Especificaciones técnicas para la producción de prueba de metano en capas de carbón
Para estandarizar la gestión de la producción de prueba de pozos de metano en lechos de carbón y mejorar el nivel de tecnología de ingeniería, esta especificación está especialmente formulada.
La producción de pruebas de metano en capas de carbón incluye la producción de pruebas de pozos de exploración y la producción de pruebas de grupos de pozos de prueba.
El propósito de la extracción de prueba de metano en yacimientos de carbón debe ser obtener datos verdaderos y completos sobre productividad, propiedades del fluido, presión de formación, temperatura, presión de desorción, etc., para proporcionar una base para futuras exploraciones o preparación de Planes de desarrollo de metano en yacimientos de carbón.
2. Planificación y diseño del proyecto TPO
2.1 El propósito de preparar el plan de ingeniería de producción de prueba del pozo de metano en lecho de carbón debe ser obtener la verdadera productividad, propiedades del gas y líquido, presión y Temperatura de la veta de carbón. El principio del tiempo de extracción de prueba es cumplir con los requisitos de declaración de reserva y capacidad de producción real de la veta de carbón.
2.2 Con base en datos de perforación, registro, análisis y pruebas, determinar las capas de producción de prueba y secciones de pozos, y aclarar el propósito y objetivos de los pozos de construcción.
2.3 Basado en los parámetros físicos de la veta de carbón, contenido de gas, presión de análisis crítico, propiedades mecánicas del techo y piso de la veta de carbón, etc. , utilice software de simulación de yacimientos para predecir las curvas históricas de producción de gas y agua y mapas de distribución de presión de las vetas de carbón en diferentes etapas, considere de manera integral varios factores como la naturaleza, la geografía, las condiciones de producción, etc., optimice los equipos de producción de prueba y determine los parámetros de producción.
2.4 Realizar prueba de sensibilidad a la tensión de la veta de carbón. De acuerdo con las propiedades físicas de la veta de carbón y las propiedades del fluido contenido en ella, combinados con los resultados de las pruebas, se determina el sistema de trabajo para las diferentes etapas de bombeo, que incluye principalmente la velocidad de caída del nivel del líquido, la presión de la carcasa y el control de estrangulamiento.
2.5 Investigar y analizar la necesidad de la aplicación de anticorrosión, control de arena, prevención de polvo de carbón, inspección de bombas, lavado de arena y eliminación de obstrucciones, etc., y examinar las principales tecnologías de soporte y los parámetros de proceso correspondientes. .
2.6 Analizar los factores potenciales de daño al yacimiento, filtrar los fluidos de pozo compatibles con el yacimiento y proponer medidas de protección del yacimiento.
2.7 Una vez finalizada la extracción de prueba, se deben tomar medidas de sellado a una altura de 100 metros por encima del límite superior de la veta de carbón. El principio es garantizar que el fluido de la veta de carbón no se escape y sea fácil de reutilizar. Teniendo en cuenta las elevadas fugas tras el drenaje de las vetas de carbón, en principio están prohibidos los tapones de cemento.
2.8 Puede predecir gases tóxicos como el sulfuro de hidrógeno y tener medidas de eliminación completas, formular medidas razonables y económicas de tratamiento de gas y agua;
3. Equipo de producción de prueba
3.1 Equipo terrestre
3.1.1 La capacidad de elevación de la plataforma de reacondicionamiento es de más de 25 toneladas, lo que puede cumplir con los requisitos operativos. de pozos de metano en capas de carbón en un radio de 1000 m.
3.1.2 Los generadores se utilizan como equipos de producción de prueba subterránea para satisfacer las necesidades de electricidad y de la vida diaria.
3.1.3 La capacidad de sellado del dispositivo de sellado de pozos es de 10 MPa de presión en boca de pozo.
3.1.4 El separador deberá cumplir con una capacidad de separación gas-agua inferior a 10×104m3.
3.1.5 El equipo de elevación adopta un dispositivo de control numérico para lograr una regulación continua de la velocidad.
