CN105422067B - 活性水驱替开采煤层气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田开发工程领域，具体地，涉及一种活性水驱替开采低渗透煤层气的方法。该方法选择措施井组，确定中心转注井，通过撬装式污水处理装置对煤层采出水进行集中处理，将处理后的部分煤层采出水掺入一定比例的氟碳表面活性剂注入撬装式注水装置中合成活性水体系，再通过撬装式注水装置向中心转注井注入所合成的活性水体系，从相邻的煤层气采出井排水采气，直至煤层气采出井均监测到活性水成分后，中心转注井关井闷井、转为煤层气采出井继续进行排采。本发明通过改变煤岩的润湿性、降低气液界面张力，加快煤层气体运移产出，提高煤层气藏采收率；有效解决了煤层采出水处理问题，实现了增产与环保双效能。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发工程领域，具体地，涉及一种活性水驱替开采低渗透煤层气的方法。
背景技术
我国煤田地质比较复杂，煤层普遍存在低渗透率、低储层压力和低含气饱和度的“三低”不利条件，且低渗透煤储层占到69％。目前我国煤层气开发面临的主要问题就是如何有效且大幅度提高煤层气井采收率。目前常用的煤层气增产措施主要有水力压裂、注气增产、羽状水平井、注热和火烧煤层等技术。
通过检索，文献《注水法在煤层气排采中的应用》(辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2009)提出一种应用高压注水法对煤层气储层进行改造以打通煤层气运移通道的办法；申请号201010102299.3(授权公开号为CN101775974B)的发明专利公开了一种对接井水力运移卸压开采煤层气方法，该方法采用辐射实施煤层气开采井半掏穴、井间对接、水力冲刷等措施来提高煤层卸压范围；申请号201110183664.2(申请公开号为CN102383773A)的发明专利公开了一种物理方法区域卸压开采煤层气的方法，该方法可以通过在煤层气开采井间实施水平井钻进、井间对接、高压水冲孔、压裂等措施以增大煤层卸压空间、提高后期煤层气井产量；申请号201310421979.5(申请公开号为CN103470236A)的发明专利公开了一种煤层气井自动加热回注水增产工艺，该工艺利用自动加热回注地层产出水升高井筒液体温度后，可有效地降低煤粉浓度并将煤粉排出，实现煤层气井增产。
上述现有的方法提出的增产工艺复杂，涉及洞穴完井、水平井钻井、远端井间对接(穿针)、自动加热回注等多种复杂技术，施工难度大、成本高，与我国煤层气“低成本、高效开发”的要求不相适应，无法用于煤层气大规模商业化开发。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，通过注入井向煤储层中连续注入活性水，一方面可以有效保持煤层压力稳定下降，有利于降低煤储层强应力敏感性的影响；另一方面可以改变煤岩的润湿性并有效降低或改变气液界面张力，有利于煤基质微孔隙中气体的释放产出。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，包括以下步骤：
S1：根据煤层气区块开发资料，选择井网形式规整、排采时间3年以上、平均单井日产水量低于10m3、中心井未见气或日产气量低于经济日产气量的井网单元作为措施井组，实施转注驱替开采；
S2：在所述措施井组的中心井上换装注水井口装置，并将撬装式注水装置连接到注水井口装置上；将与中心井相邻的煤层气采出井的排水管线连接到撬装式污水处理装置；所述撬装式污水处理装置通过注水管线与撬装式注水装置相连接；
S3：通过注水管线向撬装式注水装置注入经撬装式污水处理装置处理后的清水，并向撬装式注水装置中持续添加氟碳表面活性剂，在撬装式注水装置中合成活性水体系；所合成的活性水体系中氟碳表面活性剂的质量分数为0.05％～10％；
S4：根据设计的措施井组的合理注采液量比及合理注入压力参数，通过撬装式注水装置经由中心井的中心油管向目标煤层中连续注入所述活性水体系；与中心井相邻的煤层气采出井均连续排采生产；
S5：监测并记录与中心井相邻的煤层气采出井的井口采出液中活性水成分变化情况；将采出液经排水管线集中到撬装式污水处理装置沉淀和过滤处理后，一部分经注水管线返回撬装式注水装置进行循环利用，另一部分排入蒸发池进行蒸发处理；采出的煤层气经由采气管线进入增压集气站进行气液分离、增压外输处理；
S6：当所述与中心井相邻的煤层气采出井的采出液中均监测到活性水成分后，中心井停止注入活性水体系，关井闷井，移走撬装式注水装置；与中心井相邻的煤层气采出井均继续排采生产；
