CN106869866A - 一种煤层气开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤层气开采方法，包括在煤储层的上方地面钻井并安装煤层气井，煤层气井的井口预留在地面之上，将压缩机运输以及吊装至煤层气井所在的位置，在压缩机上连通口径尺寸和井口相匹配的管线，将各井口和与其对应的压缩机上的管线连通，各压缩机均连接至电机驱动装置，电机驱动装置控制压缩机工作将煤层气井内的煤层气增压抽出。通过将压缩机连接于煤层气井的上口位置，然后通过电机驱动装置控制压缩机的运行状态，使得煤层气井的上口位置的气压降低，增大井口和井底的压差，尽可能的扩大煤层压降半径，使临界解吸压力传播的更远，使煤层气解吸的范围更广，最终达到煤层气高产、稳产和提高采收率的效果。

Description

一种煤层气开采方法

技术领域

本发明涉及煤层气开采技术领域，更具体地说，涉及一种煤层气开采方法。

背景技术

煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

目前常用的煤层气的开采方法主要是压力衰竭法，即利用不同方法使煤层中的气体压力降低，随着气体压力的降低，煤层气由吸附态经过解吸变为游离态，游离态煤层气通过各种裂隙(缝)流入煤层气井，直至煤层中气体压力很低。我国煤储层大部分具有低压、低孔、低渗的三低特点，基于这些客观因素的存在，在进行排水采气时，仅靠井筒环空的套压，使得气体在煤层中驱动能力很低，再加上现有的排采设备降低井底流压的能力有限，导致煤层气的解吸程度和运移速度低，造成稳产期不长、最终产量也不高的现象。

综上所述，如何有效地解决煤层气井对于低压、低孔、低渗的煤储层的解析压力不够导致产出低和产出不稳定等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤层气开采方法，该煤层气开采方法可以有效地解决煤层气井对于低压、低孔、低渗的煤储层的解析压力不够导致产出低和产出不稳定等问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层气开采方法，包括在煤储层的上方地面钻井并安装煤层气井，煤层气井的井口预留在地面之上，包括：

将压缩机运输以及吊装至煤层气井所在的位置，在压缩机上连通口径尺寸和井口相匹配的管线；

将各井口和与其对应的压缩机上的管线连通；

各压缩机均连接至电机驱动装置，电机驱动装置控制压缩机工作将煤层气井内的煤层气增压抽出。

优选地，上述煤层气开采方法中，将压缩机运输以及吊装至煤层气井所在的位置之前还包括：在地面上选定压缩机的安放位置，在安放位置上铺设水泥基础。

优选地，上述煤层气开采方法中，还包括将汽水分离器和\或除煤粉装置连接至压缩机，汽水分离器和\或除煤粉装置吸收分离煤层气中的杂质。

优选地，上述煤层气开采方法中，还包括将冷却器连接至压缩机，冷却器的冷却介质循环通过压缩机。

优选地，上述煤层气开采方法中，还包括：

将预先调制好的控制柜和电机驱动装置电气连接，控制柜和处理器无线连接；

控制柜收集压缩机的运行信息并上传至处理器；

处理器接收运行信息并反馈控制信号给控制柜；

控制柜根据控制信号控制电机驱动装置的运行状态。

优选地，上述煤层气开采方法中，运行信息包括压缩机的进气压力值和排气压力值。

优选地，上述煤层气开采方法中，管线上安装报警装置，运行信息包括当管线运行异常时报警装置产生的报警信息。

优选地，上述煤层气开采方法中，电机驱动装置具体为变频电机，变频电机通过控制柜自动控制。

优选地，上述煤层气开采方法中，变频电机设有手动控制机构，手动控制装置用于调控煤层气井的井口套压。

本发明提供的煤层气开采方法，包括在煤储层的上方地面钻井并安装煤层气井，煤层气井的井口预留在地面之上，将压缩机运输以及吊装至煤层气井所在的位置，在压缩机上连通口径尺寸和井口相匹配的管线，将各井口和与其对应的压缩机上的管线连通，各压缩机均连接至电机驱动装置，电机驱动装置控制压缩机工作将煤层气井内的煤层气增压抽出。

