CO2做低渗气藏储气库垫层的气水边界稳定性分析

将低渗透枯竭气藏改建为地下储气库的关键问题之一是气水界面的稳定性.为分析以CO_2做垫层气的低渗透气藏改建储气库在扩容建库和季节调峰时气水界面的稳定运移,根据枯竭气藏储层的特点,建立基于低渗透微裂缝储层的双重孔隙介质模型.以中原油田文23改建储气库的地下储层为研究对象,讨论扩容建库时CO_2垫层气的注入方式对气水界面稳定性的影响,以及储气库季节调峰时气水界面的运移特性.研究表明:在扩容建库阶段,CO_2连续注气驱水能快速扩容,但降低了气水界面和储层内压力场稳定性;间歇注气扩容方式在4个周期后扩容速率降低了4.8%,但更好地保证气水界面的稳定运移和储层内压力场的稳定;在季节调峰阶段,溶解态和超临界态CO_2的相互转换更好地保证气水边界和储层内压力场的稳定,同时提高储层空间利用率.     

天然气地下储气库垫层气与工作气混合的模拟研究

天然气地下储气库的建筑是调节城市用气不均衡性、平抑供气峰波动的最合理有效的手段之一,在储气库进行注采动态运行时,避免注入气与垫层气发生混合是关键技术问题,本文通过分别建立三维两相渗流模型和三维气体扩散模型,采用跳跃式的求解方法,首先求出库内各点瞬态压力分布,再根据达西定律确定出速度分布,最后通过求解三维气体扩散数值模型,可动态的确定垫层气的需求量和注采天然气所需的最佳储气压力,残存气与储存天然气的混合而导致的回采气体浓度的变化,为保证储库满负荷的优化运行提供科学依据。     

地下储气库冬季调峰双目标优化模型

城市冬季天然气的消耗量决定了天然气地下储气库的动态采出量．由于储库地质构造的非均质性以及储层存储和传输流体能力的不同，若库内各单井的采出量不合理，可能导致局部压力降过大，降低储层原有的渗流特性，使岩石骨架上覆压力增高过猛，底水锥进．通过所建立的天然气地下储气库注采动态数学模型，分别以储库最大采气量和最小地层压降为目标函数，以库内各井采出量为优化运行变量，并建立相应约束条件，利用系统动态模拟与多目标优化方法相结合，在各个单目标优化计算结果的基础上，对系统进行多目标优化计算，建立了储库冬季的最佳运行模式．实例计算表明：多目标优化结果综合了储库运行过程的各种要求，比单目标优化更经济合理，为实际地下储气库优化运行提供了理论分析依据．     

三维精细地质建模技术在储气库建设中的应用

在综合分析钻井、地震、测井等资料的基础上,利用Petrel软件的三维可视化和勘探开发一体化功能模块,建立接近油藏实际地质特征的全三维精细地质模型,并进行库容量计算。     

夏季天然气地下储气库的优化运行分析

由于储库地质构造的非均质性以及储层存储和传输流体能力的不同，若库内并的注入量不合理，可能导致压缩机消耗功率过大，甚至局部压力升高过快，使天然气溢失甚至发生危险，通过建立水驱气藏型天然气地下储气库的注采动态数学模型，确定出储库注气时的压力、含水饱和度变化的动态特征，以储库压缩机站的功率最小消耗量为目标函数，以给定时间内城市剩余天然气总额和注入时各单井压力、含水饱和度的限制为约束条件，来确定库内各单井的最佳注入量，编制出夏季储库最优运行方案，为实际地下储气库注气过程的优化运行提供理论依据。     

Dynamic simulation research on injection and withdrawal performance of underground salt cavern natural gas storage

Owing to perfect impermeability,dynamics stability,flexible and efficient operation mode and strong adjustment,underground salt cavern natural gas storage is especially adapted to be used for short-term dispatch.Based on characteristics of gas flow and heat transfer,dynamic mathematic models were built to simulate the injection and withdrawal performance of underground salt cavern gas storage.Temperature and pressure variations of natural gas in gas storage were simulated on the basis of building models during withdrawal operation,and factors affecting on the operation of gas storage were also analyzed.Therefore,these models can provide theore-tic foundation and technology support for the design,building and operation of salt cavern gas storage.     

分子扩散对枯竭油藏型地下储气库动态的影响

针对枯竭裂缝性油藏型储气库渗流特性非常复杂,许多矿场在应用和理论研究中往往忽略气体分子扩散对枯竭裂缝性油藏型地下储气库动态的影响.引入了Fick第一定律,对多孔介质中的扩散系数进行了修正,计算了气体扩散流量;并将气体分子扩散流量代到Warren-Root双孔模型中,建立了考虑气体分子扩散的枯竭裂缝性油藏型地下储气库的数学模型,应用该模型进行了实例计算.算例分析表明:储气库运行18年后,考虑分子扩散比不考虑分子扩散自由气量多损失6%,累积产油量增加1.35倍;证明了气体分子扩散是储气库气体损失的一个重要原因,同时也是注气提高原油采收率的重要机理.     

