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。     

中低渗枯竭气藏改建地下储气库难点及对策

枯竭油气藏是改建地下储气库的最佳类型,但在天然气用户区域,很多中低渗枯竭油气藏的储层条件不够理想。中低渗枯竭气藏改建储气库存在气井单井产能低、储层改造难度大、有效期持续时间短等难点。针对上述问题,在中低渗枯竭气藏改建储气库时,采取的主要措施是提高垫气比例,控制水体的侵入,利用水平井注采提高单井注采气能力,采用欠平衡钻井等方式加强储层保护,并且避免利用中低渗储气库进行日调峰,尽量使储气库的调峰平稳运行。通过这些措施,中低渗枯竭气藏改建储气库基本上可以满足局部地区季节调峰的需要。     

气顶油藏型地下储气库注采动态预测方法

气顶油藏型地下储气库建设及运行在我国刚刚起步,尚缺乏现场实用的运行注采动态分析与预测方法。为此,根据气顶注采气过程中气相与油相的压力响应特征,引入了周期可变动用剩余油量与地层压力的关系,真实还原了剩余油量在注采气过程中对地下储气库运行的影响,建立了周期注采气动态预测数学模型,得到了一个完整注采周期内气顶自由气、地层剩余油的动用量以及与之相对应的库容参数预测指标。实例计算结果表明:(1)一方面,周期可动用剩余油量对气顶自由气动用量的影响不能忽略,可动剩余油的弹性作用使气顶内部压力响应特征产生了较为复杂的改变,有可能导致气顶油藏型地下储气库建库周期较气藏型地下储气库长;(2)另一方面,随着注采周期的延长,储气库内动用自由气、剩余油的动用量逐步增长,但趋势渐缓,从而使注入气向剩余油溶解扩散造成的损耗气量始终保持在较低水平,不会对储气库的稳定运行造成负面影响。     

碳酸盐岩油气藏改建储气库注采工程技术探讨

我国目前在建储气库大多是利用枯竭气藏改建储气库,利用枯竭油藏建设储气库目前正在摸索之中,而在碳酸盐岩油气藏中改建储气库则刚刚开始。在碳酸盐岩油气藏中改建储气库与常规气藏改建储气库在注采工艺方面有较大区别,本文针对碳酸盐岩储层特征和储气库注采(生产)要求,从完井类型、完井方式、注采能力等几个方面提出观点并进行分析,以满足碳酸盐岩油气藏型储气库注采(生产)要求。     

水驱砂岩气藏型地下储气库长岩心注采实验研究

水驱砂岩气藏型地下储气库通过注气驱水扩容,但是受储层非均质性以及水侵等因素的影响,实际运行过程中的库容量和工作气量大多低于设计值。为进一步优化气库注采效果,开展了多轮次的长岩心注采实验,分析注采过程中压力场分布及库容动用特征,研究影响扩容效果的因素。研究结果表明:随着注采轮次增加,注气排驱难度加大,排驱效果逐渐变差,趋于最大库容量;远井地区储层不能有效参与气库运行,注气后气库平衡压力低于上限压力,采气后气库平衡压力高于下限压力,导致实际库容量和工作气量达不到设计值;受储层孔喉分布非均质性、气驱压力梯度的限制以及采气循环边水的影响,排驱扩容增加的库容有限,注采模拟结束后,库容动用率仅为30%,工作气量占比也仅有21.6%。研究结果为水驱砂岩气藏储气库方案设计提供技术支持。     

低含硫气藏储气库酸气变化规律研究

低含硫气藏改建储气库面临采出气体微含H_2S,腐蚀生产设备、增加地面投资等问题。研究低含硫气藏储气库运行过程中酸气含量变化规律,可为储气库方案编制、设备优选、工艺设计提供依据。以X储气库为例,运用数值模拟方法,对储气库运行过程中酸气平面分布、采出含量展开研究。结果表明:(1)注气阶段,酸气由井底流向地层,注气结束,采出酸气含量大幅下降;采气阶段,酸气由地层流向井底,采出气体酸气含量呈指数式升高;(2)初始浓度1 230 mg/m~3的情况下,自13个注采周期,采出气体中H_2S含量降至安全值20 mg/m~3以下;(3)库容利用率越大,产出气体中酸气含量下降速率越快。     

