煤層氣井開發(fā)認識與井控

1、,,,,,,,,,楊 海 東,,二0一三年八月,煤層氣井開發(fā)認識與井控,二0一三年八月,,,目 錄,一、對煤層氣井開發(fā)技術(shù)的認識 二、踐行“積極井控”的理念 三、煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù) 四、煤層氣井現(xiàn)場井控監(jiān)督要點,,,,,對煤層氣井開發(fā)技術(shù)的認識,煤層氣俗稱瓦斯，主要成分為甲烷，占90%以上，它是在煤形成過程中逐步生成并賦存于煤層及煤系地層中的一種非常規(guī)天然氣。 它主要以吸附狀態(tài)儲存在煤層及其孔隙、裂隙中，以游離溶

2、解狀態(tài)為輔。在煤層頂板附近的砂巖中則以游離狀態(tài)為主儲存在其孔隙和裂隙中。 煤層氣作為優(yōu)質(zhì)潔凈新型能源和化工原料，越來越得到人們的重視，開發(fā)利用好這種能源，變害為利，變廢為寶，不僅有利于煤礦安全生產(chǎn)，有效減少大氣環(huán)境污染，還可改善我國能源結(jié)構(gòu)。,,,,,世界上約有20多個國家進行了煤層氣的勘探開采工作，熱點在美國、中國、北歐、澳大利亞、俄羅斯等國。特別是美國"開采煤層氣熱"在圣胡安盆地和黑勇士盆地形成，各石油

3、公司在這兩個盆地所打煤層氣井數(shù)量創(chuàng)歷史紀錄。每口井成本約40萬美元，大多數(shù)煤層氣井深914.4m，產(chǎn)氣量都很高，日產(chǎn)2.83萬m3(100萬ft3)的氣井比比皆是，最高的一口井日產(chǎn)氣量25.49萬m3(900萬ft3)。美國煤層氣年產(chǎn)量1995年為1.99×1010m3，約為美國天然氣產(chǎn)量的5%。,,,,,,我國煤層氣資源豐富，總量約31.5萬億立方米，是世界上第三大煤層氣儲藏國，2012年全國煤層氣產(chǎn)量150億立方米，其中地

4、面抽采35.7億立方米，井下瓦斯抽采量114.4億立方米，煤層氣利用總量為60億立方米，利用率為40%。世界上煤層氣資源量居第一位的是俄羅斯，居第二位的是加拿大，美國煤層氣總量約21萬億立方米，是世界上煤層氣商業(yè)化開發(fā)最成功的國家，也是煤層氣產(chǎn)量最高的國家，在美國能源產(chǎn)業(yè)中具有舉足輕重的地位。,,,,,,,,,,,到2015年，煤層氣產(chǎn)量達到300億立方米，其中地面開發(fā)160億立方米，基本全部利用；瓦斯抽采140億立方米，利用率達到60

5、%以上?！笆濉币?guī)劃中300億立方米的生產(chǎn)任務(wù)分解到各主要煤層氣企業(yè)中，比例為：中聯(lián)煤35億立方米，中石油60億立方米、中石化6億立方米、晉煤集團55億立方米、河南煤層氣集團3億立方米。按照上述企業(yè)井口數(shù)量來看，完成利用率指標以外的規(guī)劃任務(wù)，難度不大。,,,,,,“八五”期間，我國的煤層氣開發(fā)工作也引起了國際社會的關(guān)注，聯(lián)合國開發(fā)計劃署及美國、澳大利亞的約七八家石油開發(fā)公司紛紛進入我國，尋求合作開發(fā)項目。據(jù)不完全統(tǒng)計，1990～200

6、0年，在近20個煤田或地區(qū)已施工了近100口煤層氣勘探開發(fā)試驗井。中石油在山西柳林進行了小型井網(wǎng)開采試驗，有近10口井日產(chǎn)量1000～7000m3。華北油田、中原石油勘探局在山西晉城進行了規(guī)模型井網(wǎng)開采試驗，完井近百口井，均獲得工業(yè)性氣產(chǎn)量，平均日產(chǎn)量2000m3以上。,,,,,,山西煤層氣開發(fā)具有明顯的資源優(yōu)勢，儲量10.4萬億立方米，占全國總量的1/3，是全國最具潛力的煤層氣開發(fā)利用基地，山西沁水盆地被列為國家“十二五”重點建設(shè)的兩