盐穴天然气地下储气库腔群优化配产模型

根据盐穴储气库注采运行特性,将储气库多腔注采运行考虑为一个系统,在满足城市调峰需求、溶腔注采井筒不被天然气冲蚀和溶腔最低运行压力3种约束限定条件下,以腔群总压降最小为优化目标,提出了盐穴储气库腔群配产模型,基于有约束条件的复形调优法对模型进行了求解,确定出库内各单腔的最佳采出量.模拟结果表明优化配产后各溶腔压降明显低于均产,优化配产后溶腔总压降低于等量配产0.717 MPa.对于大容积采气能力高的溶腔,可实现大流量的采气,研究成果可应用于盐穴储气库注采运行方案的确定及多腔优化生产调度.     

含水层型地下储库惰性气体作垫层气数值模拟

以廉价的惰性气体代替天然气作为含水层型地下储气库垫层气时,不同气体之间的相互掺混会影响回采气的质量,因此,确定储库内气体浓度动态分布情况非常重要.通过建立气水渗流模型及气体扩散模型,采用有限元法,对封闭边界条件储库的建库及工业运行过程进行模拟,分别对单井注氮单井注采天然气及从边缘井注氮中心井注采天然气这两种情况下,储库压力、含水饱和度、气体浓度的动态变化情况进行分析.单井情况下,停止回采时,回采气中氮气浓度达9.665%,说明由于对流及扩散作用,氮气与天然气存在一定程度的混合.多井情况下,停止回采时,氮气浓度只有0.094%,说明多井注采可以有效抑制天然气与氮气的混合.     

基于层次分析法和熵权法的地下储气库注气方案优选

针对地下储气库注气方案综合评价涉及因素较多的问题,提出基于改进的层次分析法(AHP)和熵权法相结合的综合评价模型,确定包括注气井数量、注气井层位、注气井注气能力、系统单位电耗、机组效率等9个评价指标的综合权重,采用模糊隶属函数法对评价指标进行无量纲化处理得到各指标的标准评价值,并用线性加权法计算各方案总评分,确定出最优注气方案。笔者以国内某枯竭油气藏型地下储气库为例,对同一注气量工况下的各注气方案进行综合评价,实现储气库注气方案的优选。优选结果与现场使用方案一致。结果表明:层次分析法与熵权法结合使用兼具主观性和客观性,使得注气方案评价更加客观、准确、可靠,对地下储气库最优注气方案的确立提供了一定的借鉴作用。     

底水驱枯竭气藏型天然气地下储气库注采动态的数值模拟

通过建立底水驱枯竭气藏型天然气地下储气库的注采动态数学模型,采用分数步长解法,以储库平均地层压力和含水饱和度的动态变化为目标函数,数值模拟出储气的历史过程,预测储库的储存容量,研究储库注采的动态特征。     

天然气地下储气库开发风险评价研究

在分析了天然气地下储气库开发风险因素的基础上，建立了基于人工神经网络(ANN)及模糊综合评价的天然气地下储气库开发风险评价模型，并进行了实例分析．分析结果表明，所建立的风险评价模型可以克服很多不确定性因素的干扰，更加直接、客观地进行风险评价，为天然气地下储气库开发决策提供依据．     

双井水平盐腔恒定内压的天然气储库

盐岩是国际公认的能源储存理想介质。中国盐岩呈层状分布并具有单层厚度薄、杂质含量高、含有众多不可溶夹层的特点,故地下能源储库更宜采用水平腔体形式。为保证水平盐腔的运营安全且实现整个候选场址能源储库总容积的最大化,提出双井水平盐腔恒定内压的储气库形式,即在水平腔体中对称均匀设置两口井,分别用于注采天然气和卤水,并保持运营过程中腔体内气压为恒定最大值。根据金坛盐岩实际地质构造及岩石力学参数,使用FLAC^3D有限差分软件,建立双井水平盐腔恒定内压储气库模型进行数值模拟,从稳定性、密闭性、可使用性和井喷分析4个方面研究其长期运营的可行性和安全性;另设置对照组模拟传统腔体的工作状态,与其进行对比。结果表明：双井水平盐腔恒定内压储气库满足长期运营安全性等各方面的要求,且其性能明显优于传统储气库;此外,该储气库形式还具有经济、灵活、调峰能力强,能很好地应对井喷,相同容积造价低,能充分利用盐层密集建腔等诸多优点,是适合中国盐岩特点的储气库形式。     