含水层储气库气驱多相渗流机理物理模拟研究

含水层储气库气驱多相渗流机理物理模拟研究与常规油气田气驱物理模拟研究不同,前者主要是解决储气库多次注采循环条件下的气驱渗流机理模拟,因此从实验的设计和流程都有其特殊性、复杂性,但目前国内外文献对此报道甚少。通过对含水层储气库物理模拟实验流程的自主设计和研发,主要解决了3个方面的室内物理模拟评价技术,包括多次注采循环岩石应力敏感性评价技术、多次气水互驱多相渗流特征评价技术和多次注采后库容及渗流特征评价技术等,指出该评价技术系列可以为今后我国含水层地下储气库的建设与运行打下较好的理论基础。     

异常高压含水凝析气藏有效库容影响因素

有效库容是储气库的关键参数,有效库容评价影响储气库的功能定位、调峰规模、建库参数设计以及整体建库方案设计。异常高压含水凝析气藏改建储气库时,异常高压、水侵和反凝析现象影响库容。由于气藏异常高压,储气库设计上限压力为58.00 MPa,远低于原始地层压力,气体体积系数不同,储气库库容也不同;储气库注采运行过程中,水体往复运移对储集空间动用效率具有较大的影响;储气库交替注采过程中,当地层压力低于露点压力时,凝析油析出对库容有一定的影响。针对这一问题,研究建立了改进的物质平衡和数值模拟双模型,以气藏动态储量为基础,定量分析了异常高压、反凝析、水侵等因素对库容的影响,并建立了一套考虑多因素影响的储气库有效库容评价方法。该成果现场应用于轮南59石炭系气藏建库,准确评价了该储气库的有效库容,为轮南59石炭系气藏改建地下储气库建库参数研究奠定基础。     

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。     

储气库多次气水互驱实验

枯竭油藏和含水构造改建地下储气库是目前新建储气库的重要趋势之一.为了研究地下储气库在建库以及运行过程中的多相渗流特征,采用物理模拟实验的方法分析了枯竭油藏及含水构造改建储气库多次气水互驱多相渗流气液相渗曲线上的变化规律.研究表明:枯竭油藏及含水构造在气水互驱过程中渗流规律与经典教科书中不一样,气相渗透率渗吸过程比排驱过程的低,而水相渗透率则渗吸比排驱过程的高;枯竭油藏由于有油相的影响,含水构造气相渗透率比含油构造高,分析认为含水构造比含油构造更有利于改建储气库.     

连续油管动态监测技术在相国寺储气库中的应用

储气库注采井注采能力是储气库工程设计中的关键参数,决定了储气库的最大应急调节能力,对已完钻的注采井开展准确的注采能力评价就显得尤为重要。针对相国寺储气库注采井大井斜角、长水平段、复杂注采管柱结构和强注强采等特点,开展动态监测技术适应性分析,优化连续油管动态监测工具及施工方案,并进行了2口注采井在高注气量条件下的连续油管动态测试现场施工作业,获取了动态监测数据。对现场施工工艺、配套工具及监测数据评价分析表明,连续油管动态监测技术可满足储气库注采井动态监测施工要求,录取的的数据真实可靠,能为注采井最大调峰能力的确定和注采井的调整提供充分的依据,对类似储气库注采井动态监测工作具有借鉴意义。     

华北储气库注采气井管柱优选研究

随着华北油田储气库群建设工作逐步展开,对注采井管柱优选是储气库安全运行的重要保证。通过对气藏注采方案下不同管径的注采能力、携液和冲蚀情况进行分析,优选出注采井管柱管径;同时,通过对比直井注/采过程油管的受力计算,和对丝扣连接强度校核\,抗内压强度和抗外挤强度校核,并考虑到温度和压力的作用,计算出管柱受力情况,进而优选出管柱级别。基于该方法优选的储气库注采管柱在储气库注采井得到采用,效果良好。     

双6储气库运行综合评价及扩容潜力研究

辽河油田双6储气库自2014年投入运行以来,已经历了“六注四采”的平稳高效运行,2018年在中国石油各大储气库中率先实现达容扩容,第6注气期末库存量达53.27×10⁸m³,达容率为129%。针对储气库未来扩容方向不明晰的问题,从气藏的地质特征和开发动态分析出发,综合运用动、静态资料和观察井监测数据,结合数值模拟技术,分析研究储气库的注采状况、压力变化、气液界面变化、圈闭密封性等情况,并在此基础上进行扩容调峰的潜力评价。研究结果表明,储气库的注采能力逐年趋好,采用的直井-水平井组合井网极大提高了运行效率,在反复注采过程中,原油的采出和边水外推是储气库扩容的主要原因。在生产动态分析的基础上,结合区块地质特征,新增部署15口注采井,预计新井实施后,库容的控制程度可提高至95%以上。研究成果为现场生产管理及扩容调峰提供了依据,对同类型储气库建设具有一定指导意义。     