7、大煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地之一。 目前，山西煤層氣開發(fā)已經(jīng)初具規(guī)模，在城市燃氣、煤層氣化工、煤層氣發(fā)電等方面積累了經(jīng)驗。2012年，全省煤層氣抽采量69.2億立方米，其中地面抽采煤層氣14.1億立方米，約占全國總抽采量150億立方米的46%；全省煤層氣利用量34億立方米，約占全國總利用量60億立方米的57%。,,,,,通過幾年的煤層氣勘探開發(fā)實踐，我們也深切感受到，除了地質(zhì)構(gòu)造、煤層特性等因素外，在煤層氣井實施開采技術(shù)方面，采用非常規(guī)氣

8、藏開發(fā)模式。煤層氣井的鉆探施工與石油天然氣、煤田鉆探施工既有相似之處也有不同之處。如取心技術(shù)、儲層保護技術(shù)、固完井技術(shù)、排水采氣技術(shù)，尤以其儲層測井、試井、造穴、射孔壓裂、產(chǎn)層增產(chǎn)改造等技術(shù)的差異較大，其施工工藝的合理與否，在很大程度上決定了氣井產(chǎn)氣量的大小及其壽命的長短。換句話說，煤層氣資源地面開發(fā)的成敗與工程施工技術(shù)方法有著相當重要的關(guān)系。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,煤層氣開采鉆井新技術(shù),,,,,,,,,,

9、,,,,,,煤層氣井主要改造措施：　　我國煤層的滲透率一般較低，鐵法煤層的滲透率在(0.99～14.85)×10-16m2(0.1～1.5毫達西)。如此低的滲透率必須進行改造，以便形成好的煤層氣氣流通道，達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。在增產(chǎn)改造措施上，我們經(jīng)歷了裸眼造穴、清水壓裂→清水攜砂壓裂→大規(guī)模高砂比高壓力壓裂的過程。裸眼造穴，清水壓裂　　為了使煤層與井眼最大限度連通，解除近井地帶的污染，增大井眼有效半徑，增大煤層自由表面積

10、，煤層采用了水力沖割造穴工藝。,,,,,,,清水攜砂壓裂　　 清水壓裂的裂縫在地應(yīng)力作用下會很快閉合，交聯(lián)液攜砂能力強，但考慮其化學(xué)分子對煤層的污染傷害，若破膠不徹底會堵塞微小喉道。我們對煤層氣井多采用清水攜砂壓裂改造技術(shù)。為了懸浮石英砂提高攜砂能力，排量不能小于8m3/min。,煤田煤層壓裂模型與油田的壓裂設(shè)計模型是不同的，用油田模型作縫長設(shè)計時要加大系數(shù)。油田以造直縫為主，煤田以溝通彎曲縫為主。,,,,,煤層氣開采完井技術(shù)1、

11、裸眼完井技術(shù)2、裸眼擴眼完井技術(shù)3、下套管射孔壓裂完井技術(shù)4、水平井完井技術(shù)5、多層位完井技術(shù),,,,,,排采井基本原則及試采階段原則：保持井底流壓連續(xù)，穩(wěn)定下降，防止煤粉大量產(chǎn)出造成卡泵。 排水階段，抽油機連續(xù)工作一周，依據(jù)井底壓力或液面下降情況，逐步增大排采制度，待井底流壓降至0.2MPa左右。 控壓階段，儲層壓力降低至解吸壓力后，地層解吸產(chǎn)氣，解吸產(chǎn)氣初期應(yīng)加強觀察井底流壓、套壓和液面數(shù)據(jù)有效調(diào)整排采制度和放氣

12、量，防止液面下降引起井底流壓突變。 穩(wěn)產(chǎn)產(chǎn)氣階段，達到工業(yè)氣流后，穩(wěn)定井底壓力轉(zhuǎn)入日常生產(chǎn)。,,,,,,主要排采工藝方式 目前國內(nèi)外煤層氣排水開采的方法主要有有桿泵法、螺桿泵法、電潛泵法、氣舉法等。在我國,有桿泵在煤層氣開采中發(fā)揮了較大作用并得到了普遍使用，摸索出適合中國煤層氣 開發(fā)的排采工藝措施及今后的發(fā)展方向。 電潛泵和氣舉的排采方式優(yōu)于有桿泵和螺桿泵。但在我國對于煤層氣的排采電潛泵法目前還處于探索階段，氣舉法還未得到

13、應(yīng)用。,,,,,,,,,排采井設(shè)計內(nèi)容：（一）提出生產(chǎn)井組各類井分布情況，布井方式，提出施工井施工層段、鉆、測井基本數(shù)據(jù)和以往的 生產(chǎn)試氣及作業(yè)情況、周邊環(huán)境的描述等；（二）排采方式及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計：根據(jù)前期試氣情況及工藝評價，綜合考慮經(jīng)濟、管理、生產(chǎn)條件等各種因素，綜合分析，優(yōu)化排采設(shè)備，確定排采控制原則；原則上要求同一個開發(fā)單元內(nèi)統(tǒng)一投產(chǎn)，避免地層產(chǎn)生氣包水現(xiàn)象；,,,,,,,,,（三）儲層保護設(shè)計：分析儲層傷害的潛在因素