凝析气藏注气提高采收率数值模拟研究

以牙哈（YH）凝析气藏E+K区块M井组为例,建立典型井组数值模拟模型,对注气提高采收率主控因素及其机理进行了研究。在注采部位、注入介质、注气量、注采比、注气时机及压力恢复程度不同的条件下,模拟生产效果并对井组注气方案进行了优化。结果表明,采用“上注?下采”、循环注气、注气量（30.50～36.60）×10⁴ m³/d（年注气量为原始地质储量的2.50%～3.00%）、维持较高地层压力（衰竭至不低于露点压力）等条件时,凝析油开发效果较好。研究结果可为YH凝析气田注气开发中后期提高采收率技术政策制定提供依据,为凝析气田中后期开发调整提供指导。     

发动机冷却水提高车用天然气罐脱附性能分析

车用吸附存储天然气脱附过程产生的吸热效应,严重影响天然气脱附效率及汽车行驶速度．采用发动机冷却水来加热储气罐,并通过建立该脱附过程的数值模型,模拟计算了脱附过程中温度、压力、脱附量等参数的变化,论证了发动机冷却水用于补充脱附过程所需热量的可行性．结果表明：在脱附放气过程中,用发动机冷却水加热储罐壁面,可以提高储罐的平均...     

综合权重地下储气库方案优选模型研究

提出了一种基于综合权重和灰色关联分析的储气库方案优选模型,并将所建立模型与 AHP （层次分析法）－灰关联分析模型、改进的AHP（层次分析法）－灰关联分析模型、信息熵－灰关联分析模型进行对比分析。结果表明：所建立的模型既考虑主观影响,又考虑客观影响,计算结果与实际吻合较好,具有较好的实用性。     

Numerical Simulation and Analysis of Migration Law of Gas Mixture Using Carbon Dioxide as Cushion Gas in Underground Gas Storage Reservoir

One of the major technical challenges in using carbon dioxide（ CO2） as part of the cushion gas of the underground gas storage reservoir（ UGSR） is the mixture of CO2and natural gas. To decrease the mixing extent and manage the migration of the mixed zone,an understanding of the mechanism of CO2and natural gas mixing and the diffusion of the mixed gas in aquifer is necessary. In this paper,a numerical model based on the three dimensional gas-water two-phase flow theory and gas diffusion theory is developed to understand this mechanism. This model is validated by the actual operational data in Dazhangtuo UGSR in Tianjin City,China.Using the validated model,the mixed characteristic of CO2and natural gas and the migration mechanism of the mixed zone in an underground porous reservoir is further studied. Particularly,the impacts of the following factors on the migration mechanism are studied： the ratio of CO2injection,the reservoir porosity and the initial operating pressure. Based on the results,the optimal CO2injection ratio and an optimal control strategy to manage the migration of the mixed zone are obtained. These results provide technical guides for using CO2as cushion gas for UGSR in real projects.     

浅层气储气库油管尺寸分析及水合物防治

利用大庆油田储气库的地质资料, 结合不同尺寸油管流体压力损失、 携液能力、 抗冲蚀能力等因素, 优选出了合理的油管直径。预测了储气库天然气水合物的生成, 给出了最优的水合物抑制剂加入配方及用量。研 究结果表明, 天然气注采能力随着油管直径和井口压力的增大而增大, 5 0. 8mm 及以上尺寸油管能满足储气库注采 气量要求。压力损失随着注采气量的增大而增大, 但随着油管内径的增大而减小。6 3. 5mm及以上尺寸油管的压力 损失较小。综合分析选用6 3. 5mm油管较为合理, 同时可避免冲蚀和井底积液产生。在储气库运行条件下, 油管内 会生成天然气水合物, 推荐采用加入抑制剂方法防止水合物生成, 抑制剂采用甲醇和乙二醇体积比2∶3的复配体 系, 用量为0. 0 3m3/ d。     

天然气需求量预测研究进展

对天然气需求量准确预测和分析,能为合理进行生产调度和资源配置提供帮助,继而为管网运行企业带来经济效益。论述了目前天然气需求量预测及相似领域其他能源需求预测问题的相关研究进展,分析了国内外在该领域的研究现状和发展方向,重点介绍了其预测模型的特点及发展趋势,指出了当前研究中存在的问题及未来的研究方向,总结了可供借鉴的研究成果,可为未来进一步开展天然气需求量预测研究提供参考。     

地下储气库设计方案优选方法研究

地下储气库设计方案的优选是根据工程设计原则,从所提供的预选方案中,遴选出最佳设计方案.地下储气库的设计方案涉及因素较多,属于多因素综合评价问题.采用层次分析方法来定量确定各种指标的权重,结合密切值法对各个方案与理想方案逼近程度的计算,实现方案优劣排序.实例计算结果表明,在地下储气库设计方案优选指标体系及结构模型之中,AHP-MCZ方法能从多因素、定量与定性相结合的角度来确定出最优设计方案,为设计者选择技术上可行、经济上合理的设计方案提供了一种新方法.