考虑安全稳定运行的大型枯竭气藏储气库注采优化

大型枯竭气藏储气库通常含有多个注采区块,区块间地层压差过高会破坏储层的稳定性。为实现注采过程中地层压力均衡变化,以各周期区块间地层压力方差值最小化为目标函数建立优化模型。该模型将数学优化技术与储气库安全稳定性问题进行了结合,并以各区块开井数和单井注采气量为决策变量,以储气库注采气总量、最大单井注采气量、最大区块地层压力等为约束条件。将所建立的优化模型应用于文23大型枯竭气藏储气库,成功求解了该储气库在年工作气量为30×10⁸m³/a条件下的优化注采方案。研究结果表明,所获得的优化注采方案在满足储气库注采气量要求的前提下,不仅能够降低各区块间地层压差,实现储气库整体地层压力的均衡变化,还能有效避免极端高压区块的出现,进一步保障了储气库的安全稳定运行。该研究成果对储气库注采运行方案的设计具有一定的指导意义。     

储气库碳酸盐岩裂隙微粒运移实验模拟

储气库井在注采过程中因注采压力过大可能诱发微粒运移,为此,选用储气库碳酸盐岩储层岩心制取人工裂缝岩心,分别开展了应力敏感实验、干燥岩心和含水岩心气体速敏实验、模拟储气库注采压力增加时干燥岩心和含水岩心的流动实验,测试了实验过程中岩心渗透率,并借助扫描电镜对模拟储气库注采压力增加时和应力敏感实验前后岩心的裂缝壁面进行检测,揭示储气库注采过程中微粒运移机理。实验表明:干燥岩心和含水岩心的速敏程度分别为中等偏弱—中等偏强和中等偏强—强,岩心应力敏感程度为弱—中等偏弱;模拟储气库注采压力增加时干燥岩心和含水岩心的平均渗透率损害率分别为77%和84%。研究认为,注采过程中的裂缝壁面的微粒在高速气流拖拽作用下发生拉张破坏和有效应力下岩石被破坏是微粒运移的重要诱发机制,含水情况下岩石强度弱化,会强化微粒运移。建议合理控制注采压力和减少流体进入储气库井,防止产生大量微粒,最终影响储气库的多尺度注采,同时对于合理控制储气库的注采压力具有借鉴意义。     

辽河油田双6储气库注采能力评价

为保证辽河油田双6储气库应急调峰期间强注强采和安全运行要求,以SL1井为例,综合考虑库区地层压力安全区间10~24 MPa、注采管柱抗冲蚀及地层携液能力三方面因素,开展双6储气库注采能力评价研究。在2017—2020年“四注四采”周期内,连续开展产能试井,监测流压与注采气量,建立二项式产能方程,计算不同地层压力下的极限注采气量;计算得到?114.3 mm气密封注采管柱的临界冲蚀流量及临界携液流量,确定单井安全注采制度;总结SL1井地层压力随累计注(采)气量变化规律,预测该井安全累计注气量为0.942×108~2.713×108 m3;在库区连通并达到统一压力系统后,预测当双6库区安全库容为7.623×108~34.510×108m3时,才能保证地层压力及注采气容量满足气库安全运行。     

京58地下储气库群潜山型地下储气库完井工艺技术

华北京58地下储气库群首座储气库是在永22构造高含硫化氢、潜山构造上建立的,它不同于枯竭油气田型储气库和常规潜山储气库等完井工艺,有效地解决了高压、高含硫、水平完井的技术难题。对井筒环境、压井液都作了优化,彻底冲洗产层段,对原有屏障层化学降解,酸化,直至放喷测试,保证储气库长期有效正常运行。     

低渗透油藏CO2混相驱注采耦合波及特征及气窜阶段定量划分方法

针对CO₂混相驱注采耦合波及特征认识不清,气窜阶段无法定量识别的问题,运用数值模拟方法,分析CO₂混相驱注采耦合波及特征,明确气窜程度表征指标和划分标准。结果表明:与CO₂连续气驱相比,注采耦合开发通过增压储能、放压释能过程,地下渗流场不断变化,扩大气驱波及面积,延迟气窜时间,提高油藏最终采出程度;新方法计算的气窜阶段划分结果与矿场监测数据吻合,可作为矿场气窜阶段识别的依据;储层孔隙度越大,注采耦合开发无气采油阶段变长,气窜发育阶段推迟;生产井离注气井越近,气体突破时间越早,反九点法井网、排状井网、五点法井网进入完全气窜时间分别为3 148、4 120、5 610 d。研究成果可为低渗透油藏CO₂混相驱注采耦合开发提高采收率提供理论指导。