应用本发明提供的煤层气开采方法时，通过将压缩机连接于煤层气井的上口位置，然后通过电机驱动装置控制压缩机的运行状态，使得煤层气井的上口位置的气压降低，增大井口的井底的压差，尽可能的扩大煤层压降半径，使临界解吸压力传播的更远，使煤层气解吸的范围更广，最终达到煤层气高产、稳产和提高采收率的效果。从伯努利方程可知，井口套压越低，压差就越大，流量也越大，但是由于压缩机本身的局限性，进口压力不可能无限的降低。因此，将进口压力控制在0-10KPa之间即可实现本发明的目的，可以将其称为一种微套压技术。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的煤层气开采方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种煤层气开采方法，以避免煤层气出现低产和产出不稳定的情况，提高煤层气开采过程的高效性和稳定性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的煤层气开采方法的流程示意图。

本发明的实施例提供了一种煤层气开采方法，包括在煤储层的上方地面钻井并安装煤层气井，煤层气井的井口预留在地面之上，包括：

S1、将压缩机运输以及吊装至煤层气井所在的位置，在压缩机上连通口径尺寸和井口相匹配的管线；

S2、将各井口和与其对应的压缩机上的管线连通；

S3、各压缩机均连接至电机驱动装置，电机驱动装置控制压缩机工作将煤层气井内的煤层气增压抽出。

应用上述实施例提供的煤层气开采方法时，通过将压缩机连接于煤层气井的上口位置，然后通过电机驱动装置控制压缩机的运行状态，使得煤层气井的上口位置的气压降低，增大井口的井底的压差，尽可能的扩大煤层压降半径，使临界解吸压力传播的更远，使煤层气解吸的范围更广，最终达到煤层气高产、稳产和提高采收率的效果。从伯努利方程可知，井口套压越低，压差就越大，流量也越大，但是由于压缩机本身的局限性，进口压力不可能无限的降低。因此，将进口压力控制在0-10KPa之间即可实现本发明的目的，可以将其称为一种微套压技术。

为了优化上述实施例中压缩机的使用效果，将压缩机运输以及吊装至煤层气井所在的位置之前还包括：在地面上选定压缩机的安放位置，在安放位置上铺设水泥基础。优选在安放压缩机之前在相应的地面位置铺设水泥基础，使得压缩机的安放位置承重能力较强，避免压缩机在使用过程中震动，造成压缩机容易损坏，使用寿命较短的情况出现。

为了进一步优化上述实施例中压缩机的使用效果，还包括将汽水分离器和\或除煤粉装置连接至压缩机，汽水分离器和\或除煤粉装置吸收分离煤层气中的杂质。优选给压缩机连接汽水分离器，可以将煤层气中的水分吸收分离，初步降低煤层气的湿度。优选给压缩机连接除煤粉装置，可以将煤层气中的煤粉杂质吸收除掉，对煤层气进行初步清洁。

更进一步地，还包括将冷却器连接至压缩机，冷却器的冷却介质循环通过压缩机。优选将冷却器连接至压缩机，冷却介质在冷却器和压缩机之间循环流通，将压缩机运行产生的热量排出，避免压缩机过热损坏，此时冷却器可以优选采用空冷器，成本较低且冷却效果好，当然其他冷却器也是可行的。

本发明的另一个具体实施例中，该方法还包括：

S4、将预先调制好的控制柜和电机驱动装置电气连接，控制柜和处理器无线连接；

S5、控制柜收集压缩机的运行信息并上传至处理器；

S6、处理器接收运行信息并反馈控制信号给控制柜；

S7、控制柜根据控制信号控制电机驱动装置的运行状态。

优选电机驱动装置连接控制柜，然后控制柜和处理器无线连接，使得相关人员能够对电机驱动装置实现远程监控，电机驱动装置通过控制柜将运行信息上传至处理器，方便处理器实时处理，也方便了相关人员随时查看和导出，进行规模化的产业分析。处理器反馈控制信号给控制柜，根据实际需要及时调整电机驱动装置的运行状态，保证煤层气产出的产量和稳定性，避免出现较大的产出波动。步骤S4-S7可以在压缩机正常投产运行之后再执行，当然也可以在安装压缩机的同时一并将控制柜进行安装。

