厚和屈服強(qiáng)度的增加而提高,但壁厚影響不顯著。

塑料篩管完井技術(shù)能夠提高煤層井壁的支撐能力,并能有效解決粉煤灰堵泵問題。在介紹塑料篩管完井工藝的基礎(chǔ)上,對(duì)塑料篩管的幾何參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法,使用fluent軟件對(duì)塑料篩管進(jìn)行了壓力損失計(jì)算,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析和優(yōu)化。分析結(jié)果表明,過流面積比越大壓力損失越小,縫寬越小壓力損失越小,篩眼越長(zhǎng)越有利于降低壓力損失;篩眼寬度對(duì)長(zhǎng)條形篩管強(qiáng)度的影響很小,篩管變形位移隨篩眼長(zhǎng)度的增大而增大,60°相位角的篩管變形位移小且分布均勻。建議采用相位角呈60°、篩眼寬度為7mm、篩眼長(zhǎng)度為23～26mm,過流面積比為3%～4%的篩管設(shè)計(jì)方案。

本文主要介紹了我國(guó)煤層氣發(fā)展的狀況，國(guó)內(nèi)晉城區(qū)塊煤層氣的發(fā)展比較成熟，闡述了晉城地區(qū)潘莊區(qū)塊的施工情況，遇到的技術(shù)難點(diǎn)，提出了解決的辦法。

山西省襄垣煤礦區(qū)煤層氣（瓦斯）抽采利用項(xiàng)目 情況說明 該項(xiàng)目區(qū)位于山西省襄垣縣境內(nèi)，井田范圍包括四個(gè)煤礦：石板溝煤礦、 上良煤礦、石泉煤礦和七一煤礦。抽采井田面積為28.5822km2，其中，石板溝 煤礦11.9956km2，上良煤業(yè)4.3616km2，石泉煤業(yè)12.225km2。 項(xiàng)目所在地理位置見附圖1。 1項(xiàng)目概況 項(xiàng)目名稱：山西省襄垣煤礦區(qū)煤層氣（瓦斯）抽采利用項(xiàng)目 建設(shè)性質(zhì)：新建工程 工程規(guī)模：30×104nm3/d 工作制度：每年工作360天。 開發(fā)方式：地面垂直井開發(fā)方式 在籍總?cè)藬?shù)：52人 建設(shè)工期：18個(gè)月 投資總額：62800萬(wàn)元 2項(xiàng)目建設(shè)的主要內(nèi)容 煤層氣開發(fā)工程主要建設(shè)項(xiàng)目組成見表1。 表1項(xiàng)目的基本組成及工程概況 項(xiàng)目名稱山西省襄垣煤礦區(qū)煤層氣（瓦斯）抽采利用項(xiàng)目 建設(shè)單位沁水藍(lán)焰煤層氣有限責(zé)任公司 規(guī)模

簡(jiǎn)述了阜康礦區(qū)地層及巖性特征,對(duì)在礦區(qū)煤層氣勘探過程中所應(yīng)用的微泡泥漿的配方及性能進(jìn)行了介紹,說明了該泥漿的應(yīng)用效果及應(yīng)用過程中存在的問題。針對(duì)存在的問題,提出了相關(guān)建議,對(duì)今后在本區(qū)域應(yīng)用微泡泥漿進(jìn)行鉆井施工具有指導(dǎo)意義。

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針對(duì)和順煤層氣區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)及遠(yuǎn)端水平連通井的施工難點(diǎn),結(jié)合和平1井組的鉆井方案,介紹了煤層氣遠(yuǎn)端水平連通井的井眼軌道及井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、利用地質(zhì)導(dǎo)向進(jìn)行軌跡控制、采用強(qiáng)磁連通儀實(shí)現(xiàn)井眼遠(yuǎn)端連通、在清水中加入氯化鉀對(duì)儲(chǔ)層和井壁進(jìn)行有效保護(hù),以及優(yōu)選水平井裸眼完井+排采井套管完井方式和雙凝-雙密度水泥漿體系等關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)踐表明,這一系列技術(shù)能夠保障遠(yuǎn)端水平連通井的順利實(shí)施,形成了較為成熟的煤層氣水平連通井鉆井工藝模式,并取得了良好的應(yīng)用效果。

對(duì)貴州省威寧縣煤炭溝煤礦進(jìn)行煤炭資源儲(chǔ)量的核實(shí),并以所收集的生產(chǎn)資料為主要依據(jù),分析了礦區(qū)內(nèi)煤層氣藏地質(zhì)特征,并以此研究出影響煤層氣控氣因素包括煤級(jí)、煤層埋深和煤巖組分等.

大涌水量下山巷道施工中的一個(gè)需要解決的關(guān)鍵問題就是排水問題,這里介紹了一種“射流泵”及其在大涌水量大角度下山巷道施工中的突出效用。

晉城潘莊區(qū)塊煤層氣開采對(duì)地下水環(huán)境影響分析

當(dāng)煤層滲透率很低的時(shí)候，為了提高產(chǎn)氣量，通常需要對(duì)煤層進(jìn)行滲透性增大技術(shù)，本文結(jié)合短陂橋煤層氣儲(chǔ)層壓裂改造工程實(shí)例，從儲(chǔ)層特征入手，科學(xué)合理地總結(jié)了射孔壓裂排采方案等關(guān)鍵工藝技術(shù)，并首次實(shí)現(xiàn)了在湖南薄煤層、低一特低滲透率條件下煤層氣地面抽采成功，意義重大，對(duì)該區(qū)下一步煤層氣開發(fā)利用具有較好的示范和指導(dǎo)作用。

