文23地下储气库关键工程技术

文23储气库是我国中东部地区最大储气库,工程建设过程中遇到固井难度大、井漏严重、井筒封闭性评价困难、注采管柱要求高和老井井况复杂等技术挑战,为此开展了盐膏层固井、超低压储层防漏及保护、盖层段井筒封闭性评价、注采完井管柱设计和老井封堵与评价等技术攻关,形成了文23储气库关键工程技术,解决了文23储气库建设中的技术难题。文23储气库关键技术在现场应用后,固井质量显著提高,钻井液漏失量降低52.3%,井筒封闭性评价提高了施工决策效率,保障了储气库工程建设的顺利施工。文23储气库示范工程的建设,为类似储气库建设提供了技术保障和示范。      

文23储气库封堵井完整性保障技术

文23储气库属于枯竭砂岩气藏型储气库,建设前需要对无法再利用的老井进行封堵。为确保老井的封堵质量,保障储气库的完整性,引入挪威石油工业协会井筒完整性技术标准的井筒完整性设计理念,识别了文23储气库老井封堵前后的窜漏风险状况,设计了井屏障系统,研发了适用于高温气层的耐高温缓膨气密封封堵体系,制定了确保封堵老井井筒完整性的工艺,形成了以井屏障设计、施工和监控为基础的井筒完整性保障技术。文23储气库老井采用该技术进行封堵,现场施工成功率100％,老井封堵后的井筒完整性良好,经受住多轮次注采交变应力的长期作用。研究和现场应用结果表明,根据井筒完整性设计理念进行井筒完整性设计和施工,可以确保老井封堵后井筒长期的完整性,也可为类似储气库设计提供借鉴。      

中原油田文96储气库固井技术

文96储气库是中石化在中原油田投资建设的第一座储气库,类型为枯竭砂岩气藏储气库,气层压力系数己降至0.20～0.35,注采井全部为新井,多为定向井.针对地质特点及储气库特殊要求,研制出了非渗透高强低密度及非渗透无氯弹性水泥浆体系,采用尾管悬挂+套管回接固井工艺,盖层双水泥环密封,提高井筒的完整性,用于储气库固并,合格率为100％,优良率为92.9％.     

泥岩涂抹定量评价断层封闭性在储气库建设中的应用

根据断层封闭机理及影响因素,运用泥岩涂抹定量评价断层封闭性方法,采用SSF和SGR相结合的方法,在大港油田板中北高点储气库建设中,定量评价了储气库断层封闭性.实践表明,储气库建设中可以利用该方法准确判断断层封闭性,对于在砂、泥互层沉积的气藏改建地下储气库具有较好的借鉴意义.     

我国地下储气库钻井完井技术现状与发展建议

地下储气库是目前世界上最主要的天然气储存方式和调峰手段,具有存储量大、储气成本低、安全系数大等优点,而钻井完井工程是地下储气库建设中耗资最大、历时最长的环节,且井筒完整性直接影响地下储气库长期运营的安全性和可靠性。目前,我国已建成枯竭气藏储气库和盐穴储气库共32座,初步形成了我国储气库特色钻井完井技术体系,包括枯竭气藏储气库的井型优化设计、超低压地层防漏堵漏与储层保护、韧性水泥浆固井、大流量注采完井和老井评价及再利用,盐穴储气库钻井完井、建腔及腔体形态控制、老腔改造利用技术和注采井筒完整性等特色技术,但与国外相比,在井眼尺寸、井型设计、工艺技术水平等方面均存在较大的差距,需要开展枯竭气藏储气库大井眼水平井钻井完井、盐穴储气库丛式定向井钻井、含水层储气库钻井完井和注采井筒完整性等技术攻关,形成完善的地下储气库钻井完井技术体系,以满足我国储气库高质量发展及国家能源战略的需求。      