3.1.6 El árbol de Navidad tiene una capacidad de sellado de 10MPa de presión en boca de pozo.
3.1.7 El dispositivo de medición de gas cumple con los requisitos de medición de 50 ~ 50 ~ 100000 m3/d/d, tiene capacidades de medición continua y puede registrar tanto el flujo instantáneo como el flujo acumulativo. Los medidores de flujo deben calibrarse periódicamente.
3.1.8 El equipo de comunicación satisface las necesidades de comunicación desde el sitio de construcción hasta la base y el departamento de proyectos, y realiza la transmisión electrónica de datos e imágenes.
3.2 Equipos de fondo de pozo
3.2.1 Las tuberías tienen capacidades anticorrosión.
3.2.2 Bomba: se requiere tener cierta capacidad para prevenir arena y polvo de carbón, y la capacidad de drenaje integral es 65.438+0,65.438+0 ~ 65.438+0,5 veces el agua diaria real. producción. Al cooperar con el dispositivo de conversión de frecuencia, puede lograr una regulación continua de la velocidad del desplazamiento y es adecuado para cambios en el desplazamiento en diferentes etapas.
3.2.3 Bomba colgante: para fracturar pozos verticales, pozos inclinados, bombas tubulares y bombas de varilla, el puerto de succión debe bajarse a 20 ~ 100 m por encima de la sección de perforación en la etapa inicial, y hasta la parte inferior de la sección de perforación en la etapa posterior 100 m por debajo del límite. Para pozos con bombas eléctricas sumergibles y pozos con bombas de tornillo, el fondo de la bomba debe colgarse a 25 m de la superficie real de la arena; para pozos horizontales de múltiples ramas y pozos de cueva, el extremo inferior de la bomba debe dejarse caer a 5 m por encima de la perforación; sección o sección de cueva.
3.2.4 Selección estándar de equipo de drenaje: el volumen de agua diario; la bomba sumergible debe ser de 200 m3.
3.2.5 Selección de unidades de bombeo: el método de cálculo API y el método de selección de placa se utilizan para seleccionar las unidades de bombeo, y la tecnología de diseño de optimización de elevación se utiliza para optimizar el sistema de elevación. Los contenidos principales incluyen: profundidad de la bomba, diámetro de la bomba, tamaño y proporción de la varilla de bombeo, tamaño de la tubería, modelo de equipo terrestre, parámetros de trabajo, etc. Siempre que las condiciones económicas y técnicas lo permitan y se cumpla el volumen de producción de agua, cuanto menor sea el diámetro de la bomba, menor será la carga de la varilla pulida, lo que favorece la utilización del equipo. Al mismo tiempo, para mejorar la eficiencia de la carrera y el efecto de bombeo, se deben usar carreras largas y un número pequeño de carreras tanto como sea posible. Se debe agregar un cierto factor de seguridad al pozo de petróleo para la carga del punto de suspensión, 10%; para pozos con una inclinación menor a 4°; y un factor de seguridad adicional para pozos con una inclinación mayor a 4° 10% ~ 50% para pozos de agua de alto rendimiento (> 200m3/d), el diámetro interior del gas. La carcasa no debe ser inferior a 150 mm.
4. Drenaje e ingeniería minera
4.1 Sistema de bombeo
4.1.65438+ Para pozos rectos (inclinados), las gotas de líquido diarias en la etapa inicial de El drenaje es inferior a 20 m, la profundidad de desorción debe ser inferior a 5 m al acercarse. Para pozos especiales, como pozos de cueva y pozos horizontales de múltiples ramas, se debe controlar la tasa de caída del nivel de líquido, generalmente menos de 5 m/d. El proceso de bombeo debe ser continuo y no debe interrumpirse a mitad de camino a menos que existan circunstancias especiales.
4.1.2 La presión del espacio anular se controla con una boquilla o válvula de aguja, y la presión de la carcasa se controla a 0,5 MPa, sin exceder en principio 1,0 MPa.
4.1.3 Cuando se produce metano en capas de carbón pero no se puede medir continuamente, se debe encender un fuego en la salida cada 8 horas para describir la producción de gas. Si la producción de gas es continua, el gas producido por la carcasa y la tubería debe dirigirse al flujo superficial para su medición.
