确定地下储气库工作气量的优化方法

块状底水砂岩油藏在开采后期改建地下储气库需要解决的核心关键技术之一就是如何确定最大库容量和最佳工作气量。通过借鉴国外含水层储气库注采运行的经验，在物质平衡原理基础上，提出了描述块状底水砂岩饱和油藏改建地下储气库注采运行的预测模型。该模型能够比较准确地预测建库能够达到的最大油气界面位置和库容，并在此基础上进一步预测最佳工作气量和相应的气垫气量。通过实例求解得出工作气体积与油气界面深度存在着极值关系：即在一定的增压系数范围内，存在一个油气界面的最佳深度，在这个深度时，工作气体积达到最大值；同时随着增压系数的增大，工作气与气垫气的体积比迅速增加，气库效率随之提高。因此提高增压系数是提高块状底水油藏储气库效益的重要途径。     

一种预测砂岩油藏改建的地下储气库最大工作气量的新方法

借鉴国外含水层储气库注采运行的经验,提出了描述块状底水砂岩饱和油藏改建地下储气库注采运行的预测模型。认为该模型能够比较准确地预测建库,达到的最大油气界面位置和库容,并在此基础上可进一步预测最佳工作气量和相应气垫气量。     

任11井潜山油藏改建地下储气库库容评价技术

通过任11井油藏注气地质特征综合评价和水驱开采特征的研究，认为任11井油藏具备改建地下储气库的地质条件。对任11井裂缝性底水油藏改建地下储气库后的库容评价进行了研究，重点开展了室内实验、数值模拟研究，借鉴华北雁翎油田注氮气驱油现场试验经验，进行了类比计算等油藏工程研究。综合利用已有的认识和结论建立了任11储气库的三维数值模拟模型。在精细历史拟合的基础上，对库容和溶解气量等重要基础参数进行了指标预测。结果表明，任11井油藏改建储气库后，可以形成30×108 m3的库容。     

碳酸盐岩裂缝性油藏建储气库气井产能评价

利用华北油田碳酸盐岩潜山油藏改建地下储气库,具有构造较为完整、圈闭规模大以及裂缝系统渗流条件较好的优势,对保障京、津、冀等地区安全平稳供气,具有非常重要的意义。虽然前期针对华北油田某裂缝性碳酸盐岩块状底水油藏改建地下储气库的可行性开展了相关的研究工作,但都是基于油井采油指数类比气井采气指数方法进行评价的,存在一定的局限性和偏差。为此,以可压缩气体地层稳定渗流理论为基础,根据潜山储层裂缝系统的地质特点,引入了气体半球渗流和等效气井打开半径的概念,最终推导出了碳酸盐岩裂缝性油藏建库气井稳定渗流产能方程。通过对华北油田某潜山油藏的实例计算表明：由于该油藏裂缝系统物性条件很好,无论气库运行在高压还是低压条件,稳定渗流计算得到的地层产气能力都很高,可以认为地层气体基本为无限供流条件。     

任11裂缝性底水油藏注气提高采收率研究

对任11裂缝性底水油藏注气提高采收率的可行性进行了研究,评价了注气地质特征和水驱开采特征。同时,借鉴雁翎油田注氮气驱油试验成果,进行了注气驱油机理和流体界面运动规律的研究,提出了注气采油方案,并分析了地下储气库与提高采收率的协调关系。结果表明,任11裂缝性底水油藏的盖层具有良好的密封性,可以形成次生气顶和富集油带,具备注气提高采收率和建立地下储气库的地质条件。同时表明裂缝性潜山油藏注气与建设地下储气库相结合可以提高原油采收率。     

凝析气藏型地下储气库多周期运行盘库方法

地下储气库多周期运行盘库过程,是对气库库存量、库容量、工作气量以及气垫气量的全过程实施跟踪的过程,是研究气库运行规律、漏失分析以及进一步提高气库运行效率、降低运行成本的关键环节。为此,针对凝析气藏型地下储气库库内凝析气与注入干气混气的特点,从库存量的定义入手,利用摩尔体积权衡混合流体密度计算方法和气体状态方程,提出了定容和弱边底水凝析气藏型地下储气库多周期运行系列盘库计算的数学模型。所建立的盘库计算模型（库存量计算模型、注气末气体孔隙体积和库容量计算模型、采气末气垫气量计算模型、采气阶段工作气量计算模型）通过实例验证有两个显著特点：一是充分考虑了库内混合流体性质改变的影响;二是以注气过程分析含气孔隙体积和库容量变化,同时将该过程求得的含气孔隙体积作为下一采气过程分析气垫气量和工作量的主要依据,依次交替计算从而使盘库系列数据的规律性和可靠性大大增强。应用实表明该数学模型具有较高的准确性。     

任11井潜山油藏改建地下储气库关键技术研究

利用油藏改建地下储气库在国内还没有先例,利用潜山油藏改建地下储气库在国外也很少见。借鉴华北雁翎油田注气矿场试验经验,结合国外油藏改建地下储气库主要理论基础,对双重介质潜山油藏注气驱动机理、库容及损失量、建库过程控制和建库周期等进行了评价研究,解决了潜山油藏改建地下储气库的多项技术难点,初步建立了一套双重介质潜山油藏改建地下储气库评价理论体系和方法。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

