水侵枯竭气藏型储气库运行初期合理配注方法

在早期建设的水侵枯竭气藏型地下储气库投产之初,以节点压力综合评价方法确定的注气能力来进行配注。但由于对储气库短期高速渗流特征认识不清,注气量大且速度过快,导致气驱水前缘非均匀稳定外推,对有效库容恢复和扩容达产效率均会产生不利影响。为此,通过室内机理分析和注采动态跟踪研究,明确了地层亏空程度、气水分布特征、地层倾角、注气井控半径是影响储气库配注的主要地质因素。利用气水地层渗流基本理论和物质平衡原理,以注气驱替气水界面稳定运移气体临界渗流速度和注气井控范围内地层吸气能力为约束,借鉴国外储气库注气量优化设计经验,建立了水侵枯竭气藏型储气库投产运行初期合理配注方法,成功指导了国内某地下储气库投产方案的设计。该储气库实际运行效果表明:经过3个周期运行,注气驱替效果好,稳定扩容,达容率超过85%,预计第4周期将达到90%。结论认为,所建立的配注方法具有一定的适用性,为国内同类型储气库投产方案设计提供了科学依据。     

基于微重力监测技术的地下储气库库容动用评价方法

地下储气库（以下简称储气库）高速、频繁交替注采过程中的库容动用情况及圈闭动态密封性是储气库注采运行安全管理的重中之重。为了直观评价库容动用效果,以及高速往复注采过程中气水界面变化情况及圈闭动态密封性,以目前中国库容量最大、调峰能力最强的新疆H储气库为研究对象,在国内首次利用微重力监测技术在新疆H储气库西部气水混合区进行微重力监测现场试验,并评价储气库注采交互驱替过程中天然气富集区、气驱前缘及气水界面变化情况。研究结果表明：(1)利用微重力监测技术监测储气库注采层内因流体密度变化产生的重力异常,对储气库内流体的动态变化特征具有一定的指示性;(2)通过监测区微重力数据采集、注采层剩余重力异常提取与分析,可有效评价储气库注采层内流体富集特征;(3)采用层密度反演边缘检测技术,可辅助圈定储气库气水界面,评价注采交互驱替过程中气驱前缘的动态变化;(4)实际生产动态资料验证,该技术的评价结果与生产动态相吻合,说明微重力监测结果对储气库库容动用情况可进行有效判断。结论认为,微重力监测技术可直观评价储气库库容动用效果和气水边界变化情况,进而评价储气库高速往复注采过程中的圈闭动态密封性,对优化调整储气库...     

水侵气藏型储气库气水微观渗流规律

与常规油气田多相流体渗流特征实验研究不同,水侵气藏型储气库主要是解决多次注采循环条件下的气水渗流机理,在实验目的和实验设计等方面都有其特殊性、复杂性。通过水侵气藏型储气库物理模拟实验的自主设计和研发,主要形成2个方面的物理模拟评价技术,包括分区带气水吸吮—排驱稳态相渗特征评价技术、多次注采循环岩心微观核磁共振可动流体评价技术,从微观角度解决了流体渗流与空间动用评价的实验技术难题。将该技术方法应用于典型水侵气藏储气库HT,研究结果表明:①水侵气藏型储气库高速注采气运行过程中,储气空间出现气水过渡带、气驱水纯气带、建库前纯气带3个区带。②在储层发育、反复水侵、高速大压差注采等多因素影响下,各区带出现微观孔隙空间渗流及动用差异。此套技术为了我国水侵气藏型储气库的建设和运行机理评价提供了有效技术手段。     

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。     

碳酸盐岩底水气藏型储气库气井水淹机制分析——以X储气库为例

X储气库是国内第一座由碳酸盐岩底水气藏改建的储气库,自2010年8月建成投产后,已运行了7个注采周期,较好的满足了首都及周边地区冬季天然气调峰需求。该文主要针对X储气库生产中注采井X1井水淹后出现"能注气不能采气"的问题,结合储气库运行动态特征初步评价了气藏水体的活跃性,在调研国内碳酸盐岩裂缝型底水气藏开发实践的基础上,系统分析注采井水淹停产的形成机制和过程,针对性的提出了恢复注采井生产能力的具体对策,并指导现场成功应用,经济和社会效益显著。这将进一步指导X储气库的生产运行,并对国内裂缝底水气藏型储气库水淹注采井生产运行具有借鉴作用。     