針對(duì)華北油田公司在煤層氣開發(fā)過程中,煤層氣井現(xiàn)狀和排采要求,開展煤層氣井排采工藝技術(shù)研究,研制出一套煤層氣井專用電潛離心泵排采系統(tǒng),該系統(tǒng)具有排量易調(diào)節(jié)、控制性能好、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn),在煤層氣井上有著很好的應(yīng)用前景。通過開展電潛泵配套技術(shù)研究,不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和改進(jìn),形成了一套適用于煤層氣井的電潛泵排采工藝技術(shù),經(jīng)過5口井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,取得了良好的效果。

煤層氣板塊安全管理和專業(yè)業(yè)務(wù)知識(shí)題庫(kù) 2013年8月 一、單選題（共150題） 1、下列哪項(xiàng)不是燃?xì)夤芫€常見的查漏方法？（a） a、冰雪覆蓋法b、植物觀察法c、燃?xì)鈾z漏儀 2、下列哪項(xiàng)不是電氣設(shè)備引起火災(zāi)的原因？（c） a、短路b、過負(fù)荷c、人為抽煙 3、甲烷的常壓沸點(diǎn)為：（a） a、—162℃；b、—196℃；c、—169℃； 4、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)小于（a）年。 a、30b、25c、20d、15 5、消防工作貫徹（c）的方針。 a、安全第一預(yù)防為主b、安全第一c、預(yù)防為主、防消結(jié)合 6、某單位發(fā)生火災(zāi)，（b）可以撥打119報(bào)警。 a、必須是單位當(dāng)班經(jīng)理b、任何發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的人 c、必須該單位的值班人員 7、停電檢修作業(yè)時(shí)，確認(rèn)已停電的依據(jù)是（a）

華北油田煤層氣排采以抽油機(jī)和螺桿泵為主，螺桿泵主要用在水平井及部分產(chǎn)水量比較大的直井上。目前螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置主要采用皮帶傳動(dòng)，皮帶老化松弛直接影響了電機(jī)動(dòng)力傳遞，電機(jī)動(dòng)力傳遞不足會(huì)造成扭矩加大而停井，且系統(tǒng)效率低，能耗比較高。為了達(dá)到節(jié)能降耗、提高效益的目標(biāo)，開展直驅(qū)式螺桿泵裝置應(yīng)用研究。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，直驅(qū)式螺桿泵平均節(jié)能38％，使用后節(jié)能效果明顯。直驅(qū)式螺桿泵裝置具有輸出轉(zhuǎn)矩高、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)安全平穩(wěn)、故障率低等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在煤層氣井上有著很好的應(yīng)用前景。

華北油田煤層氣排采以抽油機(jī)和螺桿泵為主，螺桿泵主要用在水平井及部分產(chǎn)水量比較大的直井上。目前螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置主要采用皮帶傳動(dòng)，皮帶老化松弛直接影響了電機(jī)動(dòng)力傳遞，電機(jī)動(dòng)力傳遞不足會(huì)造成扭矩加大而停井，且系統(tǒng)效率低，能耗比較高。為了達(dá)到節(jié)能降耗、提高效益的目標(biāo)，開展直驅(qū)式螺桿泵裝置應(yīng)用研究?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，直驅(qū)式螺桿泵平均節(jié)能38％，使用后節(jié)能效果明顯。直驅(qū)式螺桿泵裝置具有輸出轉(zhuǎn)矩高、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)安全平穩(wěn)、故障率低等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在煤層氣井上有著很好的應(yīng)用前景。

2012年9月,寶山鋼鐵股份有限公司bgxt31超高抗扭鉆桿在山西沁水煤層氣田連續(xù)鉆成了多口羽狀多分支水平井,完鉆井深達(dá)1700m,水平位移達(dá)1100m。該批鉆桿在使用中表現(xiàn)出極高的抗扭性能,且未發(fā)生任何失效事故,贏得了用戶的認(rèn)可。

為解決井壁坍塌堵塞流道問題,采用一種pe材質(zhì)的連續(xù)篩管對(duì)煤層氣u型井、多分支井的水平段進(jìn)行完井。pe篩管主要通過井口注入裝置由鉆桿內(nèi)注入,在下入一定長(zhǎng)度后篩管會(huì)發(fā)生屈曲自鎖,通過鉆井液泵送篩管以有效解除屈曲鎖緊狀態(tài),將篩管送至目的層位。篩管引導(dǎo)裝置承壓臺(tái)肩的形狀和尺寸對(duì)泵送效果起著關(guān)鍵作用。通過建立模型分析,推導(dǎo)出液流對(duì)臺(tái)肩的沖擊力公式,通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析獲取流阻系數(shù)的方法,并驗(yàn)證泵送方法送入篩管的能力。結(jié)果表明,液流對(duì)臺(tái)肩的沖擊力與液流和引導(dǎo)裝置之間速度差的平方成正比,流阻系數(shù)取決于臺(tái)肩同鉆桿內(nèi)壁之間的配合關(guān)系。

我礦采礦車間1號(hào)主井井底水窩的水一直采用潛水泵排水,因潛水泵對(duì)水質(zhì)要求及水泵質(zhì)量等問題,無(wú)法保證井底水窩的正常排水。為解決此問題,自行設(shè)計(jì)、制造并安裝了射流泵,代替了潛水泵排水,達(dá)到了預(yù)期效果。因射流泵使用的工作流體是井下供水管中的高壓水,無(wú)需其他的動(dòng)力設(shè)備,從而節(jié)省了能源。為改造后不增加主泵房?jī)?nèi)d型主力水泵的啟用臺(tái)數(shù),對(duì)d型水泵吸水管采用了無(wú)底閥、無(wú)濾網(wǎng)的吸水裝置,取得了良好的效果,起到了安全、節(jié)能、降耗的作用。