煤层气井循环补水排采工艺：解决煤粉堆积问题

"煤层气井循环补水排采工艺是解决煤层气开采过程中煤粉堆积问题的一种技术方法。在煤层气排采时，由于采出液量不足，煤粉无法有效排出，可能导致卡泵和埋泵现象，影响生产效率。该工艺提出在不停产的状态下，通过循环补水来增加井液流量，从而将井筒内的煤粉携带至地面，防止其积累。论文中提到，根据煤粉颗粒的沉降末速度，并考虑浓度和速度分布的影响，确定杆管环空煤粉颗粒排出所需的最小水流提升速度为自由沉降末速的2倍。通过计算不同杆管组合的最小排量，可以找到满足煤粉排出条件的最佳方案。假设煤粉最大粒径为0.3毫米，还给出了沉降罐的体积设计。现场实施的连续循环补水试验表明，这种方法可以实现煤层气井连续运转6个月以上无需维修，显著延长了无故障排采周期。该研究得到了国家科技重大专项、国家自然科学基金和国家科技支撑计划的资助。" 在煤层气井的排采作业中，煤层气伴生的煤粉可能成为问题。由于大部分井的产液量低，煤粉无法随液体一同排出，反而在井筒内堆积，引起卡泵和埋泵等故障，这不仅降低了排采效率，还增加了维护成本。为了应对这一挑战，煤层气井循环补水排采工艺被提出并应用。工艺的核心是在保持生产不间断的情况下，通过不断补充井液，提高流体流量，使煤粉得以有效清除。 工艺设计中，考虑了煤粉颗粒的物理特性，如沉降末速度，以及浓度和速度分布对排采过程的影响。设定的最小水流提升速度是煤粉自由沉降末速的两倍，这是确保煤粉能够被携带出井筒的关键参数。此外，通过对不同杆管组合的分析，计算出了满足煤粉排出条件的最小排液量，这样可以确保无论井况如何变化，都能保持有效的排采。 在实际操作中，通过现场试验，采用循环补水的方法成功实现了煤层气井连续运行超过六个月无需修井的目标，大大提高了井的无故障工作时间。这不仅提高了生产效率，也减少了因设备故障带来的停机时间和维修成本。 该研究的意义在于提供了一种创新的解决方案，解决了煤层气开采中的关键技术难题，对于优化煤层气井的生产和维护具有重要的实践价值。同时，它也展示了科技进步对能源产业，特别是清洁能源领域的支持作用，有助于推动煤层气资源的高效、安全开发。