14、，提出儲層保護措施；（四）配套技術(shù)設(shè)計：研究分析防腐、防砂、防煤粉、檢泵、沖砂、解堵等技術(shù)應(yīng)用的必要性，篩選主體配套技術(shù)及相應(yīng)的工藝參數(shù)；（五）確定不同階段錄取資料內(nèi)容，分析化驗項目等；（六）若該地層鉆井中發(fā)現(xiàn)含有有毒有害氣體，則提出預(yù)防措施和處理預(yù)案。,,,,,,,,,主要排采方式： 煤層氣井的排水采氣工作，是檢驗煤層氣井設(shè)計、施工效果，實際評價煤層氣田的重要工作,目前主要采用有桿泵排采方式，泵掛最底端范圍：最上

15、部煤層頂界以上50m至最下部煤層底界以下20m，距實際砂面距離應(yīng)不小于20米，投產(chǎn)初期的泵掛最底端不得下至煤層頂界以下。,,,,,,,,,沖砂要求： 當油管或下井工具下至距煤層上界30m時，下放速度應(yīng)小于1.2m/min，以懸重下降10～20kN時認為遇砂面，連探2次。2000m以內(nèi)的井深誤差應(yīng)小于0.3m。  沖砂管柱可直接采用探砂面管柱。管柱下端可接一筆尖或水動力渦輪鉆具等有效沖砂工具。 

16、 沖砂尾管提至離砂面3m以上，開泵循環(huán)正常后均勻緩慢下放管柱沖砂，沖砂時排量應(yīng)達到設(shè)計要求。  每次單根沖完必須充分循環(huán)，洗井時間不小于15min。直徑139.7mm以上的套管，可采用正反沖砂的方式，并配以大排量。改反沖砂前正洗井應(yīng)不小于30min，再將管柱上提6～８m，反循環(huán)正常后方可下放。,,,,,,連續(xù)沖砂超過5個單根后，要洗井1周后方可繼續(xù)下沖。沖砂施工發(fā)現(xiàn)地層嚴重漏失，沖砂液不能返回地面時，應(yīng)立即停止沖砂，

17、將管柱提至原始砂面以上，并反復(fù)活動。 沖砂至井底或設(shè)計深度后，應(yīng)保400l/min以上的排量繼續(xù)循環(huán)，當出口含砂量小于0.2%為沖砂合格。然后上提管柱20m以上，沉降4h后復(fù)探砂面，記錄深度。,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1

18、,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,沖砂方式 1、直井和斜井采用反沖砂方式，避免口袋沉淀的煤粉被沖砂液帶入地層。 2、羽狀多分支水平井采用反沖砂方式，避免口袋沉淀的煤顆粒進入洞穴。 3、沖砂液優(yōu)先采用原井或鄰井抽排產(chǎn)出的液體，經(jīng)過沉淀過濾的煤層水。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方

19、可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,下泵作業(yè)：  下井油管及井下工具螺紋必須清潔，連接前要涂勻密封脂，并檢查有無彎曲、腐蝕、裂縫、孔隙和螺紋損壞，不合格不準入井。 用動力鉗上油管螺紋。油管螺紋不準上斜，必須上滿、旋緊，扭距符合規(guī)定。 油管下到設(shè)計井深的最后幾根時，下放速度不得超過5m/min，防止因長度誤差頓

20、彎油管。 下入井內(nèi)的大直徑工具在通過射孔井段時，下放速度不得超過5m/min，防止卡鉆和工具損壞。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,下井油管必須用油管規(guī)通過。 入井油管及工具必須反復(fù)丈量三次，累計復(fù)合誤差應(yīng)小于0.02/100m。入井油管及工具的下入深度與設(shè)計

21、深度誤差應(yīng)小于0.3/100。 下泵管串完成后，清水反洗井至進出口液性一致，對管串正試壓10Mpa，10min壓降小于0.5 Mpa。 下入泵桿緩慢探泵底，加壓小于2KN，復(fù)探兩次無誤上提，調(diào)整防沖距0.5-0.6m。試抽憋壓3～5Mpa，10min壓降小于0.3 Mpa。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下

