盐穴储气库密封性能影响因素

储气库能否储存天然气并在气库运行过程中不发生泄漏，主要取决于盐穴腔体及井筒的密封性能，而盐穴腔体密封性能的影响因素很多，影响机理复杂，故深入研究盐穴腔体密封性能影响因素具有重要意义。从地质、工程和工艺3方面详细分析了影响盐穴储气库密封性能的各项因素，根据现场施工经验及国外储气库泄漏事故产生的原因统计，确定出储气库密封性能的主要影响因素，给出主要因素导致气库产生泄漏或破坏的条件，提出了相应的预防措施，现场应用效果良好。     

盐穴储气库完井设计考虑因素及技术发展

盐穴储气库是我国重要的储气库类型,在我国南方地区具有广阔的建设空间,目前江苏省金坛市运行了国内第一座盐穴型储气库。上千万立方米天然气被高压储存在人工溶成的盐穴内,作为注(采)天然气唯一通道的注采井,其气密封性能是保证储气库安全运行的重要因素之一。为确保天然气的安全储存,根据国内盐穴储气库建设实际,吸收国外盐穴储气库的成熟设计理念,重点论述了在盐穴储气库完井阶段如何保证注采井的气密封性能,得出了盐穴注采井完井设计时需要考虑的重要因素,同时展望了盐穴储气库完井新技术,对今后国内盐穴储气库的完井设计具有指导作用。     

中国含水层储气库建设的发展前景

<正>天然气地下储气库(以下简称“储气库”)是将从天然气田(藏)中采出的天然气,重新注入地下具备封闭条件的储集空间中,从而形成的一种人工气田(藏)。地下储气库主要包括气藏、盐穴、含水层和矿坑等4种类型。其中,含水层型地下储气库(以下简称“含水层储气库”)是通过高压将天然气注入具备一定储存条件的地下含水储层中,通过注气驱水形成的一种人工气藏。     

盐穴地下储气库气密封检测技术

建设盐穴地下储气库是一项高风险的复杂工程,对盐穴的气密封性有着很高的要求,其密封性检测技术就成为评价建库工程成败的关键。为此,分析了中国建设盐穴地下储气库的特殊性（盐穴储气库的盐层具有矿层层数多、单层厚度小、夹层多、含盐品位低、共生组分多和相变大等特点）,指出了建设盐穴地下储气库工程发生天然气泄漏的主要影响因素（井筒工程因素、地质因素和地面设备因素）,重点论述了建设盐穴储气库钻完井井筒密封性检测技术、水溶造腔过程中腔体的检测技术、首次注气排卤前盐穴完整性气密封检测技术和盐穴地下储气库运行后的评估检测技术。以上技术具有气密封性检测精度高、工期短、能耗低、工序简化及节省投资等特点,对我国正在建设和今后准备建设的盐穴储气库工程具有参考和借鉴作用。     

金坛盐穴储气库注采运行参数优化设计研究

随着国家对能源需求量的日益增加,盐穴储气库在天然气应急调峰和能源战略储备中的作用越来越大。储气库的运行参数设计决定了库区的工作气量和日常调峰能力,是影响储气库经济效益的关键因素。以金坛储气库H1井为背景,建立三维地质力学模型,对腔体下限运行压力及采气速率进行优化设计和数值模拟计算,并引入稳定性评价指标对计算结果进行检验,探讨了盐穴储气库注采参数对腔体注采运行安全性的影响。结果表明腔体稳定性随下限运行压力的升高而增加,随采气速率的升高而降低,夹层和腔顶平直处是腔体安全性的薄弱位置。该研究可为盐穴型储气库注采运行参数设计提供参考。     

