煤層氣開發(fā)利用手冊學(xué)習(xí)(word版-資料下載頁
2024-11-06 11:56本頁面
【導(dǎo)讀】煤炭資源總量5×1012t左右，我國的煤種齊全，從褐煤，煙煤到無煙煤都有廣泛分布。的地下，都或多或少地蘊(yùn)藏著煤炭資源，并不同程度地被開發(fā)和利用。的儲層類別之中，其埋藏深度、勘探程度等相差也很大。四個方面加以討論。中國煤層氣資源量比較大，分布相對集中的有13個含煤盆地。層中的運(yùn)移方式均明顯區(qū)別于常規(guī)天然氣儲層。美國是目前世界上。預(yù)計(jì)2020年至2030年前后，燃?xì)庠?。在中國目前的一次性能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭約占%，石。油占%，天然氣僅占2%，遠(yuǎn)低于23%的世界平均水平。80年代初美國開始試驗(yàn)應(yīng)用常規(guī)油氣井。米，居世界第三位。2020年以來，政府又相繼出臺了打破專營權(quán)、稅收優(yōu)。其中井下煤礦瓦斯抽采量44億立方米，完成規(guī)劃目標(biāo)的127%。形成地面煤層氣產(chǎn)能10億立方米，是2020年的2倍。氣產(chǎn)量億立方米，比2020年增加1倍多。全國共鉆井約1700口，占?xì)v年累計(jì)鉆井總數(shù)的85%。截至2020年底，國內(nèi)探明煤層氣地質(zhì)儲量1340億立方米，煤層氣年商業(yè)產(chǎn)量不足4億立方米。
【正文】 確定井身結(jié)構(gòu)并選擇鉆機(jī) （ 3）確定鉆頭 類型、尺寸及數(shù)量 （ 4）設(shè)計(jì)鉆柱與下部鉆具結(jié)合 （ 5）鉆井參數(shù)設(shè)計(jì) （ 6） 鉆井液設(shè)計(jì) （ 7）固井設(shè)計(jì)，包括套管柱設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)，注水泥設(shè)計(jì)以及固井要求。 （ 8）井控裝備及工藝技術(shù)要求 （ 9）固井控制要求 （ 10）防止煤層傷害的技術(shù)措施及要求 （ 11）環(huán)境保護(hù)要求 （ 12） 鉆井施工進(jìn)度設(shè)計(jì) （ 13）全井成本預(yù)算 （ 14）提高資料要求 二．井身結(jié)構(gòu) 表層套管：用以封隔上部松軟的易塌易漏底層，安裝井口控制井噴，支承技術(shù)套管和產(chǎn)層套管。 技術(shù) 套管：用以封隔用鉆井液難以控制的復(fù)雜底層，保證順利鉆井。 產(chǎn)層套 管：用以將產(chǎn)層與底層以及不同壓力的產(chǎn)層分隔開， 形成煤層氣通道，保證長期生產(chǎn)，滿足開采和增產(chǎn)措施的要求。 三．鉆井液 鉆井液是地面鉆井中極為重要的組成部分，俗稱泥漿。 主要功能： （ 1） 清洗井底，攜帶巖屑 （ 2） 冷卻和潤滑鉆頭、鉆桿和鉆鋌 （ 3） 在井壁上形成泥餅，保護(hù)井壁，防止底層坍塌 （ 4） 控制與平衡地層壓力 （ 5） 懸浮巖屑和作加重劑 （ 6） 起介質(zhì)作用使鉆屑在地面泥漿池中沉降 （ 7） 所鉆底層有關(guān)資料的主要載體 （ 8） 將水功率傳給鉆頭 密度：鉆井液的密度是單位體積鉆井液的質(zhì)量，單位為 kg/m3，鉆井液的密度主要用來調(diào)整鉆井液 液柱的壓力，以平衡底層孔隙壓力，有時也用來平衡底層夠造壓力。 流動性 鉆井液的流動性主要是指以下幾項(xiàng)指標(biāo)，粘度（包括漏斗粘度，表觀粘度和塑性粘度）、切力（包括精切力和動切力），適應(yīng)賓漢模式的動塑化，適應(yīng)于冥律模式的流型粘數(shù)以及稠度系數(shù)等。 鉆井液的粘度表示鉆井液流動的內(nèi)阻力大小。 鉆井液的切力表示鉆井液結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大小。 流型指數(shù)表示鉆井液的流動狀態(tài)，鉆井液的流變參數(shù)表明了鉆井液在鉆井過程中清洗井底，攜帶巖屑的能力以及流動阻力的大小。 