22、沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,洗井要求： 洗井液的相對密度、粘度、pH值和添加劑應(yīng)符合施工設(shè)計要求。  洗井液儲備量為井筒容積的兩倍以上。  洗井開泵時應(yīng)注意觀察泵注壓力變化，控制排量由小到大，同時注意觀察出口返出液情況。若正常洗井，排量一般控制在25～３0m3/h。  洗井過程中，隨時觀察并記錄泵壓、排量、出口量及漏失量等數(shù)據(jù)。泵壓升高，洗井不通

23、時，應(yīng)停泵及時分析原因進行處理，不得強行憋泵。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,洗井過程中加深或上提管柱時，洗井液必須循環(huán)兩周以上方可動管柱，并迅速連接好管柱，直到洗井至設(shè)計深度。 進出口相對密度應(yīng)一致，出口液體干凈無雜質(zhì)污物。  洗井液不得漏入地層，最大

24、限度地減少對地層的污染和損害。  洗井施工中，提升動力設(shè)備要連續(xù)運轉(zhuǎn)不得熄火。 出口管線連接應(yīng)平直，末端用地錨固定。  嚴重漏失井要采取有效堵漏措施后再進行施工。,該休息了,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,踐行“積極井控”的理念,隨

25、著煤層氣勘探開發(fā)工作的不斷深入，煤層氣井控技術(shù)越來越顯得尤為重要，特別是近幾年來煤層氣修井內(nèi)涵、技術(shù)含量更為豐富多彩，修井作業(yè)技術(shù)水平在逐步提高，施工難度逐步增大，對井控技術(shù)的要求也越來越高，所以，提高井控技術(shù)和管理、操作人員的井控理念及操作技能是當務(wù)之急。,,“積極井控”也是“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”方針在井控方面的具體體現(xiàn)。“積極井控”是以適用、可靠的井控裝備為基礎(chǔ)，以周密、完善和執(zhí)行到位的井控措施為保證，做到既能保證井控安全

26、，又能及時發(fā)現(xiàn)和保護好煤層氣。“積極井控” 就是主動應(yīng)用井控裝置，提前采取井控措施，活用井控技術(shù)，消除井控風險，既能保證井控安全，又能及時發(fā)現(xiàn)和保護油氣層。,37,“積極井控”就是要堅持“風險評估、設(shè)計把關(guān)、主動防控、有序應(yīng)對、保護煤層氣”，做到“發(fā)現(xiàn)溢流、立即關(guān)井；疑似溢流，關(guān)井檢查”，為煤層氣公司井控工作提供了科學(xué)指導(dǎo)。 “積極井控”是新時代井控工作的指導(dǎo)思想，要把井控工作原則從上到下全過程貫穿起來。,,,,推行“積極井控”，在

27、制度管理上：一是嚴肅事故責任追究制度：教育本人，警示他人，強化責任落實；二是治因治本：重大隱患、重大違章和未遂事故當做事故嚴肅處理；三是實戰(zhàn)培訓(xùn)上：先實戰(zhàn)演練后應(yīng)急處置。推行“積極井控”，在井控技術(shù)上：立足一次井控，預(yù)防為主的實施主題。 1、建設(shè)方和施工方要貫徹“積極井控”的理念，嚴格井控相關(guān)規(guī)定和制度，建立齊抓共管各負其責的管理機制和模式。,39,2、發(fā)揮好自上而下的井控管理專門機構(gòu)和管理網(wǎng)絡(luò)，加強井控監(jiān)督力度。3、認真開展煤

28、層氣地層研究，建立煤田煤層氣儲藏地質(zhì)資料庫。4、完善井控裝備管理系統(tǒng)，從購買、定期維護保養(yǎng)、現(xiàn)場管理等。 5、確定專業(yè)隊伍進行施工，取得集團公司頒發(fā)的資質(zhì)證書，重點井、特殊復(fù)雜井等必須由甲級隊伍進行施工。 6、落實井控各項制度。,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作

29、業(yè)井控技術(shù),井控分級 人們根據(jù)井涌的規(guī)模和采取的控制方法之不同，把井控作業(yè)分為三級，即一級井控、二級井控和三級井控。初級井控（一級井控） 就是僅用修井液液柱壓力就能平衡（控制）地層壓力的控制。沒有地層流體侵入井內(nèi)，井涌量為零，自然也無溢流產(chǎn)生。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井

30、,1,周后方可繼續(xù)下沖。,二級井控（二次井控） 是指僅靠井內(nèi)修井液液柱壓力不能控制住地層壓力，井內(nèi)壓力失去平衡，地層流體侵入井內(nèi)，出現(xiàn)井涌，地面出現(xiàn)溢流，這時候要依靠關(guān)井地面設(shè)備建立的回壓和井內(nèi)液柱壓力共同平衡地層壓力，依靠井控技術(shù)排除氣侵修井液，處理掉井涌，恢復(fù)井內(nèi)壓力平衡，使之重新達到初級井控狀態(tài)。二級井控是井控培訓(xùn)的重點內(nèi)容，是井控技術(shù)的核心，也是防噴的重點。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后