4.2 Sistema de trabajo de los pozos de bombeo
4.2.1 Para los pozos de bombeo, el diagrama indicador de potencia y el nivel dinámico del líquido deben probarse y diagnosticarse periódicamente, y tomarse medidas como el ajuste de parámetros y el reemplazo. Las bombas deben tomarse de manera oportuna.
4.2.2 Pruebe periódicamente la eficiencia del sistema, utilice tecnología de diseño de optimización avanzada para mejorar la eficiencia del sistema del pozo de la unidad de bombeo y mejore la eficiencia del sistema ajustando los parámetros de trabajo y seleccionando ahorro de energía y reducción del consumo. equipo.
4.2.3 Ajustar el equilibrio del pozo de bombeo de petróleo a tiempo para mantener la relación de equilibrio entre 85% y 100%.
4.2.4 Realizar el mantenimiento rutinario de los equipos terrestres de acuerdo con las normas y reglamentos pertinentes.
4.2.5 Se deben tomar medidas de prevención de gas como anclajes de aire, y medidas antidesgaste excéntrico como adrizamiento para pozos inclinados y pozos con desgaste excéntrico de varillas y tubos.
4.3 Sistema de trabajo de la bomba eléctrica sumergible
4.3.1 De acuerdo con las características de la veta de carbón, el fluido subterráneo, la presión, la temperatura y otros datos, seleccione razonablemente la bomba eléctrica sumergible y su profundidad de suspensión. , para que la bomba electrosumergible esté siempre en el mejor rango de trabajo para garantizar un funcionamiento eficiente, económico, razonable y seguro.
4.3.2 Cuando la bomba electrosumergible está funcionando normalmente, la protección de sobrecarga se ajusta de acuerdo con 1,2 veces la corriente nominal del motor, y la protección de baja carga se ajusta de acuerdo con 0,8 veces la corriente real del motor. El tiempo de inicio del retraso de subcarga no será inferior a 30 minutos. El desequilibrio de la corriente de funcionamiento del motor no es superior al 5% y el desequilibrio del voltaje no es superior al 3%.
4.3.3 Fortalecer el mantenimiento de transformadores, gabinetes de control y otros equipos. Cuando se produce una parada por sobrecarga o por baja carga, se deben realizar inspecciones de acuerdo con la normativa, se debe averiguar la causa y se deben tomar medidas efectivas antes de reiniciar la bomba electrosumergible. El arranque y parada de bombas eléctricas sumergibles deben ser operados por administradores profesionales.
4.3.4 Se debe utilizar un dispositivo de conversión de frecuencia en boca de pozo para ajustar la velocidad del motor de manera oportuna para garantizar la coordinación del suministro y la descarga.
4.3.5 Fortalecer el análisis de la tarjeta actual, realizar un diagnóstico integral de las condiciones de trabajo de la bomba sumergible en combinación con otros datos dinámicos y tomar medidas de ajuste oportunas para garantizar el funcionamiento en condiciones razonables de conducción en tierra.
4.4 Sistema de trabajo de pozos con bombas de tornillo
4.4.1 De acuerdo con las características del pozo de gas, optimizar sistemáticamente el equipo de conducción de superficie, la sarta de varillas de bombeo, la bomba de fondo de pozo y los parámetros de trabajo.
4.4.2 La prueba de rendimiento hidráulico de la bomba de tornillo debe realizarse antes de su uso. Está prohibido utilizarla si no puede cumplir con los requisitos del índice.
4.4.3 La bomba de tornillo debe estar equipada con un dispositivo antirrotación y la sarta de tubería de fondo debe estar anclada.
4.4.4 Durante la producción normal del pozo de la bomba de tornillo, el grado de inmersión debe ser superior a 100 metros, la temperatura del líquido producido en el soporte de la bomba debe ser inferior al índice de resistencia a la temperatura nominal del pozo. Estator de bomba de tornillo y el contenido de sulfuro de hidrógeno del líquido producido debe ser inferior al 2,5%.