岩性气藏型储气库封闭性评价技术研究——以长庆靖边气田SH224储气库区为例

储气库封闭性研究重点评价气藏盖层、底板及侧向地层的封闭能力,是储气库能否建设及安全运行的前提。与常规构造气藏型储气库相比,岩性气藏圈闭边界不明确,封闭性论证难度大。在总结国内外储气库封闭性论证研究成果的基础上,综合地震、地质与生产动态分析技术,应用大量生产动态数据及实验数据,采用气藏精细描述、突破压力试验、生产动态分析等手段,多学科综合开展储气库盖层、底板及侧向封闭性评价,建立了岩性气藏型储气库封闭性评价技术和盖层封闭性评价标准,综合形成了岩性气藏型储气库封闭性论证的方法和技术流程,指导了长庆气区SH224储气库方案论证,对国内外其他同类型储气库评价具有借鉴意义。     

断层泥比率法在储气库断层侧向封闭性定量评价中的应用——以中原文23储气库为例

主块内部断层封闭性的确定对于储气库二期工程井位部署和后续注采方案制定至关重要,为了提高断层泥比率法在文23储气库断层封闭性评价中的符合率,找出存在问题并制定了改进措施。在垂直断距计算中需综合考虑地层产状和断层产状;泥岩层厚度计算是在断距窗口范围内求取,断距窗口内的逐点计算地层数等于断距窗口厚度除以0.125 m。采用改进后的断层泥比率法对已知封闭性的7条断层开展二次评价,其符合率达到100%。将改进后方法应用于主块内部全部断层封闭性评价,结果表明主块内部整体连通,但存在3个相对封闭空间,在后期库容落实和注采方案制定中,需考虑相对封闭空间的影响。     

枯竭型油气藏储气库井筒完整性研究综述

文中结合国内枯竭型油气藏储气库建库储层的特点,全面分析了枯竭型油气藏储气库在钻完井、注采等阶段作业中影响储气库井井筒质量的主要危险因素;系统提出了储气库井筒完整性风险的应对措施,以提高储气库建库期井筒质量,确保后期储气库安全有效的运行。     

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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。     

新疆H气田改建地下储气库的密封性评价

中国石油新疆油田公司选定H气田改建地下储气库,而该气田是否适合改建地下储气库其密封性则是关键因素。为此,针对该区古近系紫泥泉子组气藏主要发育的4条近东西向南倾的逆断裂,就其断层的断距、断层两盘岩性的对接关系,结合生产动态特征定性研究了断层在侧向和垂向上的密封性,并采用泥岩涂抹因子计算法对断层的密封性进行了定量评价。此外,还利用地质综合分析法从宏观上对气藏盖层的密封性进行了评价,同时通过实验从微观角度研究了盖层的密封性（评价参数包括孔隙度、渗透率、突破压力、微观结构等）。结果表明：气藏断层和盖层的密封性好,符合改建地下储气库的要求。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带古近系膏盐岩盖层演化与圈闭有效性

膏盐岩层是含油气盆地良好的区域盖层,但不是完美的盖层。研究表明,膏盐岩具有"低温脆变、高温塑变"特征,构造挤压背景下膏盐岩盖层的封闭性随埋深而演化,大于3 000~3 200 m的埋藏深度是克拉苏构造带膏盐岩盖层封闭的关键。克拉苏构造带盐下圈闭成藏有效性因盖层封闭性演化不同而异,克拉苏区带盖层封闭的关键时间为库车中晚期,以勘探盖层埋深超过3 200 m的完整背斜圈闭为主;克深区带盖层封闭的关键时间为库车早中期,在断层侧向封堵时盐下断块、断背斜等圈闭均可聚集油气。研究成果与勘探现状吻合,并有利于提高勘探成功率。      