31、，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,三級井控（三次井控） 當二級井控失效后，所采取的各種緊急措施。此時井涌量大，終于失去控制，發(fā)生了井噴（地面或地下），這時候要利用專門的設(shè)備和技術(shù)重新恢復(fù)對井的控制，使其達到二級井控狀態(tài)，進一步恢復(fù)到初級井控狀態(tài)。 三級井控就是平常說的井噴搶險，可能需要滅火

32、、鄰近注水井停注等各種具體技術(shù)措施。三級井控應(yīng)盡量避免發(fā)生。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),作業(yè)隊伍及井控內(nèi)容： 是指從事煤層氣井大修、壓裂、下泵，老井措施、排采小修的井下作業(yè)隊伍。 井控及內(nèi)容：井下作業(yè)井控

33、是指利用專用的設(shè)備按照一定的程序控制住地層孔隙壓力，基本保持井內(nèi)壓力平衡，保證修井排采的順利進行。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),煤層氣井井控風險等級劃分： 一級風險井：產(chǎn)氣量大于10000 m3／d以上的煤層氣井，地質(zhì)資料不清楚或游離氣可

34、能較多的開發(fā)井、含淺層氣、H2S≥30mg/m3（20ppm）等有毒有害氣體的開發(fā)井，勘探評價區(qū)域資料未明的評價井。 二級風險井：除1級風險井外，其他為二級風險井。根據(jù)作業(yè)井不同風險級別，實行分級管理。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),不同作業(yè)井

35、風險級別，實行分級管理 一級風險井：由煤層氣勘探開發(fā)指揮部進行地質(zhì)設(shè)計、施工設(shè)計審核、審批，采氣生產(chǎn)（建設(shè)）單位全面進行管理。 二級風險井：由煤層氣氣生產(chǎn)（建設(shè)）單位進行管理，煤層氣勘探開發(fā)指揮部進行定期和不定期井控抽查。,井下作業(yè)的地質(zhì)設(shè)計和施工設(shè)計必須有相應(yīng)的井控要求和內(nèi)容。地質(zhì)、施工設(shè)計必須齊全，未經(jīng)審批不得施工。,井噴造成的危害,人員傷害和經(jīng)濟損失,打亂正常生產(chǎn)生活秩序,油氣資源受到嚴重破壞,造成環(huán)境污染,釀成火災(zāi),設(shè)備

36、損壞,油氣井報廢,2003年中4－72井井噴導(dǎo)致該井報廢。,2003年12月23日發(fā)生的羅家16H井及2004年12月2日發(fā)生的曲2井井噴事故，分別造成60000余人和4600余人的緊急疏散。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),一、地質(zhì)設(shè)計

37、 應(yīng)提供井身結(jié)構(gòu)、地層壓力、完井日期、套管鋼級、壁厚、尺寸、固井質(zhì)量、人工井底、水泥返深、射孔方式、煤層深度、預(yù)測產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量等資料；明確施工目的，有毒有害氣體的量化，周邊100米環(huán)境描述；根據(jù)預(yù)測產(chǎn)氣量和地質(zhì)構(gòu)造位置，明確本井的井控風險評估級別。,48,二、工程設(shè)計,：,3、根據(jù)地質(zhì)設(shè)計的作業(yè)層數(shù)及地層壓力，明確工作液的類型、密度、性能、備用量及壓井要求。4、生產(chǎn)套管控制參數(shù)計算及生產(chǎn)套管適應(yīng)性分析： A、生產(chǎn)套管控制參

38、數(shù)設(shè)計應(yīng)包括（但不限于）清水時最大 掏空深度， 純天然氣時最低套壓、井內(nèi)為清水時最高套壓和純天然氣時最高套壓； B、結(jié)合井口最高關(guān)井壓力和套管控制參數(shù)作生產(chǎn)套管安全評價。,49,煤層氣井井控技術(shù),5、控裝置的選擇：A、防噴器、節(jié)流管匯、壓井管匯、內(nèi)防噴工具的額定工作壓力應(yīng)不小于預(yù)測井口的最高關(guān)井壓力；B、采油（氣）井口裝置的額定工作壓力應(yīng)不小于預(yù)測井口最高關(guān)井壓力，材質(zhì)應(yīng)滿足抗有毒有害流體腐蝕要求，以及井下作業(yè)施工和

