[发明专利]一种采空区煤层气井抽采方法

说明书

本发明涉及一种采空区煤层气井抽采方法，属于煤层气开发技术领域，是根据采空区煤层气井井口压力降特征，利用螺杆/漩涡增压机组作为采空区煤层气井主要抽采设备，采用“四段制”抽采制度调节井口压力，进而实现采空区煤层气井的安全抽采。利用该技术能有效提高单井平均日产气量和生产周期的目的，有利于采空区煤层气井长期、稳定抽采。

技术领域

本发明涉及一种采空区煤层气井抽采方法，属于煤层气开发技术领域。

背景技术

采空区煤层气抽采实质上是自采空区上部裂隙带至煤层底板范围内压力传播至地面抽采设备的过程。高负压、大流量的抽采强度导致采空区内压力激动，导致煤粉容易形成和产出，造成井筒附近煤岩层微裂隙发生闭合，产生压敏效应；同时煤层气解吸速度过快容易导致残煤产生极强的速度敏感性，影响产气量。因采空区煤层气井井下地质条件不同于预抽井，采空区煤层气井井口套压较低，一般为0-50Kpa，部分井甚至为微负压。采空区煤层气井投运初期使用管式泵、水环泵、螺杆/漩涡增压机组进行试抽采。使用管式泵抽采的采空区煤层气井日产水量极低，不产气；使用水环泵抽采的采空区煤层气井抽采负压较高，日产气量衰减严重，抽采周期极短；使用螺杆/漩涡增压机组抽采的采空区煤层气井设备初期容易故障停机，影响抽采效果。

在采空区煤层气井井口为负压的情况下，空气有可能通过井口进入煤矿采空区内，加速采空区内部的残煤氧化速度，存在残煤自燃的可能性，且采空区内甲烷在一定浓度条件下具有爆炸的风险。采空区地面井使用配套设备抽采时应考虑相关安全风险，制定相应防范措施。

发明内容

本发明的目的旨在对采空区地面进行安全有效的高效抽采，进而提供了一种采空区煤层气井抽采方法。

本发明采用如下技术方案：

一种采空区煤层气井抽采方法，根据采空区煤层气井井口压力降特征，利用螺杆/漩涡增压机组作为采空区煤层气井主要抽采设备，采用“四段制”抽采制度调节井口压力，进而实现采空区煤层气井的安全抽采。

四个阶段的抽采包括：

Ⅰ自由放喷阶段，该阶段针对井口压力为正压采空区煤层气井，若井口压力为负压则略过此阶段，该阶段持续时间为3-7d；通过人为放空初步判断采空区残煤解吸煤层气产气量大小，为选择合适功率螺杆/漩涡增压机组提供参考；

Ⅱ稳定压力降阶段，通过调整抽采设备运行频率达到控制采空区煤层气井井口压力的目的，持续时间为20-50d；具体是使用螺杆/漩涡增压机组抽采设备传播压力降至采空区内部裂隙空间，游离煤层气发生运移至抽采设备内，从而进一步降低井底流压，促进采空区残煤吸附气的解吸，最终使采空区残煤解吸速度与抽采设备抽采能力平衡；

Ⅲ稳压产气阶段，通过固定抽采设备运行频率，保证井口压力稳定，合理控制生产压差，达到稳产目的，此阶段一般持续时间400d以上；

Ⅳ定产气量阶段，此阶段采空区残煤吸附气解吸量明显低于抽采设备抽采量，井口压力降低明显时应提高抽采设备运行频率，保证抽采设备日均瞬时流量不低于2倍增压机组电流值，否则应停止抽采或更换更小功率增压机组。

Ⅱ稳定压力降阶段中的压力降幅度不能超过0.1-0.2Kpa/d，过快的压力降将影响采空区内压降漏斗的扩展，不利于后期采空区煤层气井抽采。

抽采设备螺杆/漩涡增压机的规格为3000 m³/d时，井口压力保持1.1～1.4Kpa时有利于采空区煤层气井长期、稳产抽采；抽采设备规格为5000m³/d时，井口压力保持-8.5～-6.5Kpa时有利于采空区煤层气井长期、稳定抽采。

各阶段抽采工艺流程的如下：

Ⅰ自由放喷阶段，此阶段地面工艺流程为井口（压力表）→阀门→阻火器→流量计→放空管；