中石化地下储气库建库关键技术研究进展

随着天然气需求量的增加和天然气对外依存度的上升,为了保障安全、平稳、连续、可靠的天然气供应,我国加大了地下储气库(以下简称储气库)的建设力度及相关技术攻关。为此,梳理了中国石油化工集团有限公司(以下简称中石化)储气库建设现状,分析了面临的机遇与挑战,总结了中石化储气库建库关键技术的研究进展。研究结果表明:①中石化储气库建设起步较晚,但发展潜力大;②中石化建库地质条件复杂,相对较差,但库址资源靠近消费区;③初步形成了包括库址筛选与评价、储气库动态密封性评价、地质重构、有效库容评价、库容参数与建库方案优化设计、全生命周期完整性评价等一系列复杂地质条件气藏型储气库建库关键技术;④同时开展了含水圈闭资源筛选、含水圈闭改建储气库地质评价、有效气顶形成机理、关键库容参数优化等关键技术研究,探索了含水层储气库建库关键技术;⑤攻关了盐穴储气库腔体设计与稳定性评价、多夹层垮塌与腔体形态控制等关键技术,厚夹层盐穴储气库建库技术取得突破性进展。结论认为,一系列建库关键技术有力地支撑了中石化储气库的建设和发展,助推了中石化天然气业务的快速有效发展。     

盐穴储气库无垫底气技术探讨

盐穴储气库运行过程中垫底气始终无法采出,增加了储气库工程建设成本,降低了储气库运行经济效益。基于盐穴储气库注气排卤技术经验,提出了盐穴储气库无垫底气技术。从储气库运行方式、腔体利用效率、建设成本、建设地质门槛和腔体长期稳定性等方面,对无垫底气运行和常规运行两种方式进行了对比,并以2个储气库为典型代表,给出了薄盐层和深部盐层利用2种不同技术建库的对比案例。结果表明,无垫底气技术可以大幅度提高盐穴储气库腔体利用效率,显著降低盐穴储气库工程建设成本,降低盐穴储气库建设地质门槛,有利于腔体长期稳定性运行,该研究可为我国盐穴储气库建设带来更好的效益。     

盐穴储气库密封测试技术的研究及应用

分析了国内外在盐穴密封性(或机械完整性)测试技术方面的研究现状,论述了国外常用密封检测方法的测试原理。依据国内实际情况,提出了以氮气或空气为介质的盐穴储气库密封测试方法,建立了盐穴密封检测结果的评价标准,指出了盐穴腔体泄漏位置的具体判别方法,建立了气体泄漏率及泄漏量、环空压力及卤水注入量等参数的数学模型,给出了气水界面处的压力平衡方程。以金坛B1盐穴腔体密封检测为实例,分析了密封测试方法及其数学模型的现场应用效果。     

中国投资1000亿元布局地下战略石油储备

100m是江苏省金坛盐穴的溶腔高度。作为中国第一个盐穴储气库（西气东输金坛储气库）,这里的5处盐穴中被分别注入了15万～20万m^3天然气。     

盐穴储气库氮气阻溶注氮量计算及现场试验

盐穴储气库使用柴油作为阻溶剂,成本高,油水分离难度大,容易污染环境。氮气作为阻溶剂成本较低,环境友好无污染。为此开展了盐穴储气库氮气阻溶现场试验,结合气液界面控制方法,针对造腔过程中气液界面在裸眼和腔顶2种情况,建立氮气注入量计算式,在金坛储气库进行了2个阶段的氮气阻溶现场试验,结果表明,考虑10%~20%的损耗后,计算得到的注氮量和实际注氮量相符,试验井增加腔体体积约5×104 m3,气液界面稳定,腔体形状规则,与设计基本一致。     

盐沉析技术堵气窜实验

注入气在地层中气窜是长期困扰注气开发油气田的技术难题,特别在高温（≥120 ℃）高盐（≥20×10⁴ mg/L）条件下,因凝胶、泡沫等堵气窜技术不满足恶劣的油藏条件,使得堵气窜变得更加困难。基于盐沉析理论和堵气窜提高波及体积原理,提出了盐沉析堵气窜技术。采用电镜扫描研究了盐结晶颗粒的微观结构,用单岩心和并联岩心流动实验,研究了盐沉析对气窜的封堵能力,并与水气交替和泡沫的堵气窜能力进行了对比,同时开展了盐沉析后的耐冲刷实验和解堵实验。结果表明：多层堆积的盐结晶颗粒使盐沉析对不同渗透率气窜层均有较好封堵能力,封堵率介于55.18%~68.34%,且盐沉析对气窜的封堵率分别比水气交替和泡沫高21.06%和19.27%;盐沉析具有良好的耐冲刷性、较好的选择性封堵能力和可解堵性,累积注入气20 PV时封堵率仍大于50%,解堵后封堵率可降至3%。盐沉析堵气窜技术有良好的耐温、耐盐性和完善的堵气窜提高气驱波及体积优势,对解决恶劣油气田的气窜问题具有重要意义。     