39、后期開采需要。 6、油管柱的選擇與強度計算：A、油管柱材質(zhì)應(yīng)具有抗地層流體腐蝕性能；B、油管柱結(jié)構(gòu)能滿足井控需要；C、油管柱強度設(shè)計能滿足井下作業(yè)需要。,50,煤層氣井井控技術(shù),7、應(yīng)對井控裝置現(xiàn)場安裝后提出試壓要求 8、應(yīng)對井下作業(yè)各重點工序提出相應(yīng)的井控要求和技術(shù)措施 9、硫化氫含量超過75 mg/m3（50 ppm）的地層或上部未封固段存在硫化氫含量高于75 mg/m3（50 ppm）的地層，不應(yīng)進行帶壓

40、起下鉆作業(yè)。 10、依據(jù)地質(zhì)設(shè)計中提供的井場周圍一定范圍內(nèi)的環(huán)境、人居情況，以及硫化氫等有毒有害氣體的含量，制定相應(yīng)的防范措施。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),三、施工設(shè)計 應(yīng)提供井口裝置、井下管串結(jié)構(gòu)、落物情況、煤層情況、套管的

41、技術(shù)狀況、完井管柱，依據(jù)井控風險評估結(jié)果，明確井控裝置規(guī)格型號：一級風險井維護或措施井施工時做好壓井液選用。一級風險井要明確防噴器選型、壓力等級、試壓、作業(yè)前安裝防噴器，連接放噴管線試壓合格，管線長度不小于10米。二級風險井不裝防噴器、不接放噴、壓井管線，壓井液性能、數(shù)量及壓井方式。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,

42、5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),井控裝備的組成 1、機械式井口防噴器自封防噴器、半封防噴器、全封防噴器、兩用輕便防噴器 2、液壓防噴器環(huán)形防噴器、閘板防噴器井控設(shè)備包括防噴器、射孔防噴器、簡易防噴裝置、采油樹、內(nèi)防噴工具、防噴器控制臺、壓井與節(jié)流管匯及相匹配的閘門。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1

43、,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),3、控制裝置蓄能器裝置、遙控裝置4、節(jié)流與壓井管匯5、內(nèi)防噴工具單向閥、回壓凡爾、工作筒和堵塞器、旋塞閥.,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井

44、控技術(shù),井控設(shè)備要求 1、井口采氣樹的選擇：集團公司文件中規(guī)定的井控裝備生產(chǎn)廠家。 2、井口采氣樹裝置選用承壓能力不低于14兆帕的煤層氣井專用井口。 3、防噴器的選擇：采用壓力等級為14MPa的防噴器， 井控裝備在作業(yè)現(xiàn)場必須進行試壓。試壓到額定工作壓力，穩(wěn)壓10分鐘，壓降小于0.7MPa為合格。 4、防噴器安裝后，天車、游車、井口三者的中心線應(yīng)在一條鉛垂線上，最大偏差不大于10 mm。 防噴器安裝必須平正，連接螺栓要上全、上

45、平、上緊。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),1、車間試壓要求：環(huán)形防噴器（禁封零）試壓達到 額定工作壓力的80%，穩(wěn)壓時間不少于10分鐘； 閘板防噴器、試壓達到額定工作壓力，穩(wěn)壓時間不少于10分鐘，壓降≤0.7MPa或密封部位無滲漏為合格。

46、 低壓試驗，試驗壓力1.4MPa-2.1MPa, 穩(wěn)壓時間不少于3鐘，壓降≤0.07MPa為合格。,井口防噴器試壓標準,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),2、內(nèi)防噴工具試壓標準 （1）強度試驗：油管旋塞閥應(yīng)在“開啟”位置進行，試驗壓力1000

47、0psi，穩(wěn)壓3min，而后泄壓。試壓時應(yīng)無可見滲漏和壓降。 （2）密封性能試驗：油管旋塞閥應(yīng)在“關(guān)閉”位置進行，從外螺紋一端加壓，內(nèi)螺紋一端通大氣。試驗壓力5000psi(35Mpa)，穩(wěn)壓3min，而后泄壓。重復(fù)上述步驟進行第二次。每次試壓時應(yīng)無可見滲漏和壓降。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，

48、要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),防噴器控制系統(tǒng)，每年檢驗一次，井控車間按照相關(guān)標準或進廠檢驗標準進行檢驗、維修。 施工單位防噴器每三個月、旋塞閥、節(jié)流、壓井管匯每六個月，送有資質(zhì)的井控車間維護、檢驗一次。承受過高壓的井控裝置必須送井控車間維護、檢驗，并出具高低壓檢驗報告。 在不連續(xù)作業(yè)時，確保井口處于受控狀態(tài)。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,