长庆地下储气库老井封堵工艺探讨

利用油气藏改建地下储气库是全球已建成储气库中最常用、最简单的形式,该类储气库建设前需要解决的首要工程问题就是老井处理,国外储气库建设经验表明:一口老井不能妥善处理,就可能使得储气库完整性破坏,导致库址报废。长庆地下储气库属于半枯竭气藏改建地下储气库,针对地下储气库建设区老井数量多、服役时间长、井况复杂等基本现状,通过对库区老井钻完井基础资料和部分井检测评价资料总结分析,按照在储气层、盖层段、套管外水泥环和井筒内建立多道密封屏障的思路,提出了"底板-储层-盖层"多级封堵的老井处理工艺,并选取了榆林南储气库区典型老井开展现场封堵试验。施工过程采用逐级封堵、逐级试压的过程控制措施确保了各级屏障的有效性,现场分级试压和整体试压全部满足要求。实践证明该工艺能够满足长庆储气库老井处理的要求。     

板814断块改建地下储气库的可行性

已建的大港地下储气库群为京津地区的发展发挥了巨大作用，但今后不断增长的天然气需求决定了寻找并建设新储气库的紧迫性。总结了地下储气库的优选标准，从油气藏的构造、断层及盖层的封闭性、储集层的物性与储气库容量估算、老井处理等方面，综合评价了大港板桥地区板814断块改建地下储气库的可行性；指出板814断块从地质、老井处理以及地面环境等方面适合建设地下储气库；根据储气库规划设计的原则，确定了板814断块改建地下储气库的规划设计方案，并得出结论：改建时只需新钻5口定向井（2口注采井，3口排水井），可充分利用板中北储气库的压缩机和地面管线资源，节约大量的投资。     

库车坳陷前陆冲断带断源储盖组合样式及其对成藏的控制

在前陆冲断带天然气成藏的诸多控制因素中,断裂的发育决定着圈闭的形成、油气的运移聚集以及盖层的封闭性,以断层发育为核心的断源储盖的空间组合样式决定了油气的输导能力、圈闭的封闭性和充满度,从而最终控制了天然气的成藏。根据库车坳陷前陆冲断带不同地区的构造特点、生储盖组合关系以及成藏主控因素的不同,解剖已知油气藏的成藏特征,构建了库车坳陷前陆冲断带断源储盖组合样式,并阐述了4种不同断源储盖组合对天然气成藏的控制作用。其中,克深型断源储盖组合为最佳,向下既沟通侏罗系气源,向上又未断开库姆格列姆膏盐岩盖层,既是天然气运聚的良好通道,又未破坏盖层的封闭性,从而造成天然气的连片分布。克拉苏型由于断层不仅断开了巴什基奇克储层,而且还断开了膏盐岩盖层,因此圈闭的侧向封堵性是其成藏的关键。大宛齐型是盐上成藏,穿盐断层的输导以及盐上圈闭的有效性是其成藏的关键。依其克里克型则是自生自储,其成藏的关键是上倾控圈断层是否封闭以及断层两盘的岩性对接关系。     

我国地下储气库钻井完井技术现状与发展建议

地下储气库是目前世界上最主要的天然气储存方式和调峰手段,具有存储量大、储气成本低、安全系数大等优点,而钻井完井工程是地下储气库建设中耗资最大、历时最长的环节,且井筒完整性直接影响地下储气库长期运营的安全性和可靠性。目前,我国已建成枯竭气藏储气库和盐穴储气库共32座,初步形成了我国储气库特色钻井完井技术体系,包括枯竭气藏储气库的井型优化设计、超低压地层防漏堵漏与储层保护、韧性水泥浆固井、大流量注采完井和老井评价及再利用,盐穴储气库钻井完井、建腔及腔体形态控制、老腔改造利用技术和注采井筒完整性等特色技术,但与国外相比,在井眼尺寸、井型设计、工艺技术水平等方面均存在较大的差距,需要开展枯竭气藏储气库大井眼水平井钻井完井、盐穴储气库丛式定向井钻井、含水层储气库钻井完井和注采井筒完整性等技术攻关,形成完善的地下储气库钻井完井技术体系,以满足我国储气库高质量发展及国家能源战略的需求。     