微波开采天然气水合物气藏技术

微波加热技术作用速度快，设备简单，灵活性高，不对储层造成任何污染，适合于开采各类型天然气水合物资源。研究了微波开采天然气水合物气藏的机理，如加热作用、造缝作用和非热效应；总结了微波开采天然气水合物气藏的实验研究成果；指出微波加热开采天然气水合物气藏的3种方法：一是微波对由地面注入地层的水或盐水加热，二是微波通过直井对储层加热，使地层温度升高，三是微波通过多分支井对储层加热。     

盐含量对天然气水合物防聚剂性能的影响

传统的天然气水合物(以下简称水合物)防聚剂评价实验一般在纯水中进行,而现场的水相中通常会混入一定的海水或含有矿化度的地下水,因而前者的评价结果与现场的实际情况存在着较大的差距。为了在更加接近现场实际情况的条件下评价水合物防聚剂的性能,首先使用高压透明蓝宝石釜从宏观角度对水合物浆液的形态进行观察,然后应用粒度仪从微米级进行水合物浆液中液滴—水合物粒径分布的观察测试,最后结合油水界面张力的变化规律对含盐体系水合物防聚剂的防聚行能进行了分析。研究结果表明:①在含3%NaCl条件下,水合物防聚剂CJ(以下简称CJ)对水合物的防聚效果较好;②水合物形成以前,在机械力的搅拌作用下,含CJ的水合物乳液粒径随着含盐量的增加而减小,含盐有利于液滴在油相中的分布;③水合物形成以后,在含3%NaCl的条件下,水合物颗粒分布更小,适量的盐有利于水合物形态的控制;④在2℃条件下,含盐量为3%时,油水界面张力值为最大,达到4.453 mN/m。结论认为,随着盐含量的增加,CJ对水合物的抑制效果增强,但在水合物形成以后抑制效果则不明显,相反盐含量的增加还容易破坏油水乳液的稳定性甚至破坏水合物防聚剂的使用效果。     

低渗透气藏水相蒸发对气体渗流的影响

低渗透气藏近井区地层水蒸发对气体渗流会产生一定的影响。为此,研究了水相蒸发现象产生的机理和变化规律,分析了利用水相蒸发解除气井水锁效应的可行性。结果表明：气井生产压差和气井产量是影响近井区水相蒸发的两个主要因素,产量越高,生产压差越大,水相蒸发的影响半径越大;水相蒸发主要发生在距井筒5 m的范围内;在低渗透气藏气井生产初期可以适当降低井底压力,放大生产压差,提高水相蒸发速率以快速解除水锁效应,降低气体渗流阻力。     

凝析气藏注气开发气窜量化评价方法及应用

在凝析气藏循环注气驱替过程中,受储集层非均质性影响,注入的干气容易沿高渗通道或天然裂缝突进,影响凝析气藏开发效果。研究凝析气藏注气气窜特征,建立凝析气藏注气气窜识别评价体系对改善开发效果和提高油气采收率具有重要意义。目前国内外凝析气井气窜判别方法主要有现场经验法、图版法、示踪剂法、微地震监测法等,针对凝析气藏循环注气生产过程中的气窜参数变化特征,综合利用上述方法对气窜情况进行评价,形成了凝析气藏注气气窜量化评价体系。以某凝析气藏一口实际井为例,对该井的气窜情况进行评价,结果显示该井生产状况良好,未发生气窜,与现场实际情况相符。该凝析气藏注气气窜量化评价体系为凝析气藏的开发部署、优化与气窜防治提供了理论依据。     

产水凝析气藏循环注气受效评价标准讨论——以大涝坝凝析气藏为例

塔里木盆地大涝坝凝析气藏开发中后期采取循环注气,由于反凝析和水侵作用,注气机理、注气作用已不同于常规凝析气藏循环注气。为此,首先分析了注入气在地下的流动过程、与地下流体的接触作用,总结出注气过程中主要发生注气驱油、反蒸发、气窜和抑制水侵等作用。进而以注气机理为基础,结合注气前后生产井地面参数、流体监测数据、PVT数据和曲线形态特征,综合评价了生产井受效情况,并给出了各参数变化特征和变化范围。最后据典型参数变化特征,建立了3大类4种受效特征共计15项评价参数,实现了凝析气藏注气受效半定量—定量评价。大涝坝凝析气藏运用该评价标准,确定注气过程中以气驱油作用为主,产水井抑制水侵效果好,距离注气井近的生产井气驱油过程伴有反蒸发作用,生产井未发生气窜。结论认为:该评价标准为进一步优化注气方案提供了依据,并且所描述的注气机理和所建立的受效标准对采取循环注气开发的凝析气藏有一定的参考作用。     