49、5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),井控裝置在使用中的要求 1、井下作業(yè)隊要專人檢查與保養(yǎng)，保證井控設(shè)備處于完好狀態(tài)。 2、正常情況下，嚴禁將防噴器當采油樹使用。 3、不連續(xù)作業(yè)時，井口必須有控制裝置；嚴禁在未打開閘板防噴器的情況下起下管柱作業(yè)。 4、液控防噴器的控制手柄都應(yīng)標識，不準隨意扳動。 5、防噴器在不使

50、用期間應(yīng)保養(yǎng)后妥善保管。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),壓井作業(yè)井控要求 裝好壓井井口，接出壓井管線10米，試壓10MPa,壓降小于0.7MPa為合格。 壓井前現(xiàn)場必須準備不少于井筒容積的1.5-2倍的清水，性能、數(shù)量。 壓井時，向井筒內(nèi)灌

51、清水，壓至產(chǎn)氣量小于50-100m3／h可進行下步作業(yè)。常用壓井方法有灌注法、循環(huán)法和擠注法三種。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),射孔井控要求 根據(jù)實際情況確定射孔方式，即油管傳輸射孔、常規(guī)電纜射孔、過油管射孔等。常規(guī)電纜射孔要求：1

52、 、射孔前應(yīng)向井筒內(nèi)灌清水確保井筒內(nèi)液柱壓力大于地層壓力，方可進行電纜射孔。2、射孔過程中要有專人觀察井口顯示情況，若液面不在井口，應(yīng)及時向井筒內(nèi)灌入清水。3、 射孔過程中發(fā)生溢流時，應(yīng)停止射孔，及時起出槍身，關(guān)防噴器，依據(jù)實測地層壓力，確定壓井液密度壓井，并保持液面在井口。來不及起出射孔槍時，應(yīng)剪斷電纜，迅速關(guān)閉電纜防噴器4、射孔結(jié)束后，要有專人負責觀察井口情況，觀察時間不少于2個小時以上確定無異常后，才能進行下一步施工作業(yè)。,

53、,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),起下作業(yè)井控要求 1.在起下管柱過程中，要依據(jù)設(shè)計要求及時向井內(nèi)補灌清水，保持液柱壓力。 2.在起下封隔器等大尺寸工具時，要控制起下鉆速度，防止產(chǎn)生抽汲作用或壓力激動。 3.起下管柱過程中，要

54、有防止井內(nèi)管柱頂出的措施，以免增加井噴處理難度。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),撈砂作業(yè)井控要求 1、一級風險井、二級風險井撈砂作業(yè)時管柱下放速度保持在每分鐘10m到20m之間，上提速度保持在每分鐘20m到30m之間。 2 、一級風險井、二級

55、風險井撈砂結(jié)束后起撈砂管柱的過程中，如發(fā)現(xiàn)井筒內(nèi)出氣量不斷增加則需向井筒內(nèi)持續(xù)灌清水保證井內(nèi)液柱壓力高于煤層氣解吸壓力避免煤層氣大量解吸發(fā)生井噴。沖砂作業(yè)井控要求 1. 如有溢流不能進行沖砂作業(yè)。 2 . 沖砂作業(yè)必須使用井口自封器，沖砂過程中井口自封器不得有刺漏的現(xiàn)象。 3 . 沖砂作業(yè)時如砂埋煤層則按要求裝防噴器。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗

56、井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),在山林、草地、采氣閥組場站等區(qū)域進行井下作業(yè)時.應(yīng)設(shè)置隔離帶；并嚴禁動火。 井口動火應(yīng)上報煤層氣生產(chǎn)（建設(shè)）單位的質(zhì)量安全環(huán)保部，經(jīng)批準后方可動火。井口處動火時必須保證井口處于微正壓狀態(tài)，壓力過高的井必須壓井后氮氣配合動火施工，以免造成井筒內(nèi)發(fā)生爆炸。 對于含硫化氫煤層氣井，執(zhí)行SY/T 6137-2005

57、《含硫化氫的油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)的推薦作法》.SY/T 6610-2005《含硫化氫油氣井井下作業(yè)推薦作法》。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井下作業(yè)井控技術(shù),在含硫化氫等有毒有害氣體井進行施工作業(yè)時，應(yīng)嚴格執(zhí)行SY/T6137《含硫化氫的油氣井生產(chǎn)和天然

58、氣處理裝置的作業(yè)的推薦方法》、SY/T6610《含硫化氫油氣井井下作業(yè)推薦作法》和SY/T6277《含硫化氫監(jiān)測與人身安全防護規(guī)程》標準。設(shè)備選擇與安裝：防噴裝置應(yīng)符合SY/T5053.1和SY/T5053.2規(guī)定。施工井場當濃度達到15mg/m3（10ppm)時設(shè)警示牌。 綠色：硫化氫濃度＜15mg/m3（10ppm)。 黃色： 15mg/m3（10ppm)≤硫化氫濃度＜ 30mg/m3（20ppm) 紅色：硫化氫濃