4.4.5 Fortalecer el mantenimiento diario del dispositivo de accionamiento terrestre de la bomba de tornillo, realizar una gestión diaria y un análisis de las condiciones de trabajo y abordar los problemas de manera oportuna si se encuentran problemas.
4.5 Sistema de operación intermedia
4.5.1 La operación debe diseñarse en primer lugar de manera razonable con base en el análisis de las condiciones técnicas del subsuelo en el momento y con base en los principios de seguridad, confiabilidad y sensatez.
4.5.2 Se debe probar la compatibilidad del fluido extintor con la veta de carbón, y se deben optimizar parámetros como la densidad y la viscosidad del fluido extintor para prevenir y reducir el daño a la veta de carbón. Líquido producido por la costura (que necesita ser filtrado, esterilizado).
4.5.3 Si en la operación se utilizan procesos de perforación, fresado y rectificado, se deben determinar el WOB, la velocidad de perforación mecánica y las herramientas razonables para garantizar que la carcasa no se dañe.
4.5.4 Todas las herramientas (tubos, varillas de bombeo) e instrumentos deben estar limpios, inspeccionados y medidos en el suelo, y solo pueden bajar al pozo después de que se haya confirmado que son confiables.
4.5.5 Utilice dispositivos de prevención de explosiones confiables en boca de pozo y formule medidas prácticas de control de pozos para garantizar la seguridad de la construcción.
4.5.6 Mida estrictamente el volumen de fluido del pozo despresurizado y evalúe posibles daños en la veta de carbón.
5. Simulación de yacimientos
5.1 Los pozos de metano de lechos de carbón tardan mucho en producirse y el mecanismo de producción de gas es diferente al del petróleo y el gas convencionales. Para obtener características de producción completas de los pozos CBM en poco tiempo, se debe realizar una simulación del yacimiento. Las simulaciones deben utilizar software aceptado internacionalmente, como COALGAS y COMMET, y se recomienda el desarrollo de software independiente.
5.2 Los elementos del pronóstico incluyen: producción diaria de gas y agua, producción acumulada de gas y agua, cambios de presión de formación, etc.
5.3 La simulación de yacimientos debe incluir los siguientes aspectos: La simulación de preproducción se utiliza principalmente para predecir la producción de agua y gas en la etapa inicial, y guiar el diseño basado en la predicción durante la producción de prueba, la simulación se combina con; producción real, modificar los parámetros de simulación y utilizar los parámetros modificados para predecir las características de producción de la siguiente etapa si la tasa de coincidencia entre la curva de ajuste del historial de producción y la curva de producción real durante dos meses consecutivos es superior al 90%, se realiza la extracción de prueba; se considera terminado.
6. Acceso a datos
La recopilación de datos incluye la recopilación de datos diaria durante el bombeo normal, medidas de aumento de producción, recopilación de datos de operación a mitad de camino y recopilación de datos de prueba.
6.1 Admisión de datos diarios
6.1.1 Los elementos de admisión incluyen: tiempo de apertura del pozo, sistema de trabajo, boquilla, presión del casing, presión de aceite, nivel de fluido anular o presión de flujo de fondo del pozo, producción de gas y agua, producción acumulada, tiempo de muestreo, ubicación del muestreo, composición del gas, análisis de la calidad del agua producida, descripción de la salida de partículas sólidas, descripción del encendido, etc.
6.1.2 Se deben seleccionar manómetros apropiados para carcasas de aceite, separadores y tuberías, y la presión medida debe estar dentro del rango de 1/3 ~ 2/3.
6.1.3 El gas y el agua deben medirse de forma continua, con caudal instantáneo y caudal acumulativo, y el caudalímetro debe calibrarse periódicamente.
6.1.4 Al medir el gas con un medidor de gas, se debe medir cada 4 horas y la producción diaria debe ser el valor promedio.
