【摘要】：山西省沁水盆地煤層氣開采的現(xiàn)場部分區(qū)塊采用射流泵等液力泵進(jìn)行人工舉升。隨著排采不斷的進(jìn)行,腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象逐漸在井下油套管、中心管、射流泵工作筒中出現(xiàn),射流泵的泵效因結(jié)垢、腐蝕而變低,無法達(dá)到常規(guī)排采降壓的要求,因而導(dǎo)致煤層氣現(xiàn)場無法連續(xù)排采。煤層氣井下結(jié)垢一方面嚴(yán)重影響了產(chǎn)能,另一方面不斷的修井作業(yè)會產(chǎn)生高額的修井費(fèi)用。為解決沁水盆地煤層氣開采現(xiàn)場的結(jié)垢、腐蝕問題,國內(nèi)某石油公司委托作者進(jìn)行溶垢防垢的深入探究,研制一種適應(yīng)沁水盆地煤層氣現(xiàn)場中部分采用液力泵系統(tǒng)進(jìn)行排采的溶垢防垢體系。本文首先通過查閱文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)研,對沁水盆地煤層氣開采過程中結(jié)垢的原因和影響因素進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)煤層氣井下結(jié)垢是由多種機(jī)理如:不相容離子發(fā)生混合、打破熱力學(xué)平衡、吸附原理等共同作用的結(jié)果。其中打破熱力學(xué)平衡和吸附原理為主要結(jié)垢原因;然后對沁水盆地煤層氣開采現(xiàn)場產(chǎn)出水和結(jié)垢產(chǎn)物的成分進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)沁水盆地M區(qū)塊的垢物成分主要為CaCO_3、MgCO_3以及少量的腐蝕產(chǎn)物。23個(gè)采出水樣品中均含有較高含量的Ca~(2+)、Mg~(2+)離子。通過兩種結(jié)垢趨勢預(yù)測方法預(yù)測出23個(gè)采出水樣品均具有結(jié)垢趨勢;在此基礎(chǔ)上結(jié)合結(jié)垢原因開展了溶垢體系和防垢保護(hù)液的研究和篩選。采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%的鹽酸溶液作為溶垢的主劑,鐵離子穩(wěn)定體系QT-2為檸檬酸、醋酸以0.5%:1%的比例進(jìn)行復(fù)配,緩蝕體系QH-3為聚天冬氨酸、HS#1、烏洛托品以1:3:6的比例復(fù)配;溶垢體系優(yōu)選為:18%鹽酸+QT-2鐵離子穩(wěn)定劑+QH-3緩蝕劑。防垢保護(hù)液采用ZF#2、ATMP、HPMA以4:1:2的比例復(fù)配,最佳使用濃度為8-14mg/L;同時(shí)對溶垢防垢體系的影響因素及效果進(jìn)行評價(jià),該體系表現(xiàn)出較好的溶垢防垢效果且配伍性良好;最后針對沁水盆地煤層氣溶垢防垢配套工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。
【圖文】：

的維修成本將會大幅度的增加。氣排采現(xiàn)場主要運(yùn)用以下幾種泵型：管式泵、螺桿泵、液力泵。結(jié)泵在本區(qū)域內(nèi)煤粉攜帶能力較弱；偏磨現(xiàn)象嚴(yán)重，需要頻繁檢泵[5，下層氣體進(jìn)入泵筒后將形成氣鎖嚴(yán)重影響管式泵的泵效。螺桿泵排砂能力略強(qiáng)于有桿泵，適用于稠油、高粘、含氣、含砂原油的舉容易發(fā)生管桿偏磨，定子容易發(fā)生損壞，泵的揚(yáng)程遠(yuǎn)低于抽油機(jī)。采時(shí)，還應(yīng)考慮氣井產(chǎn)液排液能力，部分螺桿泵在管桿偏磨以及煤很大的改進(jìn)空間。沁水盆地水平井中應(yīng)用廣泛，下面選取射流泵進(jìn)行介紹。射流泵依作。如圖 1-1 所示，高壓流體從動(dòng)力液管中注入后，在噴嘴處噴出量轉(zhuǎn)化，壓能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。液體的動(dòng)能變大，同時(shí)壓力降到最壓降漏斗。動(dòng)力液從噴嘴噴出后進(jìn)入到喉管中，在其中因?yàn)樨?fù)壓產(chǎn)發(fā)生混合（如圖 1-2 所示）�；旌弦壕o接著進(jìn)入擴(kuò)散管中。擴(kuò)散管了數(shù)倍，在橫截面積驟然增大時(shí)，流速變低，，動(dòng)能減小，壓力隨之液體的壓力后，擴(kuò)散管中的液體便會被舉升到地面上。

圖 1-2 混合液進(jìn)入喉管后詳況 圖 1-3 射流泵井下設(shè)備工作筒內(nèi)沒有需要運(yùn)動(dòng)的工件，具有較高的可靠性。將射流泵運(yùn)用于煤中，能夠連續(xù)有效降壓以保證正常的連續(xù)排采[6]。壓降半徑的提高可以范圍，推進(jìn)煤層氣在裂隙中的解析速度。將射流泵運(yùn)用于舉升排采中出有著控制作用，另一方面還可以緩解油管偏磨現(xiàn)象，對于煤層氣的連用。射流泵在沁水盆地煤層氣現(xiàn)場開采的需求量相當(dāng)大，尤其在水平井流泵可以輕松放置在水平段，降液幅度高，能夠有效地改善因水平井對的出煤粉、壓裂砂等問題對泵的不良影響。射流泵的出現(xiàn)初步緩解了煤外煤層氣溶垢及緩蝕技術(shù)研究現(xiàn)狀煤層氣開采過程中是一種較為普遍的現(xiàn)象，由于難溶微溶的鹽類堆積在地面集輸管線等位置，導(dǎo)致煤層氣無法連續(xù)排采。煤層氣排采的前期和出，將煤儲層中的產(chǎn)出水排到地面上后，儲層中的壓力降低，促進(jìn)了煤
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE37

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本文編號：2703365