59、度≥30mg/m3（20ppm)。,65,今后井控技術(shù)的發(fā)展及思路 從4個方面提出了井控技術(shù)今后創(chuàng)新和發(fā)展思路：一是完善井控理論和計算模型,開發(fā)先進實用的井筒剖面壓力計算軟件;二是提高井控裝備配套水平,增強設(shè)備可靠性;三是研制井筒液面自動測定等儀器,做到及時發(fā)現(xiàn)溢流;四是完善閉路壓力循環(huán)系統(tǒng)裝置的研制,提高井口壓力控制水平。井控技術(shù)發(fā)展的目標就可以從預(yù)防井噴到實現(xiàn)保護好人身設(shè)備安全、油氣層資源及預(yù)防環(huán)境污染。,,,,,,,,,連

60、續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井現(xiàn)場井控監(jiān)督,現(xiàn)場監(jiān)督管理 1、 地質(zhì)、施工設(shè)計中提出的有關(guān)井控方面的要求、技術(shù)措施和生產(chǎn)準備應(yīng)向全隊職工進行交底，明確作業(yè)班組各崗位分工，并按設(shè)計要求準備相應(yīng)的井控裝備及工具。 2、 所有施工作業(yè)井，開工前必須經(jīng)過井控驗收，驗收

61、合格后方可施工。 3、施工人員有權(quán)對井控安全提出異議，有權(quán)拒絕違章施工作業(yè)。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井現(xiàn)場井控監(jiān)督,4、一級風險井的大修及重大措施井由煤層氣生產(chǎn)（建設(shè)）單位組織井控驗收，并進行施工監(jiān)督 5、二風險井大修、作業(yè)井由煤層氣分公

62、司監(jiān)督組織井控驗收，并進行施工監(jiān)督。 6、煤層氣勘探開發(fā)事業(yè)部及煤層氣生產(chǎn)分公司主管部門要對施工進行檢查和監(jiān)督，對檢查出的問題要求施工單位限期進行整改，并落實整改結(jié)果。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井控管理要點,一、井控管理 井下作業(yè)井控管理實

63、行井控培訓(xùn)合格證制度，規(guī)范操作和管理。應(yīng)持證人員經(jīng)培訓(xùn)考核取得井控培訓(xùn)合格證后方可上崗。 應(yīng)持證人員沒有取得井控培訓(xùn)合格證的不得指揮生產(chǎn)，操作人員不得上崗操作。 凡沒有取得井控培訓(xùn)合格證而在井控操作中造成事故者要加重處罰，并追究主管領(lǐng)導(dǎo)責任。,,,,,,,,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井,1,周后方可繼續(xù)下沖。,,連續(xù)沖砂超過,5,個單根后，要洗井

64、,1,周后方可繼續(xù)下沖。,煤層氣井控管理要點,二、井控監(jiān)督檢查 建設(shè)單位在開工時進行驗收，在作業(yè)過程中對施工進行井控抽查。井控檢查的重點是；井下作業(yè)施工隊井控制度落實情況、施工設(shè)計、地質(zhì)設(shè)計執(zhí)行情況、現(xiàn)場管理、井控裝置安裝與維護、防噴演習、井控應(yīng)知應(yīng)會和坐崗等，開據(jù)消項整改通知單限期進行消項整改。 煤層氣生產(chǎn)單位每季度進行一次井控檢查，煤層氣勘探開發(fā)指揮部每年進行一次井控檢查。,,,,,,,煤層氣開發(fā)中幾點認識：

65、1.如果煤田的構(gòu)造比較復(fù)雜，斷層較多，在選定開發(fā)區(qū)前，應(yīng)進行區(qū)塊三維地震，以摸清斷層的產(chǎn)狀、數(shù)量，提高鉆井成功率。　 2.選區(qū)塊時應(yīng)考慮煤質(zhì)。若是在粉煤層進行排采，必須充分考慮煤粉、支撐砂的排出問題，氣流通道的閉合或堵塞，必然影響到產(chǎn)氣量。　 3. 煤層目的選擇應(yīng)統(tǒng)籌安排。 4.水力壓裂技術(shù)有待進一步提高發(fā)展。裂縫的方位、縫長與井田煤層的就地主應(yīng)力的方位、大小有關(guān)，對井田區(qū)塊的就地應(yīng)力進行必要的研究。 5.煤層氣鉆井技術(shù)逐步向深