6.1.5 Requisitos de muestreo: tomar muestras en la boca del pozo o en el separador de agua y gas todos los días en la etapa inicial del sitio y realizar análisis simples, que requieren cloro, valor de pH y contenido de arena. y contenido de carbón en polvo. Los pozos fracturados con gel deben realizar un análisis de viscosidad antes de descargar el fluido de fracturación; tomar muestras cada 30 días para un análisis completo de gas y agua, 3 muestras cada vez, el volumen de la muestra no debe ser inferior a 500 ml y el tipo de agua de la muestra debe ser Sea consistente, la diferencia de radicales de cloro es inferior al 10%, el contenido de oxígeno de las muestras de gas natural es inferior al 2% y la diferencia de densidad de la muestra es inferior a 0,02. Se deben llevar a cabo requisitos de muestreo especiales bajo la guía de profesionales.
6.1.6 Alentar a los grupos de pozos de producción de prueba de metano en lechos de carbón a adoptar mediciones automáticas remotas.
6.2 Incrementar las medidas de producción y el registro de datos de operación a mitad del proceso
6.2.1 La penetración de la perforación incluye el tiempo, las especificaciones de la tubería, el número de roscas, la penetración, la parada de presión al encontrar una obstrucción y el fondo del pozo. profundidad, diagrama esquemático del medidor de diámetro, diagrama esquemático de la estructura de la sarta de tuberías y descripción de la trayectoria del medidor de diámetro.
6.2.2 La inspección de la bomba incluye el modelo y nombre de la bomba, el modelo y profundidad de cada accesorio, el diagrama estructural de la columna de tubería (varilla) y la distancia de lavado.
6.3 Acceso a las operaciones de prueba (que incluyen principalmente prueba de inyección/caída de presión, prueba de presión de flujo/punto de presión estática, prueba de dinamómetro de pozo de bombeo, prueba de nivel de líquido dinámico del espacio anular, etc.). )
6.3.1 La operación de prueba debe implementar una gestión de calidad integral, cumplir estrictamente con los estándares de la industria y las regulaciones relevantes, garantizar la validez de los datos de acceso y satisfacer las necesidades de la gestión de producción de prueba y el análisis dinámico.
6.3.2 Antes de la construcción de prueba, las condiciones subterráneas deben probarse claramente. Las condiciones del pozo deben garantizar que el instrumento de prueba pueda activarse sin problemas durante la construcción, el diseño debe implementarse estrictamente y todos los datos deben estar disponibles. preciso.
6.3.3 Los instrumentos de prueba, medidores y sus dispositivos de calibración deben calibrarse de acuerdo con las regulaciones nacionales e industriales pertinentes sobre metrología, y deben ajustarse y calibrarse periódicamente. No está permitido su uso después del período de validez de la verificación de la calibración.
6.3.4 La interpretación de los datos de las pruebas debe compararse y verificarse mediante múltiples métodos. Esto requiere curvas detalladas de análisis de las pruebas de pozos, datos y resultados de análisis e interpretación, y un análisis integral con referencia a la geología, el registro de pozos y la información. datos básicos, para que el modelo explicativo seleccionado y los parámetros de cálculo sean precisos y fiables.
6.3.5 La tasa de éxito de la primera vez en la construcción de la prueba es superior al 90%, la tasa de calificación de los datos de la prueba es superior al 99% y la tasa de calibración de los instrumentos y sus dispositivos de calibración es del 100%.
6.3.6 Requisitos de prueba de pozo de inyección de agua/caída de presión: debe realizarse antes del primer drenaje de la veta de carbón; debe seleccionarse un equipo de prueba de pozo especial para metano de lecho de carbón, que pueda realizar la apertura y cierre de múltiples pozos subterráneos. ; manómetro electrónico subterráneo de alto rendimiento, la precisión no es inferior al 0,05% FS, la resolución no es inferior a 0,001 MPa, el intervalo de muestreo no es superior a 3 s y los puntos de muestreo al mismo tiempo no son inferiores a 20.000 puntos. ; se debe utilizar un equipo de lectura directa del suelo; antes de la inyección, se debe realizar una prueba de fractura por inyección paso a paso. La velocidad de inyección debe ser moderada, lo que no provocará el agrietamiento de la veta de carbón, pero también puede provocar una excitación de presión suficiente; en la veta de carbón. El valor de fluctuación de la tasa de inyección no excede 65438 ± 00%; el tiempo de inyección de agua es de 8 ~ 10 h, se debe garantizar que el radio de influencia del proceso de inyección de agua no sea inferior a 10 m y el tiempo de cierre no debe ser menos de 3 veces el tiempo de inyección de agua; durante el proceso de inyección/caída de presión, se requiere un registro continuo del valor de la presión del cabezal del pozo y del volumen de inyección; el fluido de prueba es agua activa antiexpansión filtrada para reducir el daño del fluido de inyección a la veta de carbón; . Las formulaciones líquidas tienen el doble del volumen de inyección previsto.