水驱气藏型储气库储集空间动用率实验评价

水驱气藏型储气库高速注采气运行过程中伴随水体往复运移,建库储层地质条件和水体渗流特征对储气库储集空间动用效率影响较大。针对国内典型水驱气藏储气库储层特征,开展周期注采模拟饱和度场、核磁共振分析等实验。将物理模拟结果与数值模拟相结合,通过多方案对比分析注采参数,并利用相似准则转换为矿场指标。研究结果表明:水驱气藏型储气库多周期注采运行过程中,出现部分储集空间未动用的现象,三维饱和度场和核磁特征谱表明气驱纯气带是提高空间动用的主力区,而气水过渡带是导致储气库空间动用效果变差的主要区域,排驱扩容、气水互锁作用效果与储气库的注采速度和储集空间物性分区密切相关;对于华北典型水驱气藏型储气库多周期注采运行而言,在注气速度为291×104m3/d、采气速度为533×104m3/d时,26%库容为无效库容。研究结果为水驱气藏改建储气库及优化注采运行提供参考。     

水侵气藏型储气库注采相渗滞后数值模拟修正方法

以天然岩心气水多周期互驱相渗测定实验为基础,揭示了储气库多周期注采相渗滞后效应,结合Carlson和Killough经典相渗滞后理论,建立了水侵气藏型储气库多周期注采相渗滞后数值模拟修正方法,并通过建立的中低渗透砂岩水侵气藏型储气库地质模型,系统研究了多周期注采相渗滞后效应对储气库流体宏观分布规律和生产运行指标的影响。研究表明:水侵气藏型储气库高速注采运行过程中存在相渗滞后效应,该效应的存在使储气库气水过渡区宽度、厚度增加,高效储气区不断收缩,含气孔隙体积峰值变化幅度减小,进而降低储气库的库容、工作气量及高效运行寿命等;数值模拟中若不考虑相渗滞后效应的影响,预测的储气库运行指标将存在较大误差,采用Killough和Carlson方法可对储气库相渗滞后效应进行修正,提高预测精度,其中Killough方法对实例模型的适应性更好。     

东海强底水气藏电泵排水采气措施效果评价

借鉴油藏成功经验,近年来电泵排水采气措施开始在海上强底水气藏推广应用,评价落实措施效果,有助于明确措施适用性,为该类气藏针对性控水、治水提供重要依据。该文以东海X1气井为例,基于措施后气井生产指标评价,应用气藏工程及数值模拟方法,研究了强底水气藏电泵排采后水侵、气水界面、无因次采气能力变化特征,明确了措施不见效原因。研究结果表明：电泵排采措施对于强底水气藏并不适用,该类气藏水体活跃,水驱前缘不稳定,单井点高强度排液无法阻止底水推进,反而因生产压差过大,引起水侵加剧、气水界面失衡,造成潜力区域过快水淹。该井实践认识可为同类气藏合理选择排水采气措施提供一定指导。     

水侵气藏型储气库注采相渗滞后数值模拟修正方法

以天然岩心气水多周期互驱相渗测定实验为基础,揭示了储气库多周期注采相渗滞后效应,结合Carlson和Killough经典相渗滞后理论,建立了水侵气藏型储气库多周期注采相渗滞后数值模拟修正方法,并通过建立的中低渗透砂岩水侵气藏型储气库地质模型,系统研究了多周期注采相渗滞后效应对储气库流体宏观分布规律和生产运行指标的影响。研究表明:水侵气藏型储气库高速注采运行过程中存在相渗滞后效应,该效应的存在使储气库气水过渡区宽度、厚度增加,高效储气区不断收缩,含气孔隙体积峰值变化幅度减小,进而降低储气库的库容、工作气量及高效运行寿命等;数值模拟中若不考虑相渗滞后效应的影响,预测的储气库运行指标将存在较大误差,采用Killough和Carlson方法可对储气库相渗滞后效应进行修正,提高预测精度,其中Killough方法对实例模型的适应性更好。图20表3参25     

