[發(fā)明專利]煤層氣井反循環(huán)洗井方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611228603.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108240184A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧軍;寧志波;賈飛;王勝杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京九尊能源技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B21/00
• 分類號(hào): E21B21/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財(cái)寶

本發(fā)明涉及煤層氣開發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)域，提供了一種煤層氣井反循環(huán)洗井方法及裝置。該裝置包括潛水泵、動(dòng)液面水位監(jiān)測(cè)裝置和高壓往復(fù)水泵；該方法通過選取煤層氣井的煤粉試樣、并對(duì)其進(jìn)行沉降試驗(yàn)，得出該煤粉試樣的沉降末速；因此只要將油管內(nèi)的水流速度設(shè)置為高于煤粉試樣的沉降末速設(shè)定量值，即可以將油管中的煤粉反洗出來，且可以保證對(duì)煤粉具有一定的反洗效率，同時(shí)再向桿管環(huán)空內(nèi)注水，并使桿管環(huán)空內(nèi)的動(dòng)液面的波動(dòng)保持在設(shè)定范圍內(nèi)，由此，即可確定出一個(gè)既能夠滿足清洗要求、又不會(huì)引起井底壓力波動(dòng)的抽水速度，防止煤粉沿著煤層的裂縫進(jìn)入井底，造成井底被煤粉堵塞，儲(chǔ)層滲透率降低及煤粉沉淀泵筒導(dǎo)致的卡泵事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤層氣開發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)域，特別提供了一種煤層氣井反循環(huán)洗井方法及裝置，適用于井型直徑、定向斜井、水平井等。

背景技術(shù)

參考圖3所示，對(duì)于煤層氣的開采，現(xiàn)有技術(shù)是將一用于抽水的油管探入到煤礦氣層中，油管的底端連接一個(gè)潛水泵，潛水泵嵌入到地下水中；油管外套設(shè)有一個(gè)套管，套管與油管之間的空間稱之為桿管環(huán)空，地下水的頁面位于該桿管環(huán)空中，稱之為動(dòng)液面，動(dòng)液面可作為反應(yīng)地下水壓力的一個(gè)參考；在進(jìn)行氣體采集時(shí)，通過油管向外抽水，這樣地下水的壓力會(huì)降低，此時(shí)煤層中的氣體由于水壓的降低便會(huì)從煤層中滲透出來、并進(jìn)入到桿管環(huán)空中，由此從桿管環(huán)空的頂部對(duì)煤層氣進(jìn)行采集。

在采集的初期，由于地下水充沛，因此無需對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)水；而在采集的中后期，地下水的總量變少，為保證動(dòng)液面具備一定的高度，需要從桿管環(huán)空內(nèi)注水，以維持采氣壓力。

在上述采集過程中，由于地下水中往往會(huì)混有煤粉顆粒，這樣經(jīng)過一段時(shí)間的開采后，油管和桿管環(huán)空中會(huì)積聚有一定量的煤粉顆粒，如果不對(duì)其進(jìn)行清理，很容易導(dǎo)致卡泵和桿管環(huán)空阻塞的現(xiàn)象，由此會(huì)影響采氣的效率，所以要進(jìn)行煤層氣井的清洗操作。

而洗井方式大致可分為正循環(huán)洗井和反循環(huán)洗井兩種方式，正循環(huán)洗井即是向油管內(nèi)注水、同時(shí)由桿管環(huán)空中抽水，通過這樣的水循環(huán)將桿管環(huán)空及油管中積聚的煤粉清除出來；而反循環(huán)洗井即是通過油管向外抽水，同時(shí)通過桿管環(huán)空注水，通過這樣的循環(huán)清除煤粉，且洗井與開采可同時(shí)進(jìn)行；在煤層氣開采的中后期采用反循環(huán)洗井方式時(shí)，由于此時(shí)為保證動(dòng)液面的高度，桿管環(huán)空已經(jīng)開始注水，所以此時(shí)要加大油管抽水和桿管環(huán)空注水的量和沖次，以實(shí)現(xiàn)洗井的目的。

但是，煤層氣在氣井的開采過程中，由于掌握不好煤層氣的生產(chǎn)規(guī)律，經(jīng)常性的開關(guān)井口放氣閥，以及把握不好反洗沖水的量，往往會(huì)引起井底壓力波動(dòng)，使煤粉沿著煤層的裂縫進(jìn)入井底，造成井底被煤粉堵塞，儲(chǔ)層滲透率降低及煤粉沉淀泵筒導(dǎo)致的卡泵事故。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效的將油管內(nèi)的煤粉洗出，且不會(huì)引起井底壓力波動(dòng)的一種煤層氣井反循環(huán)洗井方法及其裝置。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種煤層氣井反循環(huán)洗井方法，該方法包括以下步驟：選取煤層氣井的煤粉試樣、并對(duì)其進(jìn)行沉降試驗(yàn)，得出該煤粉試樣的沉降末速；通過潛水泵由油管向外抽水，并使油管內(nèi)的水流速度高于煤粉試樣的沉降速度設(shè)定量值；向桿管環(huán)空內(nèi)注水，并使桿管環(huán)空內(nèi)的動(dòng)液面的波動(dòng)保持在設(shè)定范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，通過洗井泵向桿管環(huán)空內(nèi)注水。

優(yōu)選的，所述洗井泵由桿管環(huán)空環(huán)形開口的一側(cè)注水。

優(yōu)選的，煤粉試樣的沉降末速由以下公式計(jì)算得到，

其中，u_p0為煤粉顆粒的沉降末速m/s，u為液體速度m/s，

a，b，c為正交的三個(gè)軸長(zhǎng)m，ρ_p為煤粉密度Kg/m³，