鄂尔多斯盆地低渗岩性气藏型储气库建库设计与运行优化关键技术

鄂尔多斯盆地低渗岩性气藏改建地下储气库的储层条件多样,封闭条件复杂,局部含硫化氢等,地质评价和建设运行难度大。从储气库选址评价、指标设计、运行优化3个方面对鄂尔多斯盆地低渗岩性气藏改建地下储气库开展研究攻关,总结了低渗岩性气藏型储气库建库设计与运行优化关键技术。通过研究：建立了低渗岩性气藏型储气库选址评价技术与库址筛选指标体系,筛选出建库有利区10块;形成低渗岩性储气库指标设计技术,提升气井注采能力,扩大了运行压力区间,优选注采井型和部署模式,有效支撑了4座储气库优化设计;形成储气库全生命周期运行优化技术,持续提升在役储气库调峰能力,优选硫化氢采气淘洗模式,地质—井筒—地面一体化进行完整性管理与评价,实现了低渗岩性储气库的长期安全运行。3项关键技术成功应用于鄂尔多斯盆地SH、YU、SD和LW储气库的选址、设计与运行,方案设计指标与实际动态评价基本吻合,建成调峰能力7.5×10⁸ m³,实现了8年以上的安全运行。     

大庆枯竭气藏改建地下储气库的可行性

地下储气库被许多国家认为是最安全、经济、高效的天然气储存、调峰设施,大庆地区冬夏用气不均衡,需建立地下储气库用于调峰。通过对大庆S储气库群的多种条件分析认为:储层上部发育稳定的巨厚泥岩盖层,对天然气起到了很好的封盖作用,断层整体密封性好,天然气不渗漏,储气库整体封闭性好;储层为单层砂体,分布稳定,储层物性条件非常好;气藏整体连通性也很好,受边底水的影响很小,设计的储气库运行参数合理。大庆S储气库群具备建库的有利条件,改建储气库可行。     

文96地下储气库注采井完井技术

文96地下储气库属于典型的枯竭气藏储气库,储层压力较低且层间压力差异大,射孔层位厚、层段多、跨度大,储层保护和安全投产难度很大。针对文96地下储气库储层特点以及储气库注采井强注强采要求,通过合理设计注采井完井管柱结构,优化射孔工艺参数,采用油管传输多级起爆负压射孔技术,同时配合低伤害完井液体系等措施,解决了储气库气藏储层保护以及井控安全矛盾突出的问题。现场应用表明,该技术能有效保护储层,缩短作业周期,注采井达到产能设计要求。     

枯竭型油气藏储气库射孔完井技术

枯竭型油气藏储气库一般采用套管射孔完井方式,注、采气需要"缓进大出",要求储层与井筒良好沟通.针对枯竭型油气藏储气库射孔完井工艺复杂、要求高、地层保护难度大等特点,阐述了射孔方式及工艺优选、射孔参数优化、射孔压实带改造技术、多级负压起爆技术等内容.该项射孔完井技术在中石化文96储气库13口井成功应用,取得了良好的效果.     

相国寺储气库注采井完整性技术探索与实践

相国寺储气库是比较典型的枯竭性气藏储气库,构造狭长、出露地层老、地层倾角大、储气层压力极低,新钻注采井必须穿越两个已开发的枯竭层以及两个易垮塌层段,构造主体部位地表0500 m之间有多个煤矿开采巷道。在这种复杂地质条件下建设储气库,新钻注采井完整性技术尤其重要。因此,如何经济安全完成新钻注采井的钻完井工作,且保证每口新钻注采井的完整性,难度极大。文章对揭开易塌盖层防卡钻、长段低压漏失段固井技术、建设过程管理以及后续注采完整性监测与评估等一系列实践进行浅析,充分阐述了枯竭气藏储气库注采井完整性关键技术。