憋压碰泵方法的研究

孟祥迎，张俊杰，邢俊杰，郭锦雯，蒋　涛

（1.中国矿业大学资源学院，江苏徐州221000；2.中国石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司，山西晋城048023）



憋压碰泵方法的研究

孟祥迎1,2，张俊杰2，邢俊杰2，郭锦雯2，蒋涛2

（1.中国矿业大学资源学院，江苏徐州221000；
2.中国石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司，山西晋城048023）

摘要：以樊庄南部区块煤层气井为例，运用作业区的抽油机，进行了多次现场试验，结合过去一年的碰泵效果统计及原因分析，深入探究了碰泵的原理，找出了影响碰泵效果的因素，认为影响碰泵有效率的因素有两点：井底压力的大小与固定凡尔的重量。同时为了提高碰泵有效率，增加煤层气排采井的产水量与产气量，制定了相应的对策，即憋压碰泵，碰泵前关闭角阀（碰泵结束后开启角阀），憋住套压和井底压力，待套压、井底压力充分涨起后开始碰泵，顶开固定凡尔，使得阀球与泵筒间的通道更便于疏通，阀球上所粘附的污物也更容易清除，增加了产水量与产气量，提高了碰泵有效率，改进了碰泵工艺，取得了显著的经济效益和社会效益。

关键词：煤层气；憋压；碰泵；有效率

煤层气是以甲烷为主的吸附气，其排采又称排水采气。煤层气的生产是通过抽油机等设备抽排煤储层的承压水，将原始储层压力降低到煤层甲烷临界解吸压力值以下，把甲烷由吸附态变为游离态，并运移至井口。因此，排水降压，降低原始储层压力是煤层气井排采的关键。产水才能产气，所以，稳定并适当增加产水量显得格外重要。

山西沁水盆地南部的樊庄南部煤层气井区，是我国煤层气的主产区，产量高，但伴随着多年的开采，产气量开始明显递减。研究后认为，这与产水量的递减有直接关系。为了稳定并增加产水量，在煤层气排采过程中，就需要经常对抽油机进行碰泵。

抽油机碰泵是煤层气井实施日常维护、出现故障时所采用的一种措施，碰泵就是泵筒与固定凡尔的碰撞。煤层气井在生产过程中经常出现固定凡尔、游动凡尔被煤粉、砂、垢粘附，造成泵漏失产量下降或凡尔失灵不出油的情况，通过碰泵可以消除阀球所粘的污物，达到出液或提高泵效的目的，进而恢复煤层气井的正常生产[1]。然而，在多年的排采过程中发现，碰泵的效果并不理想，有时需返工多次，费时费力；同时，人力、物力的增加也提升了开采成本，压缩了企业的利润空间。

1　碰泵效果统计及原因分析

为了改善碰泵效果，提升碰泵工艺，对2015年1月-6月樊南182口抽油机井进行了碰泵效果统计如表1所示。由表1可以看到，传统的碰泵总有效率较低，只有37.7%。

表1　2015年1月- 6月樊南抽油机碰泵效果统计

2　碰泵的原理及影响因素

为了更好地找出导致碰泵有效率低的原因，首先要理解碰泵原理，明白碰泵时泵筒、凡尔等部位的工作状况。图1为碰泵示意图，从中可以看到，碰泵就是泵筒的上下往复运动，此时防冲距为零，泵筒运行到底部时与固定凡尔发生撞击，利用冲击力消除凡尔上粘的污物，进而增加产水量，提高泵效。影响碰泵有效率的因素有两点：井底压力与固定凡尔的重量。

由图1可以断定，导致传统的无憋压碰泵方法有效率低的主要原因有两点：一是工作方式不合理，井底压力不够，不能最大限度地打开固定凡尔；二是对于出水量少、井底压力小的井，固定凡尔过重。