利用产甲烷菌进行CO2地质固定在中国生物气田的应用初探

生物气占世界天然气总量的20％左右，世界上许多国家提出利用生物气田中固有的产甲烷菌群，进行CO2地质固定，从而产生新的能源——甲烷。应用这一原理，在中国的生物气田——涩北气田进行了初步试验。结果表明，涩北气田中普遍存在产甲烷菌以及与产甲烷过程相关的菌群适应微咸水的环境，可以利用外加的CO2和H2产生甲烷。所以，在生物气田利用产甲烷菌进行CO2地质固定并且产生新的甲烷具有可能性。图1表3参12     

地下盐穴储气库注气排卤及注采完井技术

盐穴地下储气库是利用地下较厚的盐层或盐丘,采用人工方式在盐层或盐丘中水溶形成洞穴储存空间来存储天然气,是储气库的主要类型之一。盐穴储气库建成后第一次注气排卤及注采完井是储气库建造和应用以及安全运行的关键。为了满足我国首座盐穴储气库--金坛盐穴储气库建设的需要,根据该储气库建库的特点,进行了注气排卤及注采完井工艺技术研究,通过注气排卤及注采完井方案的优选,制定了现场施工工艺,形成了我国盐穴储气库注气排卤及注采完井配套工艺技术,并成功运用于该储气库已有溶腔改造的5口井中,填补了我国盐穴储气库的注气排卤及注采完井工艺技术的空白。     

考虑垫底气回收价值及资金时间价值的盐穴型地下储气库储气费计算方法

我国的地下储气库(以下简称储气库)与油气管道捆绑运营,没有单独的定价机制,计算储气库储气费时也未充分考虑资金的时间价值及油气藏型、盐穴型储气库垫底气的回收价值,导致计算结果的准确性欠佳。未来储气库实行独立、市场化运营是必然趋势,因而需要建立一种符合我国储气库运营模式的储气费定价机制。为此,以国内某盐穴型储气库建设投资项目为例,采用二分法建立了一种考虑垫底气可回收的储气费计算模型,计算出该储气库在不同内部收益率下的储气费,并分析了影响储气费的主要因素。结果表明:(1)当储气费为1.02元/m~3时,可满足内部收益率8%的要求;(2)在盐穴储气库工作气量确定的情况下,年储转次数(储气库年实际注采气量与年设计工作气量的比值)是影响储气费的最重要因素,地下及地面工程等建设投资的影响次之,而经营成本的影响最小;(3)在储转次数大于1.4时,盐穴储气库注采运行的工作效率达到最大,建议将盐穴储气库的储转次数设定为1.4。结论认为:该储气费计算方法在保证能获得一定利润的前提下,充分考虑了资金的时间价值以及垫底气的回收价值,计算得到的储气费较为合理,可推广到类似盐穴型储气库的应用计算。     

苏里格低渗致密气藏阈压效应

低渗致密气藏孔吼细小,束缚水饱和度普遍较高,气-水关系复杂,存在阈压效应。采用苏里格低渗致密储层的岩样,开展了低渗致密气藏阈压效应的研究。实验采用气泡法与压差流量法相结合测试并研究了阈压梯度及其引起的气体非线性渗流特征。通过核磁共振和恒速压汞实验测试了赋存水的分布规律和岩样孔喉结 构,分析了阈压效应产生的机理及其影响因素。实验结果表明可动水和孔喉特征是影响阈压效应的主要因素,可动水比例越高、孔喉越致密,阈压梯度越大,阈压效应越强。并得出了通过气藏的绝对渗透率和含水饱和度定量表征苏里格低渗致密气藏阈压梯度的公式,进一步建立了通过渗透率和含水饱和度预测存在阈压效应的气井产能数学模型。IPR曲线表明,阈压效应会降低气藏的储量动用程度,导致一定的产能损失,因此减少气藏含水饱和度是提高开发效果的有效途径。