造壁性能 井液造壁性能是指鉆井液保護(hù)井壁的能力，它包括兩個主要參數(shù)：濾失量，即鉆井液濾液進(jìn)入地層 的多少，泥餅：即鉆井液固相在井壁形成的泥饃（包括泥餅的致密程度，強(qiáng)度，摩阻性及厚度） 固相含量 鉆井液的固相含量是指鉆井液中水不溶物含量以及可溶性鹽類，常以重量或體積的百分比表示。 酸堿度 鉆井液的酸堿度是指鉆井液中含堿量多少，用 PH值表示。 第七章：煤層氣固井 完井和煤層氣壓裂技術(shù) 一．固井方法 常規(guī)水泥控制返高 低密度水泥固井 普通油氣井解決固井作業(yè)中井漏和對煤層傷害問題的一種有效方法，旨在降低水泥漿液柱壓力對煤層的傷害。 分級注水泥 針對低壓低滲儲層的固井技術(shù) 繞煤層固井 此方法使水泥漿不與煤層接觸，避免了水泥漿滲入煤層對煤層傷害 二．煤層壓裂技術(shù) 水力壓裂是一種廣泛應(yīng)用于油氣井的增產(chǎn)措施，其歷史已有近40 年，它是采用地面高壓壓裂泵車，以高于儲層吸入的速度，從井的套管或油管向井下注入壓裂液。 為了防止泵后裂縫不完全閉合，獲得高的導(dǎo)流能力，在注入壓裂液的同時注入大顆粒的固體支撐劑（石英砂或陶粒砂），并使之留在裂縫中，以保持裂縫內(nèi)高的滲透率，從而擴(kuò)大油氣井的有效內(nèi)徑。 煤層水力壓裂的作用： 1）消除近井地帶的污染 2）溝通煤層氣天然裂隙系統(tǒng) 3）增產(chǎn)并加速排水，以加快煤層氣解吸速 度，擴(kuò)大井筒壓力降的范圍 三．煤層壓裂機(jī)理 在煤層中造縫形成裂縫的條件與地應(yīng)力及其分布，巖石力學(xué)性質(zhì)，壓裂液性質(zhì)及注入方式有密切關(guān)系。 1）地應(yīng)力分布 2）地質(zhì)構(gòu)造對地應(yīng)力的影響 3）造縫條件 為了使煤層破裂，必須使井底壓力高于周向應(yīng)力及巖石抗張強(qiáng)度，當(dāng)上覆巖石重量小于側(cè)向應(yīng)力時，可能產(chǎn)生水平裂縫；反之，可能產(chǎn)生垂直裂縫。垂直裂縫的垂向延伸受高層地應(yīng)力的限制。 4）裂縫的延伸 5)煤巖力學(xué)性質(zhì) 四．壓裂工藝技術(shù) 壓裂液： 壓裂液分為前置液，攜砂液及頂替液，他們在壓裂過程中有著各自的任務(wù)，壓裂液是總稱。 前置液是最初入井的壓裂液，其作用是壓開底層，并造成一定幾何尺寸的裂縫以備攜砂液進(jìn)入。 攜砂液起到將支撐劑（砂子）帶入裂縫，并將支撐劑放在固定位置上的作用。 頂替液是在注入攜砂后，用頂替液起到將井筒中的攜砂液潛入裂縫中，一般為 2% KCL 防膨劑。 第八章 排水采氣技術(shù) 一．排水采氣方法 石油 天然氣礦場常用的排水采氣方法有游梁式有桿泵和氣舉兩種，螺桿泵、水力噴射泵等方法也在推廣使用，這些方法也可應(yīng)用于煤層氣的排水采氣作業(yè)。 氣舉系統(tǒng)由一系列安裝于油管上的工作筒或氣舉閥構(gòu)成，有兩種氣舉方法可以使用： 通過 油管注氣，由套管產(chǎn)出水和氣 是由套管注氣，通過油管采出煤氣層和水，這是最常用用方法。 無論是哪種方法，都是將氣混入水中，降低水的密度，以易于將其排出地面。 第九章：煤層氣提純 一．煤層氣提純 氣體物料的凈化、提純，目前主要有兩類方法。 一是吸附與解析分離，二 是滲透分離。 吸附與解析發(fā)利用各種氣體分子直徑不同與某些特定物質(zhì)吸附性不同的性質(zhì)，是氣流通過這種物質(zhì)（吸附劑）時，將某種分子吸附下來，等到吸附飽和后，再把它解析出來，便可與其他氣體分子分離 ，屬于此類的方法有分子篩法，變壓吸附法等。 另一類則如 薄膜滲透分離法，欲凈化的氣體通過裝有薄膜的滲透裝置，分子小的可以滲透過薄膜，大的則余留在另一側(cè)，收集界面兩側(cè)的不同氣體達(dá)到分離的目的。 補(bǔ)充： 測井所得到的資料 煤的位置深度 煤層厚度 近似分析（如揮發(fā)性，水分，灰分，固定碳） 吸附等溫線 儲氣 割理 生產(chǎn)能力 吸附等溫線： 煤中甲烷氣貯存于煤基質(zhì)的微孔隙中，這些微孔隙與在常規(guī)油氣藏所得到的孔隙不同，相比之下要小得多，開采時，氣體必須沖基質(zhì)中擴(kuò)散出來進(jìn)入割理中，沿著割理進(jìn)入井眼，從孔隙向外運(yùn)移的過程稱之為解吸附作用，代表煤的特性曲線的曲線圖，根據(jù)性質(zhì)，叫吸附等 溫線。
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