微探煤层气排采设备优选技术

微探煤层气排采设备优选技术

谢悦赵青青

中石油煤层气有限责任公司临汾分公司山西省临汾市042300

摘要：煤层气开采工作的影响因素多种多样，排采方式的选择十分重要，排采方式的选择涉及到了排采设备的选择。因此，排采设备的选择在一定程度上影响着煤层气排采工作的效率。因此，在实际工作的过程中，要结合现场的具体情况选择恰当的排采设备。本文将就煤层气排采设备优选技术进行深入的探索研究。

关键词：煤层气；排采设备；优选

前言：煤层气是一种非常规气体，即是指附着在煤层表面的气体。当前阶段，煤层气占据了能源供应总量的10%左右。目前，我国的煤层气产量正呈现出逐渐增加的趋势。在煤层气的开采过程中，排采设备的选择至关重要，直接影响着开采工作的效率以及质量。因此，对排采设备的优选技术进行探究具有一定的实践意义，能够为煤层气的开采工作进行科学的指导。

1.煤层气开采技术的影响因素分析

相对于美国等发达国家，我国煤层气的地质构造要相对复杂一些，这就为煤层气的开采工作带来了极大的阻碍。因此，在煤层气开采工作开展的过程中，对开采技术的选用十分重要。正确的选用原则是根据当地的地质因素进行科学的选择。煤层地质的主要特征可以分为以下几个方面：其一，煤层的厚度以及埋深等。不同的厚度以及埋深对排采设备性能的要求也会出现一定的差异性。在煤层深度越大的情况下，开采煤层气时使用的排采设备的下泵深度也要越大。其二，地质构造的条件。在煤层气含量较为丰富的煤层中，普遍情况下会存在一定的水分，这就会为降压工作带来一定的困难，因此在煤层气井选择的过程中一定要慎重。其三，地层含水性对煤层气排采技术以及设备也会产生一定的影响。当前阶段，煤层气开采的过程中主要是采用排水的方式进行降压，地层含水性较高的情况下就会对设备排水降压的效率产生严重的影响。其四，煤储层的孔渗特征也会对煤层气排采设备的技术以及设备选型造成一定的影响。在煤储层渗透率较大的情况下，排水降压的效率就会出现一定的提升，从而实现煤层气开采效率的提升。其五，煤的吸附解特征。在煤空隙性较大的情况下，其吸收甲烷的效率就得到一定的提升实现，从而实现煤层气开采效率的提升。

2.煤层气开采设备的优选

当前阶段，煤层气排采设备中，三抽排采设备的适应性更强，且其操作相对简单，性能较强，且不必采取相应的保养措施。因此，这种设备的应用较为广泛。三抽设备是由机、杆以及泵系统共同组成的，通过生产参数的合理设置能够高效的完成煤层气的开采工作。在实际工作的过程中，要根据煤层气开采现场的地质条件以及排采工作的实际情况科学合理的进行设计与选型。

2.1煤层气开采的特点以及排采设备的适应性

相较于加拿大等国家，我国煤层气的地质条件相对复杂，不同地区的富藏条件存在很大的差异性，这就导致我国煤层气开采设备的选型必须结合煤层气的独特地质条件来进行。这就使得我国煤层气开采设备呈现出多样化的发展趋势，在进行煤层气的设计以及选型的过程中，必须对煤层气的埋藏情况以及地质条件进行充分的考虑，从而提升排采设备的适应性。

相较于其它气体资源，煤层气的开采具有以下几个方面的特点：其一，煤层埋藏浅、低压、煤岩解吸附特征以及产水量较少。其二，其产出介质为含气，含煤粉的煤层水。其三，体现在供采关系上，煤层气田保持动液面连续稳定下降，替代了油气田维持供采平衡的模式。其四，在运行控制的过程中，更加强调了小排量、长期稳定的精确控制。

当前阶段，我国煤层排采工作中主要采用的设备包括游梁式抽油机、螺杆泵以及电潜泵三种，上述三种设备的适应性以及特点主要分为以下内容：

首先，有杆泵排采设备的适应性较强，且操作相对简单，性能能够充分的满足排采工作的需要。保养方面的需求较小。

其次，螺杆泵的特点是地面设备结构简单，自动化程度较高，稳定性较强。在防砂、排粉等方面具有显著的优势。

第三，电潜泵能够通过变频的方式有效的提升抽采的数量，同时能够对动液面的高度进行严格的控制。在斜井以及水平井排采中都能够发挥出不俗的效果。但是其缺点也同样明显。首先，电潜泵发生气蚀以及气锁的几率较大，在排水量较小的情况下，其电动机有很大的概率会因温度过高而损坏。

在设备的选型方面，本文对潘河煤层气井的生产特征进行了一定的调查分析之后，将所有的煤层气井分成三种类型，分别为“中高产-低产”、“中高产-高产”以及“中高产-低产-高产”。通过对三种类型的煤层气井排采曲线的分析，可以对三中类型煤层气井排采设备的优选情况进行以下阐述。对于“中高产-低产”型的煤层气井，针对其较大的水产量，且持续时间较长，可以选用螺杆泵。对于“中高产-高产”型的煤层气井，针对其产水量较少，可以选择有杆泵。对于“中高产-低产-高产”型的煤层气井，其排量范围较广，可以选择有杆泵的排采方式。

煤层气井的工作制度在生产过程中会发生一定的改变，因此，在煤层气开采的过程中可以选择多种排采方式，从而有效的提升排采的效率。需要注意的是，随着水平井以及斜井数量的增加，有杆泵在上述两种煤层气井的开采中会受到一定的限制，因此，应该在排采设备选型的过程中更加谨慎，保障设备选型的科学性。

2.2煤层气开采设备的应用中的注意事项

首先，在煤层气开采的过程中，通常会产生一煤粉等污染物，如果不能对这些污染物采取有效的处理，就可能会出现天然裂缝堵塞的情况，导致煤层气少解吸以及不解吸的情况发生，从而对泵的运行效率产生影响，严重的会导致卡泵以及埋泵现场的出现，阻碍了煤层气开采工作的正常进行。因此，在对煤层气开采工艺进行选择的过程中，一定要对生产制度进行严格的控制，保障动液面能够得到稳定的下降。此外，还要对机、泵、杆以及管等设备进行科学合理的组合，并根据排采工作的具体情况设置合理的生产参数，为煤粉的有效排除创造良好的条件，促进煤层气排采工作的顺利进行，实现煤层气井生产效益的提升。

其次，在煤层气排采的过程中，时常会出现杆管偏磨的问题，导致这一问题的主要原因就是井液腐蚀以及生产参数的设置缺乏合理性。杆管偏磨的问题会对煤层气井的生产周期造成影响，从而使其维护成本出现不合理的增长。其次，杆管偏磨问题会导致煤层气开采设备受到损害，严重的会导致煤层气井停产，即使将问题解决了也会导致煤层气井的寿命降低。第三，杆管偏磨会使开采设备的杆和管的使用寿命降低，出现提前报废的情况。因此，要对煤层气井杆管偏磨这一问题进行深入的研究探索，尽快找出解决这一问题的有效方法，促进煤层气井的正常生产。

结语：综上所述，针对我国较为复杂的煤层气地质条件，在煤层气开采的过程中必须结合实际情况选择适应性最强开采设备，提升煤层气开采工作的高效开展，实现煤层气井效益的提升，同时保障煤层气井的安全生产。

参考文献：

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