S7：中心井闷井1～30天，所述中心井换装采气井口装置，进行排采生产；
S8：当所述措施井组的平均单井日产气量递减到经济日产气量后，中心井以及与中心井相邻的煤层气采出井均停机、关井。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、本发明所述的活性水体系注入煤层后，一方面有利于维持低渗透煤储层压力的稳定下降，降低煤层强应力敏感性的影响；另一方面通过改变煤岩的润湿性并降低气液界面张力，有利于煤基质微孔隙中气体的产出，提高煤层气井产气量和煤层气采收率，可为煤层气增产措施的实施提供指导；
2、本发明采用撬装式污水处理装置和撬装式注水装置，具有占地面积小、便于施工操作、便于搬迁运输等特点，对煤层气井采出水进行处理后就地回注，既节省了工程投资，又有效地解决了煤层气井采出水处理问题，实现了节约与环保双效能。
附图说明
图1为规整的煤层气矩形井网；
图2为煤层气矩形井网单元示意图；
图3为低渗透煤层气矩形井网单元转注驱替开采示意图；
图4为规整的煤层气菱形井网；
图5煤层气菱形井网单元示意图；
图6低渗透煤层气菱形井网单元转注驱替开采示意图；
图中：1、矩形井网单元；2、菱形井网单元；3、单元中心井；4、煤层气采出井；5、排水管线；6、撬装式污水处理装置；7、注水管线；8、撬装式注水装置；9、注水井口装置；10、中心油管；11、目标煤层；12、蒸发池；13、采气管线；14、增压集气站。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2、图3所示，活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，包括以下步骤：
S1：根据煤层气区块开发资料，选择井网形式较为规整、排采时间3年以上、平均单井日产水量低于10m3、中心煤层气井未见气或日产气量低于经济日产气量的矩形井网单元作为措施井组；
对于如图1所示的煤层气矩形井网，选取由单元中心井3和与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井组成的矩形井网单元1(如图2)，实施转注驱替开采；
S2：在单元中心井3上换装注水井口装置9，并将撬装式注水装置8连接到注水井口装置9上；将与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井的排水管线5连接到撬装式污水处理装置6；所述撬装式污水处理装置6通过注水管线7与撬装式注水装置8相连接；
S3：通过注水管线7向撬装式注水装置8注入经撬装式污水处理装置6处理后的清水，并向撬装式注水装置8中持续添加氟碳表面活性剂，在撬装式注水装置8中合成活性水体系；所合成的活性水体系中氟碳表面活性剂的质量分数为0.05％～10％；
S4：根据设计的措施井组的合理注采液量比、合理注入压力参数，通过撬装式注水装置8经由所述单元中心井3的中心油管10向目标煤层11中连续注入所述活性水体系；与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井连续排采生产，将煤层气矩形井网单元1调整为反九点式面积注采井网单元；
S5：监测并记录与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井的井口采出液中活性水成分变化情况；将采出液经排水管线5集中到撬装式污水处理装置6沉淀和过滤处理后，一部分经注水管线7返回撬装式注水装置8进行循环利用，另一部分排入蒸发池12进行蒸发处理；采出的煤层气经由采气管线13进入增压集气站14进行气液分离、增压外输处理；
S6：当与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井的采出液中均监测到所述活性水成分后，单元中心井3停止注入、关井闷井，移走撬装式注水装置8；与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井均继续生产；
S7：单元中心井3闷井1～30天后，所述单元中心井3换装采气井口装置，进行排采生产；
S8：当所述措施井组的平均单井日产气量递减到经济日产气量后，单元中心井3、与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井均停机、关井。
实施例二
如图4、图5、图6所示，活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，包括以下步骤：
S1：根据煤层气区块开发资料，选择井网形式较为规整、排采时间3年以上、平均单井日产水量低于10m3、中心煤层气井未见气或日产气量低于经济日产气量的菱形井网单元作为措施井组；
