[发明专利]煤层气井煤粉悬浮剂注入设备

说明书

本发明涉及一种煤层气井煤粉悬浮剂注入设备，可实现煤层气井产出煤粉的防控。利用排采设备将煤层气井井筒内混有煤粉颗粒的地层水举升至地面并由油管口产出，通过排出水管线将其导入至过滤及存储装置中进行煤粉颗粒过滤并储存；利用水泵将过滤掉95％以上煤粉颗粒的地层水通过管线泵入至配液水箱中；向配液水箱内加入煤粉悬浮剂，配置所需质量浓度的煤粉悬浮剂溶液；再经注液管线，将煤粉悬浮剂溶液以合适的流量沿套管口一次性注入至煤层气井中。本发明可有效地悬浮煤层气井井筒内和煤储层中的煤粉、降低井下抽水泵卡泵的几率、延长煤层气井检泵周期及实现煤层气井高产稳产。

技术领域

本发明涉及一种煤层气井煤粉悬浮剂注入工艺和相应设备，属于煤层气井产出煤粉的防控领域。

背景技术

煤层气赋存于煤储层中，是一种非常规的天然气资源。由于煤储层的胶结性差，抗剪切强度低，其结构极易遭受破坏而产出煤粉，因此，煤层气的生产需要使用排采设备采出煤层气、地层水和煤粉三种产出物。煤粉一方面会堵塞煤储层的天然裂缝以及人工压裂后的支撑剂充填层孔隙，降低煤储层渗透率；另一方面会堵塞抽水泵的吸入口，致使凡尔关闭不严，大幅度降低排采设备功效。此外，煤粉颗粒还会形成黏稠胶状物，进入泵内会造成卡泵；部分煤粉堆积在煤层下部的井筒，会发生埋泵现象。

煤储层的性质决定了产出煤粉是不可避免的，而煤粉对煤层气井产能的负面影响是不可逆转的。目前，对于煤粉的防控，还没有找到非常行之有效的方法。煤粉颗粒比重小，比表面积大，加上其润湿性是憎水性的，不易在清水中分散、悬浮，煤粉颗粒之间极易聚集起来造成堵塞。因此，有效地将产生的煤粉通过工作液悬浮并携带出来就显得尤为重要。

煤层气井所处的地理环境多为山区，周边的水资源相对匮乏，对于要利用水资源来配成煤粉悬浮剂工作液，若采用罐车工人运水上山的方法，一是会增加人力物力的投入；二是对于人工运输的外来水资源，如果未经处理便注入至煤层气井中，会造成外来水资源与地层水资源的不配伍，可能会生成不溶于水的沉淀，造成更大面积的堵塞；三是对于从煤层气井里排采出来的地层水没有加以回收利用，造成了现成水资源的浪费。针对以上的实际问题，由此提出了一种煤层气井煤粉悬浮剂注入工艺及相应设备。

发明内容

本发明为解决煤层气井煤粉防控中存在的技术问题而提供一种煤层气井煤粉悬浮剂注入设备，通过该设备可以实现直接利用从煤层气井中排采出来的地层水配置煤粉悬浮剂溶液，并经由套管口注入至煤层气井中，达到改变井筒内及煤储层中煤粉的润湿性，促进煤粉通过排采设备顺利地从井筒中随地层产出液排出的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：由排采设备提供动力，带动抽油杆和管式抽水泵内的活塞在油管内做上下往复运动，使吸入到泵内的混有煤粉颗粒的地层产出液通过油管被举升至地面；地层产出液沿排出水管线有两个去向，一是通过管线导入至过滤及存储装置中，二是通过管线导入至蓄水池中；其中，经过滤后的地层产出液由水泵泵入至配液水箱中，当配液水箱中的液面位置达到最高时，关停水泵，打开取水样阀接取少量溶液并检测煤粉悬浮剂的浓度，依据此浓度值及配液水箱在水位最高时的水体积，计算出所需添加的煤粉悬浮剂的质量，通过加药剂口投入至配液水管中，开启搅拌器，待悬浮剂完全溶解并分布均匀后，通过注液管线，以一定的流量注入至煤层气井中，使其与井液融合，在扩散作用下渗透至井筒与煤储层中；井液再由排采设备举升至井口，由此可形成一个循环式的煤粉悬浮剂注入工艺流程。