CN115450594A - 一种注气驱替效果检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种注气驱替效果检测方法，属于煤层气井开发技术领域。在煤层交替布置抽采钻孔和注气钻孔，然后在安装的抽采管和注气管端部安装能够检测出含有C14的CO2浓度的检测装置，之后利用含有C14的CO2气体作为注气驱替瓦斯的气源进行瓦斯抽采，通过分析抽采管和注气管上检测装置对C14含量的检测数值，从而判当前注气驱替瓦斯抽采管路是否存在问题，然后针对问题出现的位置做出相应的解决措施。其步骤简单，使用放方便，检测效果迅速，对生产具有重大意义。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气井开发技术领域，具体涉及一种注气驱替效果检测方法。
背景技术
我国煤层气资源埋藏深，渗透性差，传统方法难以提高煤层气产量。但是，经过人们的研究，慢慢找到了以注气驱替开采煤层气的方法。其利用竞争吸附优势原理，将N2或CO2注入煤层可有效置换或驱替煤层中的CH4。
注气驱替效果的检测方面，人们经常使用瓦斯浓度检测器检测驱替出的瓦斯浓度进而反应出注气驱替效果如何，但是，不管是传统的瓦斯浓度检测装置抑或是传统的CO2检测装置，其检测数据的可靠性与科学性都有一定问题，因为煤层温度湿度以及空气温度湿度对CO2的含量都有一定影响，并且是正相关性，在矿下这种高温高湿的环境中，CO2浓度检测器的可靠性难免会受影响，不能精确区分来自注气气源的CO2以及煤层和空气中因温度湿度变化而产生CO2。
注气驱替过程中，会遇到煤层气产量下降的现象，遇到这种问题，人们大都会把注意力放在抽采管的封孔问题上，会进行诸如二次封堵，增加注气压力等一系列提高煤层气产量的措施，固然，这会增加煤层气产量，但是，这样通过整体措施加强煤层气产量，并没有明确煤层气降低的问题具体出现在哪个环节，这就一定程度上造成了注气以及封孔材料的浪费。
发明内容
发明目的：为实现上述技术目的，提供一种注气驱替效果检测方法，利用含有C14的二氧化碳气体作为气源进行工作，在检测注气驱替效果的同时，排除环境中本身存在的二氧化碳的影响保证在注气驱替效果发生问题时，能迅速判断出问题出在哪里，并针对相应的问题及时做出应对措施。
技术方案：为实现上述目的，本发明一种注气驱替效果检测方法，在煤层交替布置抽采钻孔和注气钻孔，然后在安装的抽采管和注气管端部安装能够检测出含有C14的CO2浓度的检测装置，之后利用含有C14的CO2气体作为注气驱替瓦斯的气源进行瓦斯抽采，通过分析抽采管和注气管上检测装置对C14含量的检测数值，从而判当前注气驱替瓦斯抽采管路是否存在问题。
具体步骤如下：
a.在煤层中打按照注气驱替的煤层气开采方法间隔交替布置抽采钻孔与注气钻孔；
b.在抽采钻孔与注气钻孔的钻孔底部分别设置检测装置；
c.将安装了检测装置的抽采管和注气管装入抽采钻孔与注气钻孔中，并进行封孔处理；
d.配置注气驱替瓦斯抽采使用的气体：将含有C14的CO2气体通入常规CO2气体中，静置一定时间使之充分混合；
e.将抽采管和注气管连接入注气驱替瓦斯抽采系统，将均匀混合将混合后的含有C14的CO2气体通过注气管注入到煤层中，通过竞争吸附，协载作用下，将煤层中的CH4驱替出来并向抽采钻孔驱赶，并通过抽采管进行抽采；