边底水油藏火驱注气速度室内实验研究

火驱技术已成为边底水油藏吞吐开发中后期重要接替开发方式。为了解决边底水油藏由于水体存在热效率低、火线前缘温度低及拓展慢的问题,以辽河油田J9块为研究对象,利用火驱一维物模装置,研究了边底水油藏火驱过程注气速度对燃烧温度、火线推进速度、压力的影响。实验结果表明:水侵油藏火驱过程注气速度越大,增压作用越明显,模型压力由0.049 MPa升到0.49 MPa,火线前缘温度最高达到858℃。对于边底水油藏实施火驱技术开发,维持燃烧的最低注气速度较原始油藏火驱高,至少为8 L/min即注气强度为288 m³/(m·d)。火驱过程采用变速注气方式,适当加大注气强度满足边底水侵入油藏对热量的需求,实现火线前缘温度稳定,保证火线稳步推进。研究结果可为同类油藏开发方案优化设计提供指导和借鉴。     

含边底水火山岩气藏改建地下储气库的可行性——以徐深气田D区块为例

含边底水火山岩气藏改建地下储气库在国内目前还没有先例。为此,以松辽盆地徐深气田D区块边底水火山岩气藏为例,从气藏构造特征、盖层和断层密封性、储层物性、流体性质、水体规模、气井产能、储层连通性等方面探讨了建库的可行性。结果表明：①该区块盖层厚度大,分布稳定且岩性致密,多数断层活动相对较弱,不会对盖层密封性造成破坏,气藏原始气水界面分布比较接近,距离圈闭溢出点比较远,具有良好的圈闭密封性;②该区块气层单一,厚度较大,物性相对较好,总水体规模虽然较大,但有效水体规模适中;③该区块气井均具有一定产气能力和稳产能力,储层连通性整体较好,目前出水井主要位于气藏边部构造较低部位,气藏内部区域尚未发生严重水侵。结论认为,该区块具备改建地下储气库的可行性,但仍需要考虑和重视边底水水侵对地下储气库库容的影响这一不利因素。     

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。     

克拉2气田水侵规律及模式

克拉2气田是中国探明储量最大的整装超高压干气气藏,2010年以来该气田因地质原因,先后有7口井出水,使气田长期稳产面临极大风险,深化气田的水侵规律认识,确定其水侵模式,显得尤为重要。对克拉2气田水侵总体特征进行分析,确定西南部、北部、中部和东部4个不同水侵模式区域。针对不同区域的见水井,分别对井旁断裂发育程度、高渗条带与隔夹层匹配关系和距边底水距离进行分析,明确水侵主控因素;通过断层封堵性评价、动态追踪试井和套后饱和度时间推移对比,确定主要来水方向;结合生产动态特征和地质模型历史拟合,落实见水井的水侵模式,将单井水侵模式划分为底水纵窜横侵型、边水横侵型和底水上侵型3种类型。通过数值模拟,对未见水井进行水侵模式预判,并针对不同的水侵特点,提出具体防水治水开发对策,以保障克拉2气田持续高效开发。     

呼图壁气田地层水分布及水侵模式

呼图壁气田是存在边底水的贫凝析气藏,目前开发进入稳产后期,部分气井开始见水,但地层水的分布及规模尚不清楚,这对气田的持续开发不利。通过背斜构造、断层和储集层非均质性等地质因素对地层水的分布进行了分析,对水侵特征进行了总结,认为气藏水侵具有差异性,各气井见水具一定的时间和空间顺序,水体总体由西向东向气区范围推进。结合各气井的水侵特征,将气藏水侵分为边水横侵型、底水锥进型、底水纵窜型和边底水横侵型等4种主要模式。     