图1　碰泵示意

3　憋压碰泵的原理及方法

针对以上两点，制定了对策，由传统的无憋压碰泵改为憋压碰泵，即碰泵前关角阀(碰泵结束后再打开角阀)，憋住套压和井底压力，待套压、井底压力充分涨起后（通常为4倍～5倍原套压）开始碰泵，增大井底压力的同时增大固定凡尔的向上压力，利用较大的井底压力顶开固定凡尔，疏通阀球与泵筒间的通道，消除阀球所粘附的污物，增加排采井的产水量,从而提高碰泵有效率，改进碰泵工艺。

4　憋压碰泵技术现场实施及效果分析

现场实施的井场是2号水平井，进行了憋压碰泵的效果分析如表2所示。

表2　憋压碰泵的效果分析

憋压碰泵后，单井的产水量与产气量都有显著增长。之后又进行了24次试验，有效次数为10次，碰泵有效率升至41.7%，增幅明显，进行了憋压碰泵后效果统计，如表3所示。

表3　憋压碰泵后的效果统计

5　憋压碰泵的效益分析

5．1经济效益可观

樊庄南部作业区共有182口抽油机井，以此为例，统计了憋压碰泵的经济效

益，具体如表4所示。

表4　憋压碰泵的经济效益

华北油田山西煤层气勘探开发分公司共有6个作业区，若全面推广此技术，每年能增加收入27.6万元，经济效益可观。

5．2社会效益突出

1）减少碰泵次数，有利于保护地层；减少工区劳动力（人力、车辆等），节约成本，提高工作效率。

2）减少检泵频次，延长检泵周期。

3）提高煤层气排采井的产量，延长排采寿命[2]。

6　结束语

憋压碰泵技术成本低，工艺简单，提高了碰泵有效率，增加了煤层气井的产气量与产水量，切实解决了生产问题，延长了煤层气井的排采寿命，具有较高的推广价值。鉴于作业区条件有限，固定凡尔过重的问题没有解决，今后将在不影响正常排采的情况下，适当减轻固定凡尔的重量，进一步提高碰泵有效率，完善碰泵工艺，增加煤层气井的产量。

参考文献：

[1]郑秀海.抽油机井碰泵[S].北京：中国石油出版社，2012.

[2]苏现波，林晓英.煤层气地质学[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

（编辑：薄小玲）

Research of Pump Colliding Method with Pressure-out

MENG Xiangying1,2, ZHANG Junjie2, XING Junjie2, GUO Jinwen2, JIANG Tao2

(1. School of Resources and Geoscience, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221000, China; 2. Shanxi Branch of Exploration and Development of Coalbed Methane, North China Oilfield Company, PetroChina, Jincheng 048023, China)

Abstract:Taking the example of a coalbed methane (CBM) well in the south section of Fanzhuang, pumping unit was used to conduct many field tests. Combined with the statistics and cause analysis of pump collidingefficiencyin the last year, the principle was studied thoroughly to conclude some influential factors, including the size of well floor and weight of fixed valves. The improvement of the pump colliding effect needs increase the water and gas yield of the dewatering- induced CBM well. In addition, corresponding measures are established, that is, pump colliding with pressure- out. Angle valve is closed before the pump colliding (and will be opened after), casing pressure and bottom pressure are held. When the casing pressure and bottom pressure are up, pump colliding begins. The fixed valve will be pushed open, which makes it easy to dredge the passage between the valve ball and pump cylinder. Additionally, adhesive dirt on the valve ball could be cleaned easily. The technology could increase the water and gas yield, improve the efficiency of pump colliding, and innovate its technique, which has achieved obvious economical and social benefits.

Keywords:coalbed methane; pressure- out; pump colliding; efficient

作者简介：孟祥迎（1981-），女，天津人，在读工程硕士，助理工程师，从事煤层气开发工作。

收稿日期：2015- 08- 10

DOI:10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.01.009

文章编号：1672- 5050（2016）01- 0029- 03

中图分类号：TE273

文献标识码：A