f.抽采管在抽采瓦斯的同时通过检测装置实时收集抽采气体中的C14含量，并将C14含量检测参数实时发送到计算机中，计算机建立时间轴档案记录C14含量检测曲线；在注气驱替瓦斯的过程中，抽采管刚开始抽采到的气体，由于注入的含有C14的CO2气体还未至裂煤层产生突破，因此抽采出来的气体出来的全部是甲烷气体，持续一段时间后，因为注入二氧化碳会慢慢突破煤层，收集到的气体中CO2含量会持续升高，对应的混入CO2的C14同样按比例升高，而甲烷含量持续降低，最终趋于平缓；如此反复记录几次后取各个记录时间的C14检测数值平均值，并制成包含时间、C14含量数值、瓦斯含量的的标准曲线图，标准曲线图按抽采时长排列；
g.后续瓦斯抽采过程中，将实时采集的C14含量数据与标准曲线图进行比较，从而判断抽采状态是否正常，若当前生成的C14含量数据与标准曲线图比对贴合时，判断当前瓦斯抽采状态正常，若出现超过警戒阈值的曲线走向后则说明瓦斯抽采出现问题。
进一步，若出现瓦斯抽采出现问题的情况，则通过以下手段分析导致注气驱替效果差的的原因：
情况一、若注气管底端的检测装置检测到的含有C14的CO2低于标准曲线图并超过警戒阈值时，首先检查注气管上安装的检测装置读数是否与气源中C14含量相同，若相同则将抽采管与注气管上安装的检测装置的读数进行比对，如果抽采管上的检测装置的数值小于注气管上的检测装置数值，则说明注气管与钻孔壁之间的密封出现泄露，进而导致注入的含有C14的CO2达注气管底部的气量小于必要数值，注气管底部的含有C14的CO2浓度会低于常态；此时需要重新对出气管进行再次封堵等措施解决此问题；
情况二、若注气管端部的检测装置检测数值与气源数值相同，而抽采管端部的检测装置检测数值低于注气管的检测数值，则说明抽采致裂以及驱替效果反面出现问题，需要采取水力致裂、液氮致裂以及提高注气压力的方式解决此问题；
情况三、若注气管上设置的检测装置检测数值与气源相等，抽采管上设置的检测装置检测数值也与标注曲线图匹配，但是瓦斯抽浓度依旧急剧减少，则判断是抽采管路漏气，此时对抽采管再次封孔以解决漏气，若问题仍未解决，则判断抽采设备出现故障需要进行排查。
进一步，检测装置包含CO2浓度检测装置以及C14含量检测装置，C14含量检测装置的型号为fr-9102。
进一步，注气驱替所用的气源为1％-5％含有C14的二氧化碳气体与常规二氧化碳气体的混合物。
有益效果：
本方法利用二氧化碳进行注气驱替，并配置含有一定C14的二氧化碳气体作为气源，通过检测抽采气体中的C14来判断返回的二氧化碳含量，排除环境中二氧化碳的影响，同时还能够通过检测CO2浓度，进而检测注气管密封情况，并根据检测出的不同状态从而判断注气驱替是否出现问题，进而快速反应排除故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1是钻孔布置以及封孔图
图中：1-传输光缆，2-抽采管，3-注气管，4-注气流动方向，5-检测装置
具体实施方式
下面将结合本发明实施中的附图，对本发明实施中的技术方案进行说明。
如图1所示，一种注气驱替效果检测方法，在煤层交替布置抽采钻孔和注气钻孔，然后在安装的抽采管2和注气管3端部安装能够检测出含有C14的CO2浓度的检测装置5，检测装置5通过传输光缆4与设置在地表的计算机连接，之后利用含有C14的CO2气体作为注气驱替瓦斯的气源进行瓦斯抽采，注气流动方向4遵循常规瓦斯抽采的流向，通过分析抽采管2和注气管3上检测装置5对C14含量的检测数值，从而判当前注气驱替瓦斯抽采管2路是否存在问题。
具体步骤如下：
