[发明专利]煤层气井反循环洗井方法及装置

说明书

本发明涉及煤层气开发生产领域，提供了一种煤层气井反循环洗井方法及装置。该装置包括潜水泵、动液面水位监测装置和高压往复水泵；该方法通过选取煤层气井的煤粉试样、并对其进行沉降试验，得出该煤粉试样的沉降末速；因此只要将油管内的水流速度设置为高于煤粉试样的沉降末速设定量值，即可以将油管中的煤粉反洗出来，且可以保证对煤粉具有一定的反洗效率，同时再向杆管环空内注水，并使杆管环空内的动液面的波动保持在设定范围内，由此，即可确定出一个既能够满足清洗要求、又不会引起井底压力波动的抽水速度，防止煤粉沿着煤层的裂缝进入井底，造成井底被煤粉堵塞，储层渗透率降低及煤粉沉淀泵筒导致的卡泵事故。

技术领域

本发明涉及煤层气开发生产领域，特别提供了一种煤层气井反循环洗井方法及装置，适用于井型直径、定向斜井、水平井等。

背景技术

参考图3所示，对于煤层气的开采，现有技术是将一用于抽水的油管探入到煤矿气层中，油管的底端连接一个潜水泵，潜水泵嵌入到地下水中；油管外套设有一个套管，套管与油管之间的空间称之为杆管环空，地下水的页面位于该杆管环空中，称之为动液面，动液面可作为反应地下水压力的一个参考；在进行气体采集时，通过油管向外抽水，这样地下水的压力会降低，此时煤层中的气体由于水压的降低便会从煤层中渗透出来、并进入到杆管环空中，由此从杆管环空的顶部对煤层气进行采集。

在采集的初期，由于地下水充沛，因此无需对其进行补水；而在采集的中后期，地下水的总量变少，为保证动液面具备一定的高度，需要从杆管环空内注水，以维持采气压力。

在上述采集过程中，由于地下水中往往会混有煤粉颗粒，这样经过一段时间的开采后，油管和杆管环空中会积聚有一定量的煤粉颗粒，如果不对其进行清理，很容易导致卡泵和杆管环空阻塞的现象，由此会影响采气的效率，所以要进行煤层气井的清洗操作。

而洗井方式大致可分为正循环洗井和反循环洗井两种方式，正循环洗井即是向油管内注水、同时由杆管环空中抽水，通过这样的水循环将杆管环空及油管中积聚的煤粉清除出来；而反循环洗井即是通过油管向外抽水，同时通过杆管环空注水，通过这样的循环清除煤粉，且洗井与开采可同时进行；在煤层气开采的中后期采用反循环洗井方式时，由于此时为保证动液面的高度，杆管环空已经开始注水，所以此时要加大油管抽水和杆管环空注水的量和冲次，以实现洗井的目的。

但是，煤层气在气井的开采过程中，由于掌握不好煤层气的生产规律，经常性的开关井口放气阀，以及把握不好反洗冲水的量，往往会引起井底压力波动，使煤粉沿着煤层的裂缝进入井底，造成井底被煤粉堵塞，储层渗透率降低及煤粉沉淀泵筒导致的卡泵事故。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能够有效的将油管内的煤粉洗出，且不会引起井底压力波动的一种煤层气井反循环洗井方法及其装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种煤层气井反循环洗井方法，该方法包括以下步骤：选取煤层气井的煤粉试样、并对其进行沉降试验，得出该煤粉试样的沉降末速；通过潜水泵由油管向外抽水，并使油管内的水流速度高于煤粉试样的沉降速度设定量值；向杆管环空内注水，并使杆管环空内的动液面的波动保持在设定范围内。

优选的，通过洗井泵向杆管环空内注水。

优选的，所述洗井泵由杆管环空环形开口的一侧注水。

优选的，煤粉试样的沉降末速由以下公式计算得到，

其中，u_p0为煤粉颗粒的沉降末速m/s，u为液体速度m/s，

a，b，c为正交的三个轴长m，ρ_p为煤粉密度Kg/m³，