《基于低产直井连通改造和排采工艺改良的煤层气增产技术一体化方案》

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1.研究目的:

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,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。煤层气俗称“瓦斯”,热值是通用煤的2-5倍,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤。其热值与天然气相当,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。煤层气空气浓度达到5%-16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效。然而,中国的煤层气产业还未实现有效突破,已开发的14000余口煤层气生产井绝大部分效果不佳,产出不甚理想。中国的煤层气产业规模和效率远低于美国、加拿大、澳大利亚等国家,究其根由,除中国煤炭地质条件的特异性之外,工程技术瓶颈也是主要的制约因素之一。以“增量崛起”和“存量变革”为指导方针,针对现有的低产直井(丛式井)煤层气生产井,该单位历时多年研发出了一套行之有效的改造方案,即基于低产直井连通改造和排采工艺改良的煤层气增产技术一体化方案。

2.主要技术创新点:

1).基于低产直井连通改造的煤层气增产技术,连通目标区域内的直井群,使其实现相互之间的井间干扰,提高储层降压面积,加快降压速度,并最终提高煤层气产量。

2).煤层气井排采的泵挂组件及其滤管技术,在普通筛管的上方安装了一段滤管,将大颗粒固体物质滤出并使其通过重力落入沉砂管中,降低了卡泵的风险,延长了井下泵的使用寿命从而增加了煤层气井的生产时间。

3).水平段钻井时的储层保护技术,通过一套高分子聚合物泥浆体系,既解决了钻井时煤层破碎的问题,又防止钻井液和固体颗粒进入储层,起到了保护储层不被污染的作用。

3.成果产生的价值:

1).优化能源结构,改善自然环境。

2).增加资源供应,满足国家能源安全的需要。

3).降低瓦斯事故,保障煤矿安全生产。

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