a.在煤层中打按照注气驱替的煤层气开采方法间隔交替布置抽采钻孔与注气钻孔；
b.在抽采钻孔与注气钻孔的钻孔底部分别设置检测装置5；检测装置5包含CO2浓度检测装置以及C14含量检测装置，C14含量检测装置的型号为fr-9102。
c.将安装了检测装置5的抽采管2和注气管3装入抽采钻孔与注气钻孔中，并进行封孔处理；
d.配置注气驱替瓦斯抽采使用的气体：将含有C14的CO2气体通入常规CO2气体中，静置一定时间使之充分混合；注气驱替所用的气源为1％-5％含有C14的二氧化碳气体与常规二氧化碳气体的混合物。
e.将抽采管2和注气管3连接入注气驱替瓦斯抽采系统，将均匀混合将混合后的含有C14的CO2气体通过注气管3注入到煤层中，通过竞争吸附，协载作用下，将煤层中的CH4驱替出来并向抽采钻孔驱赶，并通过抽采管2进行抽采；
f.抽采管2在抽采瓦斯的同时通过检测装置5实时收集抽采气体中的C14含量，并将C14含量检测参数实时发送到计算机中，计算机建立时间轴档案记录C14含量检测曲线；在注气驱替瓦斯的过程中，抽采管2刚开始抽采到的气体，由于注入的含有C14的CO2气体还未至裂煤层产生突破，因此抽采出来的气体出来的全部是甲烷气体，持续一段时间后，因为注入二氧化碳会慢慢突破煤层，收集到的气体中CO2含量会持续升高，对应的混入CO2的C14同样按比例升高，而甲烷含量持续降低，最终趋于平缓；如此反复记录几次后取各个记录时间的C14检测数值平均值，并制成包含时间、C14含量数值、瓦斯含量的的标准曲线图，标准曲线图按抽采时长排列；
g.后续瓦斯抽采过程中，将实时采集的C14含量数据与标准曲线图进行比较，从而判断抽采状态是否正常，若当前生成的C14含量数据与标准曲线图比对贴合时，判断当前瓦斯抽采状态正常，若出现超过警戒阈值的曲线走向后则说明瓦斯抽采出现问题。
h.若出现瓦斯抽采出现问题的情况，则通过以下手段分析导致注气驱替效果差的的原因：
情况一、若注气管3底端的检测装置5检测到的含有C14的CO2低于标准曲线图并超过警戒阈值时，首先检查注气管3上安装的检测装置5读数是否与气源中C14含量相同，若相同则将抽采管2与注气管3上安装的检测装置5的读数进行比对，如果抽采管2上的检测装置5的数值小于注气管3上的检测装置5数值，则说明注气管3与钻孔壁之间的密封出现泄露，进而导致注入的含有C14的CO2达注气管3底部的气量小于必要数值，注气管3底部的含有C14的CO2浓度会低于常态；此时需要重新对出气管进行再次封堵等措施解决此问题；
情况二、若注气管3端部的检测装置5检测数值与气源数值相同，而抽采管2端部的检测装置5检测数值低于注气管3的检测数值，则说明抽采致裂以及驱替效果反面出现问题，需要采取水力致裂、液氮致裂以及提高注气压力的方式解决此问题；
情况三、若注气管3上设置的检测装置5检测数值与气源相等，抽采管2上设置的检测装置5检测数值也与标注曲线图匹配，但是瓦斯抽浓度依旧急剧减少，则判断是抽采管2路漏气，此时对抽采管2再次封孔以解决漏气，若问题仍未解决，则判断抽采设备出现故障需要进行排查。
Claims (5)
1.一种注气驱替效果检测方法，其特征在于：在煤层交替布置抽采钻孔和注气钻孔，然后在安装的抽采管和注气管端部安装能够检测出含有C14的CO2浓度的检测装置，之后利用含有C14的CO2气体作为注气驱替瓦斯的气源进行瓦斯抽采，通过分析抽采管和注气管上检测装置对C14含量的检测数值，从而判当前注气驱替瓦斯抽采管路是否存在问题。