水淹衰竭型地下储气库的达容规律及影响因素

水淹衰竭型地下储气库库容动态变化过程中的驱水达容规律具有复杂性和普遍性,是研究地下储气库达到设计库容时间及最终能达到库容量的重要依据。为此,以大港地下储气库群5个投产运行多年的水淹衰竭型地下储气库为例,通过含水岩心气驱扩容室内实验,揭示了地下储气库的达容规律：①地下储气库库容量呈现逐渐增加的趋势,并最终趋于最大库容量;②地下储气库投产初期库容增速快,后期增速变缓;③地下储气库地下垫气量与工作气量呈正增长关系,但增长不同步。进而总结出了影响地下储气库达容的主要因素：地下储气库的构造特征、储层物性、注采能力、水体分布以及扩容方式。     

气藏型地下储气库建库注采机理与评价关键技术

气藏型地下储气库是目前全球最主要的地下储气库类型,其工作气量约占全球各类储气库总工作气量的75%。为了提高气藏型地下储气库(以下简称储气库)建库地质方案设计的科学性和可靠性、优化储气库运行参数,从储气库多周期大流量强注强采的基本特点出发,综合采用物理模拟和数值模拟两种技术手段,重点研究了复杂地质条件气藏改建储气库圈闭动态密封性和气水高速交互渗流机理,建立了盖层、断层动态密封性评价和库容参数评价的关键技术。研究结果表明:(1)储气库注采工况交变应力对盖层原始静态毛细管密封和力学完整性具有不同程度的弱化作用,采用动态突破压力、剪切安全指数等指标可以全面量化评价圈闭的密封性;(2)基于高速注采互驱实验揭示的孔隙局部动用机理,建立了以有效含气孔隙为基础的储气库库容量设计方法。矿场应用实例表明,该技术应用于大型多层H储气库,有效指导了储气库建库地质方案设计,该储气库经过5个周期注采后达容率为91.8%,调峰能力由投产初期的2.7×10~8 m~3快速增至36.3×10~8 m~3,运行指标与方案设计吻合程度高。     

呼图壁地下储气库气井冲蚀产量模型及其应用

气井临界冲蚀产量是地下储气库气井配产的重要参考因素之一。为此,根据经典计算模型,结合气藏工程原理,详细研究并推导了适合于准噶尔盆地呼图壁地下储气库气井冲蚀产量的模型公式;并据此公式分析了影响冲蚀产量大小的主要因素（管柱内径、流动压力和气体温度等）与影响规律（冲蚀产量与管柱内径、流动压力呈正比关系,与气体温度呈反比关系,且受管柱内径变化的影响较大）;在调研大量文献的基础上,参考国内其他地下储气库的资料,结合呼图壁地下储气库的实际情况,确定了该储气库气井的经验常数C值大小;从气井冲蚀产量大小的角度人手,计算并优选出Φ１１４．３ ｍｍ管柱为该储气库的直井管柱;还研究了安全阀部位的冲蚀规律,认为在实际采气阶段Φ８８．９ ｍｍ安全阀存在阶段性的冲蚀,应定期检查并及时更换安全阀,确保其正常使用。     

适用于大注采气量水平井注采能力测试的连续油管测试技术——以重庆相国寺地下储气库为例

重庆相国寺地下储气库的注采井以大斜度井和水平井为主,完井管柱复杂且单井注采气量大,常规的测试工具、仪器和工艺都无法满足气井注采能力测试的需要,亟需研发与之相适应的测试技术。为此,通过工具配套、仪器改进、工艺优化,形成了适用于该储气库大注采气量水平井注采能力测试的连续油管测试技术,在现场成功进行了10口井12井次的注采能力测试,并对测试结果进行了对比分析。研究结果表明:①所形成的技术能够满足大注采气量水平井注采能力测试的要求,测试获得的气井最大注气量为260×10~4 m~3/d,最大采气量为225×10~4 m~3/d;②同一口井的注采能力存在着差异,因而有必要针对每口井在不同注采周期进行注采能力的测试与评价;③大注气量情况下,近井地带呈现高速非达西渗流状态,对注采安全有可能形成威胁,周期注气后近井地带储层温度降低将影响库容大小。结论认为,所形成的连续油管测试技术录取的数据真实可靠,为储气库注采井的注采能力评价、单井注采计划安排和库容盘点等提供了技术支撑。