6.3.7 Mida el nivel del líquido en el sitio una vez al día y restablezca el nivel del líquido 24 horas después de que se detenga la producción de prueba.
7. Análisis dinámico de la producción de prueba de metano en capas de carbón
7.1 Análisis del estado de producción de pozos de metano en capas de carbón: basándose en la simulación teórica y el cálculo de la presión de desorción interior, calcule el tiempo de descarga y el nivel dinámico del líquido. de gas desorbido y analizar los cambios en el nivel de líquido y las propiedades de los fluidos antes y después del escape del pozo de metano de lechos de carbón.
7.2 Análisis de los cambios en la productividad de los pozos de metano de las capas de carbón: con base en las características geológicas del yacimiento de metano de las capas de carbón en el bloque, las reservas controladas de un solo pozo, la permeabilidad de las vetas de carbón y otros datos, analice los factores que cambian la producción de gas, extienda el tiempo de producción estable y mejorar continuamente el rendimiento del yacimiento de metano en capas de carbón.
7.3 Con base en las características del rango del carbón, analice el sistema de trabajo razonable y el rango de caída del nivel de líquido de los pozos de metano de lechos de carbón, controle la producción de carbón pulverizado y los métodos técnicos de control de arena.
7.4 Para los pozos de metano en capas de carbón desarrollados en grandes grupos y bloques de pozos, se debe analizar el grado de interferencia entre los pozos y la tasa de caída de presión de los yacimientos de metano en capas de carbón, y se deben utilizar métodos efectivos para una reducción general rápida y razonable de la presión. ser propuesto.
7.5 Con base en el estado energético de la veta de carbón, analizar la situación de coincidencia entre la capacidad de producción de agua y gas del pozo de metano del lecho de carbón y el equipo de bombeo, y proponer los problemas potenciales y existentes del bombeo. equipos para mejorar la eficiencia del equipo y maximizar el uso del potencial del yacimiento de gas.
7.6 El análisis dinámico de la producción de pozos de metano en capas de carbón debe incluir curvas y datos de operación de producción mensuales y anuales; tablas de datos de desarrollo integrales y curvas de producción de gas de drenaje; mapas de contorno de distribución de presión de reservas de metano en capas de carbón; curva entre la producción de agua y la producción de gas en un solo pozo: tabla de datos de composición de gas y agua y propiedades de pozos de metano de capas de carbón; tabla de datos de tecnología de drenaje de pozos de metano de capas de carbón y datos de análisis de eficiencia de bombas; tabla de datos de análisis de eficiencia de bombeo de pozos de metano de capas de carbón; El análisis anterior se centra principalmente en pozos verticales. Para el análisis dinámico de pozos especiales, como pozos horizontales y pozos de múltiples ramas, en la práctica se deben complementar y mejorar los datos relevantes.
7.7 El análisis de la tecnología de producción de pruebas de pozos de metano en lechos de carbón debe incluir: análisis del estado de la gestión del pozo; análisis del efecto de la aplicación de los accesorios de la superficie de la unidad de bombeo; análisis del efecto del tratamiento del agua producida y de los requisitos de protección ambiental; análisis del efecto de la tecnología de registro de la producción; ; Análisis del efecto del uso de equipos, instrumentos y medidores de medición de gas y agua; Análisis de la calidad de las operaciones subterráneas; Análisis del efecto de la promoción de nuevas tecnologías y nuevos procesos.