对于如图3所示的煤层气菱形井网，选取单元中心井3和与单元中心井3相邻的6口煤层气采出井组成的菱形井网单元2(如图4),实施转注驱替开采；
S2：在单元中心井3上换装注水井口装置9，并将撬装式注水装置8连接到注水井口装置9上；将与单元中心井3相邻的6口煤层气采出井的排水管线5连接到撬装式污水处理装置6；所述撬装式污水处理装置6通过注水管线7与撬装式注水装置8相连接；
S3：通过注水管线7向撬装式注水装置8注入经撬装式污水处理装置6处理后的清水，并向撬装式注水装置8中持续添加氟碳表面活性剂，在撬装式注水装置8中合成活性水体系；所合成的活性水体系中氟碳表面活性剂的质量分数为0.05％～10％；
S4：根据设计的措施井组的合理注采液量比、合理注入压力参数，通过撬装式注水装置8经由单元中心井3的中心油管10向目标煤层11中连续注入所述活性水体系；与单元中心井3相邻的6口煤层气采出井连续排采生产，将煤层气菱形井网单元2调整为反七点式面积注采井网单元；
S5：监测并记录与单元中心井3相邻的6口煤层气采出井的井口采出液中活性水成分变化情况；将采出液经排水管线5集中到撬装式污水处理装置6沉淀和过滤处理后，一部分经注水管线7返回撬装式注水装置8进行循环利用，另一部分排入蒸发池12进行蒸发处理；采出的煤层气经由采气管线13进入增压集气站14进行气液分离、增压外输处理；
S6：当所述与单元中心井3相邻的6口煤层气采出井的采出液中均监测到活性水成分后，所述单元中心井3停止注入活性水体系，关井闷井，移走撬装式注水装置8；所述与单元中心井3相邻的8口煤层气采出井均继续生产；
S7：单元中心井3闷井1～30天后，所述单元中心井3换装采气井口装置，进行排采生产；
S8：当所述措施井组的平均单井日产气量递减到经济日产气量后，单元中心井3以及与单元中心井3相邻的6口煤层气采出井均停机、关井。
上述煤层气井为压裂直井、大斜度井或水平井，通过向煤储层中连续注入活性水体系，一方面可以维持低渗透煤储层压力稳定下降，有利于降低煤层的强应力敏感性对煤层气井间压力传递以及产能的影响；另一方面可以改变煤岩的润湿性并降低气液界面张力，有利于煤基质微孔隙中气体的产出，提高煤层气井产气量和煤层气采收率。
Claims (3)
1.一种活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据煤层气区块开发资料，选取井网形式规整、排采时间3年以上、平均单井日产水量低于10m3、中心煤层气井未见气或日产气量低于经济日产气量的井网单元作为措施井组，实施转注驱替开采；
S2：在所述措施井组的中心井上换装注水井口装置，并将撬装式注水装置连接到注水井口装置上；将与中心井相邻的煤层气采出井的排水管线连接到撬装式污水处理装置；所述撬装式污水处理装置通过注水管线与撬装式注水装置相连接；
S3：通过注水管线向撬装式注水装置中注入经撬装式污水处理装置处理后的清水，并向撬装式注水装置中持续添加氟碳表面活性剂，在撬装式注水装置中合成活性水体系，所述活性水体系中氟碳表面活性剂的质量分数为0.05%～10%；
S4：根据设计的措施井组的合理注采液量比及合理注入压力参数，通过撬装式注水装置经由中心井的中心油管向目标煤层中连续注入活性水体系；与中心井相邻的煤层气采出井连续排采生产；
S5：监测并记录与中心井相邻的煤层气采出井的井口采出液中活性水成分变化情况；将采出液经排水管线集中到撬装式污水处理装置沉淀和过滤处理后，一部分经注水管线返回撬装式注水装置进行循环利用，另一部分排入蒸发池进行蒸发处理；采出的煤层气经由采气管线进入增压集气站进行气液分离、增压外输处理；
S6：当所述与中心井相邻的煤层气采出井的采出液中均监测到活性水成分后，所述中心井停止注入活性水体系，关井闷井，移走撬装式注水装置；所述与中心井相邻的煤层气采出井均继续生产；
S7：中心井闷井1～30天，所述中心井换装采气井口装置，进行排采生产；
S8：当所述措施井组的平均单井日产气量递减到经济日产气量后，中心井以及与中心井相邻的煤层气采出井均停机、关井。
2.根据权利要求1所述的活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，其特征在于，煤层气井为矩形井网，选取由中心井和与中心井相邻的8口煤层气采出井组成的矩形井网单元。
3.根据权利要求1所述的活性水驱替开采低渗透煤层气的方法，其特征在于，煤层气井为菱形井网，选取中心井和与中心井相邻的6口煤层气采出井组成的菱形井网单元。
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