砂岩油藏改建地下储气库注气能力预测方法

目前国内对于水驱后期砂岩油藏改建地下储气库的建库筛选以及地质评价研究工作才刚刚起步,需要进一步深化与加强。在借鉴国外含水层建库技术经验基础上,提出了描述水驱后期砂岩油藏恒速宏观注气能力数学表达式,并利用该表达式进一步建立了宏观注气能力与油藏埋深、渗透率、注气增压系数等的关系图版。实例计算表明：在其他地质和工艺参数基本相同的条件下,选择埋藏适中的油藏建库,既可以保证较高的注气能力又可以节省建库投资;同时由于气液流度比的显著差异,利用高渗透且非均质程度小的油藏建库将更为有利。     

砂岩气顶油藏改建储气库库容计算方法

利用华北油田水驱开发后期砂岩气顶油藏改建地下储气库，对保障京、津、冀等地区安全、平稳供气，具有非常重要的意义。虽然前期针对华北油田京58气顶油藏改建地下储气库已经开展了较深入的研究，但其库容设计存在一定局限和偏差，需要进一步深入评价。为此，依据油气藏物质平衡原理，分别提出了描述砂岩气顶油藏改建地下储气库气顶自由气库容、油层自由气库容、油层溶解气库容计算模型。通过实例求解得出气顶自由气库容量在很大程度上取决于油藏水驱过程中注入水对气顶原始含气孔隙体积的影响程度，而油层自由气库容量则取决于注气驱替效率和气驱波及体积的高低，油层剩余油溶解气量则与注入气体性质以及地层原油性质密切相关。     

气藏改建储气库下限压力设计新方法

储气库下限压力与工作气量、注采井数、补充垫气量等参数密切相关，将直接影响项目的经济性。现有方法以地质气藏认识为基础，采用定性半定量方法设计，其结果难以定量精确确定。在充分考虑储气库地质条件、水侵规律、气井产能、外输条件以及实现库容最大化的基础上，通过分析不同下限压力的有效库容形成与项目建设投资的内在关系，以项目经济性最优为目标函数，提出地质—经济一体化预测模型，建立气藏改建储气库下限压力设计新方法。在国内某储气库方案设计中的应用实践表明，该方法统筹了技术经济性，设计基础更加牢靠，结果更加科学。     

CO_2用作低渗透裂缝性气藏储气库垫层气的扩容分析

低渗透碳酸盐岩气藏在开发后期为了提高气井产量,经常采用加压开采和水力压裂等技术,导致储层被水侵且含有大量微裂缝。因此,当CO_2用作低渗透裂缝性气藏储气库垫层气时,如何快速有效地注气驱水扩容和制定气水边界稳定运移的控制策略就成为低渗透气藏改建地下储气库扩容的关键问题之一。为此,建立了双重孔隙介质储层中注CO_2驱水的气水两相渗流的数学模型,以国内某裂缝性气藏改建的地下储气库为研究对象,主要分析了边缘气井注CO_2驱水扩容的气水界面的运移规律,并讨论了CO_2溶解、井底流压、注气流量、微裂缝参数等因素对储气库扩容时气水界面稳定性的影响。结果表明:(1)储气库采用"多注少采"的方式扩容时,扩容速度在第5周期达到最大值,随后逐渐降低;(2)CO_2在水中溶解度随储层压力而变化的特性有利于储气库扩容时气水边界的稳定;(3)定井底流压和定流量扩容时,适当地增大井底流压和中心区域气井的注气流量能有效提高储气库的扩容速度;(4)在高渗透率区域和裂缝—基质渗透率比值较大的储层区域,应适当地降低注气流量,防止因渗流过快造成气水界面的指进现象,同时应通过观察井严密监控气水界面的运移,以防止气体从边水突破逃逸或高渗透带见水或水淹。该研究成果为我国应用CO_2作为低渗透裂缝性气藏储气库垫层气的驱水扩容提供了技术和理论支持。     

相国寺石炭系气藏改建地下储气库运行参数设计

相国寺气田位于重庆市渝北、北碚区境内。该气田石炭系气藏地理位置优越,储层分布稳定,储层渗流性好,气质纯,气井产能高,井间连通性好,开发中表现出视均质气藏特征,盖层和断层封闭性好,水体能量有限,地层水不活跃,非常有利于改建地下储气库。为此,在比较了枯竭气藏改建地下储气库与气藏开发的异同之后,根据相国寺地下储气库的定位及调峰需求（主要用于解决川渝地区天然气市场的季节调峰问题,可为中卫-贵阳管线提供季节调峰,同时具备天然气战略储备应急能力）,利用该气藏丰富的静态资料和长期开发的动态资料,优化设计了储气库的上限压力、下限压力、库容量、工作气量、垫底气量、注采井数等关键运行参数。模拟结果表明：相国寺气田石炭系气藏改建地下储气库后,运行压力介于11.7～28.0 MPa,库容量可达40.5×10⁸ m³,垫底气量为17.7×10⁸ m³,工作气量为22.8×10⁸ m³,储气库具备较强的调峰能力。最后还对该储气库的注采方案进行了设计分析。     

含水层储气库建库注气驱动机理数值模拟研究

含水层储气库建库注气与驱动机理数值模拟设计和模拟思路都有其特殊性和复杂性,目前国内对此研究很少。通过采用国外成熟的商业化数值模拟软件,对不同构造特点的含水层在建库过程中的气驱多相渗流特征、气水前缘运动规律和对库容的影响进行了研究;结果表明,在选择适宜的浅层含水构造改建地下储气库时,应优先考虑地层倾角较大的含水构造,以发挥气体垂直重力驱替的良好作用,同时注气驱替时应保持较低的注气渗滤速度,以改善气体的波及效果。