2.根据权利要求1所述注气驱替效果检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
a.在煤层中打按照注气驱替的煤层气开采方法间隔交替布置抽采钻孔与注气钻孔；
b.在抽采钻孔与注气钻孔的钻孔底部分别设置检测装置；
c.将安装了检测装置的抽采管和注气管装入抽采钻孔与注气钻孔中，并进行封孔处理；
d.配置注气驱替瓦斯抽采使用的气体：将含有C14的CO2气体通入常规CO2气体中，静置一定时间使之充分混合；
e.将抽采管和注气管连接入注气驱替瓦斯抽采系统，将均匀混合将混合后的含有C14的CO2气体通过注气管注入到煤层中，通过竞争吸附，协载作用下，将煤层中的CH4驱替出来并向抽采钻孔驱赶，并通过抽采管进行抽采；
f.抽采管在抽采瓦斯的同时通过检测装置实时收集抽采气体中的C14含量，并将C14含量检测参数实时发送到计算机中，计算机建立时间轴档案记录C14含量检测曲线；在注气驱替瓦斯的过程中，抽采管刚开始抽采到的气体，由于注入的含有C14的CO2气体还未至裂煤层产生突破，因此抽采出来的气体出来的全部是甲烷气体，持续一段时间后，因为注入二氧化碳会慢慢突破煤层，收集到的气体中CO2含量会持续升高，对应的混入CO2的C14同样按比例升高，而甲烷含量持续降低，最终趋于平缓；如此反复记录几次后取各个记录时间的C14检测数值平均值，并制成包含时间、C14含量数值、瓦斯含量的的标准曲线图，标准曲线图按抽采时长排列；
g.后续瓦斯抽采过程中，将实时采集的C14含量数据与标准曲线图进行比较，从而判断抽采状态是否正常，若当前生成的C14含量数据与标准曲线图比对贴合时，判断当前瓦斯抽采状态正常，若出现超过警戒阈值的曲线走向后则说明瓦斯抽采出现问题。
3.根据权利要求2所述注气驱替效果检测方法，其特征在于：若出现瓦斯抽采出现问题的情况，则通过以下手段分析导致注气驱替效果差的的原因：
情况一、若注气管底端的检测装置检测到的含有C14的CO2低于标准曲线图并超过警戒阈值时，首先检查注气管上安装的检测装置读数是否与气源中C14含量相同，若相同则将抽采管与注气管上安装的检测装置的读数进行比对，如果抽采管上的检测装置的数值小于注气管上的检测装置数值，则说明注气管与钻孔壁之间的密封出现泄露，进而导致注入的含有C14的CO2达注气管底部的气量小于必要数值，注气管底部的含有C14的CO2浓度会低于常态；此时需要重新对出气管进行再次封堵等措施解决此问题；
情况二、若注气管端部的检测装置检测数值与气源数值相同，而抽采管端部的检测装置检测数值低于注气管的检测数值，则说明抽采致裂以及驱替效果反面出现问题，需要采取水力致裂、液氮致裂以及提高注气压力的方式解决此问题；
情况三、若注气管上设置的检测装置检测数值与气源相等，抽采管上设置的检测装置检测数值也与标注曲线图匹配，但是瓦斯抽浓度依旧急剧减少，则判断是抽采管路漏气，此时对抽采管再次封孔以解决漏气，若问题仍未解决，则判断抽采设备出现故障需要进行排查。
4.根据权利要求2所述注气驱替效果检测方法，其特征在于：检测装置包含CO2浓度检测装置以及C14含量检测装置，C14含量检测装置的型号为fr-9102。
5.根据权利要求2所述注气驱替效果检测方法，其特征在于：注气驱替所用的气源为1％-5％含有C14的二氧化碳气体与常规二氧化碳气体的混合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20221209 |