枯竭油气藏型地下储气库库址优选研究

天然气地下储气库能够解决天然气供应与消费之间的矛盾。由于天然气地下储气库库址的确定具有多目标性,因此在选择和建设天然气地下储气库前期必须对储气库库址进行充分的技术和工程论证。文章针对枯竭油气藏型天然气地下储气库的特点,在研究确定枯竭油气藏型天然气地下储气库库址优选原则的基础上,采用模糊数学中的综合评判方法,对天然气地下储气库库址进行综合评判,得到了最优库址。确定了油气藏剩余价值、储层发育情况、储层埋深、储层厚度、盖层性质及厚度、储层孔隙度、储层渗透率和储气库容量8项评价因素,通过计算实例,验证了采用综合评判法优选枯竭油气藏型天然气储气库库址的可行性。     

注气压缩机选型优化

在储气库的运行过程中,注气压缩机将西气东输管线输送来的天然气加压后注入金坛地下储气库,注气压缩机投资及运行费用在整个储气库项目中占有相当大的比重.为保证储气库平稳运行,注气压缩机类型和驱动方式比选具有非常重要的意义。经过经济对比发现,东、西注采气站采用的气驱方案均优于其它两个驱动方案。因此东、西注采气站推荐采用气驱方案。     

文96地下储气库注采气工艺技术

文96地下储气库是榆林到济南输气管道的配套工程,用于满足季节调峰及管网事故应急。通过深入分析文96地下储气库注采气运行特点及上下游调峰需求,结合气藏气体性质特征、气库工作参数和榆济管网工艺现状,研究形成适合中原地区枯竭气藏储气库的配套注采气工艺技术。经过现场实践证实,所形成的注采气工艺技术能够满足文96储气库调峰注采气生产需要;注气系统运行平稳,为同类型气库建设及生产运行提供参考。     

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为充分发挥“西气东输”管线和规划中的中国石化塔巴庙—济南长输管道系统的输气能力，确保季节调峰和供气的安全性，需建设配套的地下储气库。河南、山东所处中原地区与西部气源相距远，天然气管道输送距离很长，而中原油区恰好位于河南、山东两省交界处，具有丰富的天然气资源，同时具备多个建设地下储气库的枯竭性气藏。因此，宜在中原油区建设天然气地下储气库。对比国内外地下储气库建设情况，结合中原油区气藏地质特征和开发现状，提出了气藏改建为地下储气库的标准，然后对中原油区现有气藏进行筛选，从气藏的构造、断层及盖层的封闭性、储集层的物性、单井注采气能力与储气库容量等方面，综合分析气藏建库的可行性。在上述工作的基础上，优选出文96等4个气藏进行综合地质评价，评价结果认为在中原油区建设地下储气库完全可行，同时认为文96气藏可作为首选的储气库库址，卫11气藏可作为继文96气藏后的建设储气库的后续工程，文23气田、文13西气藏作为长远建设储气库工程的规划。     

提高喇嘛甸油田储气库调峰能力

在1991年建了一座储气库注气站。该站于1993年6月正式投运,站内建有处理能力30×104m3/d的注采气工艺配套设施及3台M—7.6/8.5—120型注气压缩机组,单台注气能力10×104m3/d。喇气库提高调峰能力后,每年可多注天然气6000×104m3。由此可见,提高喇气库调峰能力后,直接经济效益十分可观。它既解决了油田地面气冬夏不平衡的矛盾,又更好地保护了地下油气资源。     

大张坨地下储气库运行模式分析

地下储气库在调峰和保证供气安全上有重要作用,对石油安全也有重要贡献。 介绍了大张蛇地下储气库的基本地质情况。重点分析了大张坨储气库的运行机理。该储气库从2000年底建成投产到2003年3月,累计注气8.25亿m~3,累计采气8.03亿m~3。该储气库的运行特点为:①注气井的吸气能力受储层有效渗透率和平均有效厚度影响;②在注气压力能够克服水体渗流阻力的情况下,气藏边部水体的低压区(板中)缓慢移动,引起库扩大;③只要地层压力不低于储气库下限运行压力,单井产量可达50～60万m~3/d;④气水边界随着压力上升而外移;⑤该库平面连通性好;⑥有效工作气量小。 介绍了对大张坨地下储气库采取的优化运行措施。     