对于运行信息的理解，运行信息优选包括压缩机的进气压力值和排气压力值。通过优选监控压缩机的进气压力值和排气压力值，可以较为直观地了解到压缩机的运行状态，以便于及时调节电机驱动装置对压缩机的控制模式。上述实施例在具体实施过程中，可以优选在压缩机的进气口和出气口设置压力传感器，压力传感器和控制柜电气连接用于传输采集到的压力数据。

为了优化上述实施例中管线的使用效果，管线上安装报警装置，运行信息包括当管线运行异常时报警装置产生的报警信息。优选在管线上安装多个报警装置，当管线运行异常时报警装置发送报警信息给控制柜，控制柜上传数据给处理器并接受处理器反馈的控制信号，然后控制电机驱动装置避免发生危险。当然，报警装置还可以优选包括发声结构或者发光结构，当管线运行异常时可以及时通过声音或灯光提醒相关人员注意，以便于相关人员采取控制或者避险措施。

为了优化上述实施例中电机驱动装置的使用效果，电机驱动装置具体为变频电机，变频电机通过控制柜自动控制。优选电机驱动装置具体为通过控制柜自动控制的变频电机，可以很便捷和及时地控制煤层气井的井口套压，和控制柜能形成良好的配合效果。

进一步地，变频电机设有手动控制机构，手动控制装置用于调控煤层气井的井口套压。优选变频电机设有手动控制机构，可以在自动控制受到影响的情况下采用手动控制，保证控制效果足够安全和精确。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种煤层气开采方法，包括在煤储层的上方地面钻井并安装煤层气井，所述煤层气井的井口预留在地面之上，其特征在于，包括：

将压缩机运输以及吊装至所述煤层气井所在的位置，在所述压缩机上连通口径尺寸和所述井口相匹配的管线；

将各所述井口和与其对应的所述压缩机上的所述管线连通；

各所述压缩机均连接至电机驱动装置，所述电机驱动装置控制所述压缩机工作将所述煤层气井内的煤层气增压抽出。

2.根据权利要求1所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述将压缩机运输以及吊装至所述煤层气井所在的位置之前还包括：在地面上选定所述压缩机的安放位置，在所述安放位置上铺设水泥基础。

3.根据权利要求2所述的煤层气开采方法，其特征在于，还包括将汽水分离器和\或除煤粉装置连接至所述压缩机，所述汽水分离器和\或所述除煤粉装置吸收分离所述煤层气中的杂质。

4.根据权利要求3所述的煤层气开采方法，其特征在于，还包括将冷却器连接至所述压缩机，所述冷却器的冷却介质循环通过所述压缩机。

5.根据权利要求1至4任一项所述的煤层气开采方法，其特征在于，还包括：

将预先调制好的控制柜和所述电机驱动装置电气连接，所述控制柜和处理器无线连接；

所述控制柜收集所述压缩机的运行信息并上传至所述处理器；

所述处理器接收所述运行信息并反馈控制信号给所述控制柜；

所述控制柜根据所述控制信号控制所述电机驱动装置的运行状态。

6.根据权利要求5所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述运行信息包括所述压缩机的进气压力值和排气压力值。

7.根据权利要求6所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述管线上安装报警装置，所述运行信息包括当所述管线运行异常时所述报警装置产生的报警信息。

8.根据权利要求7所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述电机驱动装置具体为变频电机，所述变频电机通过所述控制柜自动控制。

9.根据权利要求8所述的煤层气开采方法，其特征在于，所述变频电机设有手动控制机构，所述手动控制装置用于调控所述煤层气井的井口套压。