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天然气地下储气库具有储存量大、调节范围广、安全可靠、经久耐用、运行成本低等显优点，长期以来已成为天然气消费大国储存、采集、调配天然气的基础设施，是大型输气干线系统配套不可缺少的重要组成部分。近年来，随着川渝气田的大规模、远距离输送和天然气市场的迅速扩展，利用四川枯竭气藏建设地下储气库的问题也受到人们越来越大的关注，在调研国外地下储气库建设的基础上,针对我国各地区对天然气的需求状况，阐述了我国建造地下储气库的意义、建库选址原则和选址方案，对加速四川天然气地下储气库的规划、建设有较大的实用价值。     

胜利油区永21块Es3气藏建地下储气库的可行性

为满足用户消费需求，我国拟以新近探明天然气储量近3000亿立方米的内蒙古塔巴庙气田气源为基础，兴建安平-济南的天然气管道，以供应山东市场。为应对管线突发事件和季节用气调峰之需要，利用胜利油区停产废弃停产的气层气田建设小型地下储气库就显得十分必要。为此，确定了地下储气库库址的优选标准并优选出了气库目标区--胜利油区永21块下第三系渐新统沙河街组三段(Es₃)气藏。针对目标区，从气藏圈闭、构造变化、盖层特征、储层物性、气体性质、储量规模、采气能力、采出程度等方面进行了可行性分析，规划设计了储气库的运行参数，部署了气库井位，为具体实施建库项目奠定了基础。     

凝析气藏改建地下储气库的研究与实践

地下储气库对调节冬夏季节天然气供需矛盾、保障用户需求优化集输系统功能有重要作用。地下储气库建设在国外已有百余年的历史.而我国尚处于起步阶段。随着陕气进京及北京.蓝天工程"项目的实施。保障北京用气已成为供气方首要解决的问题。在对地下储 气库概念及原理进行阐述的基础上、提出 了建立地下储气库应具备的首要条件。通过国内外有关资料的调研分析.总结出地下储气库建库地质筛选原则同时以大港油田凝析气藏地下储气库建设方案为例、介绍了地下储气库设计依据、设计原理及储气库运行方案优化。     

凝析气藏改建地下储气库的研究与实践

地下储气库对调节冬夏季节天然气供需矛盾、保障用户需求优化集输系统功能有重要作用。地下储气库建设在国外已有百余年的历史.而我国尚处于起步阶段。随着陕气进京及北京.蓝天工程"项目的实施。保障北京用气已成为供气方首要解决的问题。在对地下储 气库概念及原理进行阐述的基础上、提出 了建立地下储气库应具备的首要条件。通过国内外有关资料的调研分析.总结出地下储气库建库地质筛选原则同时以大港油田凝析气藏地下储气库建设方案为例、介绍了地下储气库设计依据、设计原理及储气库运行方案优化。     

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钻注采井是建设枯竭油气藏储气库的重要环节。在建设大张坨储气库时，大港钻采工艺研究院对枯竭油气藏地下储气库注采井的钻井工程进行了详细研究，形成了该类储气库注采井的钻井技术，并对大张坨、板876、板中北高点地下储气库进行了钻井工程设计。从完井测试及注采生产情况来看，应用效果较好，基本能够满足储气库建设的要求。文章以大张坨储气库为例，从井口布置及井眼轨道优化、井身结构设计、套管柱设计、套管柱设计、固井设计、钻井液体系和储层保护设计、重点施工措施以及钻探效果等方面阐述了利用枯竭油气藏建地下储气库的钻井技术。     

用CO2作垫层气的混气机理及运行控制的可行性

〗随着“西气东输”等全国性供气管网系统的形成，城市季节性用气调峰矛盾日益突出，建立适合我国国情的天然气地下储气库新技术理论、新方法，使储气库经济高效运行，是目前迫切需要解决的具有重要前瞻意义和经济价值的预研性应用基础研究课题。采用CO₂作地下储气库垫层气，既可节省沉积资金，又可实现碳隔离储存，减少温室效应。为此，对以CO₂作为垫层气的最佳热力学条件及来源，CO₂在不同工况下与天然气扩散混合的混沌特性，以及CO₂替代气所占垫层气比例，最佳注采井位置、注采量、注采时间等问题研究的可行性进行了分析。研究成果不仅对创新和完善渗流扩散耦合理论、填补储气系统理论空白有重要学术价值，而且为今后我国碳隔离储存和储气库建设运行提供了理论依据和技术支持。     

裂缝性油藏改建地下储气库注采能力评价

陕京二线的开工建设，大大提高了西部油气田向华北地区大中城市供气的能力。作为该项目的配套工程，在华北地区建设大型地下储气库，确保对京、津、冀等的平稳供气，具有非常重要的意义。通过前期库址筛选，任丘油田任11井古潜山油藏具有改建地下储气库的有利条件。改建储气库研究过程中，对改建后储气库注采能力的评价，是一项非常重要的工作。文章详细分析了任11井古潜山油藏的地质特征和开发特点，并在此基础上应用常规的油藏工程等方法，对古潜山油藏注采气能力进行了评价研究。通过油藏工程理论计算和类比采液指数方法，估算的采气指数都很高，反映任11井古潜山油藏裂缝系统的渗流能力相当好，认为地层基本达到了无限供流的条件。     

地下储气库设计模式及配套技术

从我国天然气市场的发展对地下储气库建设的需求出发，立足于国内地下储气库建设现状，分析了国内已建地下储气库的类型、改建条件和规模；系统介绍了地下储气库的设计建设模式及配套技术，包括圈闭评价技术、地质综合评价技术、开发状况评价技术、运行参数优化技术、布井优化技术、注采井径优化技术和动态监测技术；在汇总国内地下储气库规划建设地区资料的基础上，展望了国内地下储气库的发展建设前景。     

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地下储气库的建造是一项大型、复杂的系统工程，其优化设计不仅需要满足经济上的要求，还要考虑其功能、技术、安全及环境等诸多因素的影响。地下储气库的优化设计属于多因素的综合评价问题，为此介绍了地下储气库优化设计的灰色关联分析法。首先根据地下储气库工程的实际情况构建地下储气库的评价指标（因素）体系和由各评价指标构成的预选方案，在众多预选方案的基础上构建理想方案，通过计算各预选方案与理想方案的关联程度来确定最优方案；构建了由年综合费用、垫底气量、最大地层压力、注采井数、压缩机站功率和使用寿命等指标构成的储气库综合评价指标体系，在关联度的计算中引入了因素的权重并介绍了权重计算的层次分析法。由于考虑了各项评价指标的权重，使得分析结果更符合工程实际。     

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??Because the difference of gas consumption between in winter and in summer is about seven times,only depending on the adjustment ability of the gas transmission pipeline itself is far to solve so great contradiction between the gas supply and the gas consumption.For this reason,it is urgently necessary to build an underground gas storage to solve the unbalance between the supply and the demand.Against this background,the building of Dazhangtuo underground gas storage—a project of the first large scale underground gas storage in China is proposed.In this paper,through investigating and analyzing the foreign and domestic relevant data,the principle of selecting geological structure for building the underground gas storage is summarized;taking the research of the geological design plan for Dazhangtuo underground gas storage for example,the storage volume is ascertained by using multiple methods on the basis of the thorough geological analysis and evaluation of the structure,trap,fault,reservoir and cap rock,etc.of this gas reservoir;the basical running targets of the gas storage are designed by combining with the gas consumption law in Beijing city and applying the material balance principle and numerical simulation technique;the rational gas well's productivity is determined by utilizing well testing data and the nodal method calculation software and based on this,the running program of the gas storage is designed and optimized.The designed targets are as follows:The working gas volume is 6.0×10⁸m³ and the daily peak shaving volume is 500×10⁴m³.     

盐穴地下储气库注采热工性能模拟

储气库在建造和运行时，一方面溶腔内气体通过自然对流与周围盐层进行热交换，与周围盐层壁面形成不稳态导热温度场；另一方面连续注采循环，使腔内气体压力、温度发生变化，特别是在连续采气时，降压的焦耳-汤姆逊效应极易使井口气体压力和温度进入生成水化物的危险范围，因此动态确定盐穴储气库注采天然气时的热工特性变化十分必要。为此，根据热力学、传热学和流体力学理论，针对注采过程天然气在井筒流动和溶腔内传热过程的特点，将井筒、溶腔和周围盐层视为一个系统，提出了描述注采动态工程相互耦合的数学模型及其求解方法，并开发了相应的数值计算软件。该软件可预测盐穴地下储气库在连续注采气过程中，溶腔内及井筒顶、底部气体的压力和温度，并判断水化物形成的危险范围等。研究成果能对盐穴地下储气库的建造和技术特性做出预测分析，对其运行工况给予指导，并对注采气地面系统的优化设计提供理论分析依据。