含水岩层型地下储气库储气量损失研究

天然气损耗是储气库的特有参数之一，它不仅关系到储气库运行的经济特性，而且还是评价一个储气库成败的关键。论述了含水岩层类型的地下储气库的功能、优缺．最、库址条件以及其储气量损失的主要原因，并在理论分析的基础上，通过实例分析证明在含水岩层类型的地下储气库中，水溶气对储气库气量损失计算是不可忽略的，并针对这一情况提出解决措施。     

地下储气库储气量的校核

天然气从地下储气库中泄露逸出不仅表示库存现金的流失,同时也削减了气库向市场供气的能力.文章通过介绍地下储气库储气量校核时所用到的基本概念,包括恒体积储气库、水流驱动的储气库、压力-存量迟滞图,讨论地下储气库内的存气量的相关问题,同时对存气量估算的精确度和相对误差进行了讨论.     

北京地区地下储气库方案研究

在对京58气顶油藏地质及开采特征研究基础上,大量借鉴了国外建库的成功经验,并结合北京市用气的特点,进行了多种建库方案的模拟运行预测研究,且通过技术经济的综合评价确定了最优方案部署.方案部署结果表明,在京58气顶油藏建库是完全可行的.气库建成后工作气规模可以达到2.290×10⁸m³,最大日调峰气量可达300×10⁴m³,可以满足北京市近期对季节调峰气量的迫切需求.     

含水层型地下储气库惰性气体作垫层气概述

地下储气库在天然气的开发和利用过程中起着重要的作用,对于新建储气库,垫层气的制作需要很大的投资。以廉价的惰性气体代替天然气作为部分垫层气具有重要的经济意义。介绍了国外以惰性气体作为垫层气的成功经验,阐述了惰性气体作为垫层气的运行机理及惰性气体与天然气相互混合的扩散原理,并提出了预防及减少混合的措施。     

裂缝性潜山含水构造改建地下储气库库容计算方法

利用华北油田潜山含水构造改建地下储气库,对保障京、津、冀等地区平稳供气和能源安全 具有非常重要的意义。针对砂岩层孔隙型含水构造所开展的改建前期的某些基础研究工作, 在很大程度上并不适用于以裂缝作为储渗空间的含水构造,特别是在库容计算上具有明显的 差别,需要进一步的深入评价。以潜山圆锥体模型为预测基础,提出了描述潜山含水构造改 建地下储气库库容量预测模型。\;通过预测模型的实例求解得出,在潜山顶部注气驱替过程 中 ,随着气水界面逐渐下移和次生气顶含气高度的增加,气库库容量也将逐步增大,并且库容 量的变化规律和潜山岩体体积随埋深的变化密切相关。     

盐穴储气库水溶建腔机理研究

盐岩腔体溶蚀过程是发生在边界层内的溶腔固壁表面与溶液之间的物质交换动态平衡过程，根据盐岩的水溶建腔机理建立数学模型，可以为盐穴储气库的水溶建腔设计提供理论依据。根据物质平衡原理及Fick扩散定律，建立了盐岩溶蚀物理模型；根据流体力学基本原理、对流扩散理论及物质平衡原理，建立了溶腔溶质传输-流体流动数学模型，可求解溶蚀过程中腔体内流体的浓度场和流动速度场分布；根据盐岩溶蚀机理研究，推导出盐岩溶解速度方程，可求解溶腔动边界。用该数学模型进行数值模拟得到的溶腔形态与物理模拟结果吻合较好，能够正确描述盐穴储气库水溶建腔的基本规律，可以用于指导水溶建腔的工程实际。图3表1参6     

世界地下储气库

天然气储运工程是整个天然气工业的关键环节和基础设施之一。作为天然气储运工程的重要组成部分，本文论述了地下储气库的作用，世界地下储气库的发展历史和未来发展趋势。     

含水层型地下储气库惰性气体作垫层气的数学建模与求解

在含水层型地下储气库的建设中，为节省投资可以用惰性气体替换天然气作为垫层气。针对惰性气体与天然气的混合问题，建立了气水两相渗流模型及气体扩散模型，并以此为基础建立了二维平面有限元模型。采用半离散方法对数学模型进行了有限元方程的推导，并应用所建立的模型进行了含水层型地下储气库以惰性气体作为部分垫层气的建库过程和工业运行的模拟。     

地下储气库应力敏感性实验研究

在储气库运行过程中，由于气体的采出和注入，使得多次注采期间岩石净上覆压力发生周期性变化，随之导致储层岩石物性参数发生周期性变化，从而影响储气库的注采能力，因而研究储气库储层应力敏感特征具有重要意义。为此，以实验手段研究了地下储气库在气体注入和采出过程中地下储层的应力敏感性。实验选用2块渗透率不同的人造砂岩岩心，测试了在4次净上覆压力升降过程中的储层渗透率变化。实验结果表明：随着净上覆岩层压力的增加，岩心渗透率呈下降趋势，初期渗透率下降较快，后期渗透率下降程度减小，应力敏感性变弱；净上覆压力周期性变化过程中，岩石渗透率不可能完全恢复到原始值，存在着一定程度的滞后效应；岩石渗透率越高，应力敏感特性越明显。     

胜利油气区地下储气库库址选择研究

为配合我国天然气长输管线网络建设，满足山东地区对天然气的需求增长，保证山东大中城市安全平稳供气，管线突发事件和季节用气调峰的保安供气，利用胜利油气区停产废弃油气藏建设地下储气库。为此，依据胜利油气区浅层气藏地质特征和开发现状，确定了地下储气库库址的优选标准并优选出了气库目标区，从构造特征、储层特征、圈闭有效性、单井注采能力、储气库综合运行参数与地面建设工程等方面综合评价、分析认为，在胜利油气区建设地下储气库完全可行，并推荐永21块气藏作为首选的储气库库址。胜坨一区气顶油藏，可作为储气库建设的后续工程，并把玉皇庙气顶油藏作为储气库建设工程的长远规划区块。     

含水层型地下储气库天然气动态运移规律

根据含水层型地下储气库储层高度与面积相比很小的特点,建立了含水层型地下储气库天然气动态运移的积分平均模型。利用该模型计算了国内某拟建含水层型地下储气库天然气动态运移过程中注气点含气饱和度和压力随时间的变化规律,对比了本文模型与传统二维渗流和三维渗流数学模型的计算精度,研究了天然气动态运移过程中储层厚度、储层渗透率、注气速率和排水量等参数对注气点压力的影响。结果表明：本文建立的积分平均模型具有较高的计算精度,可以满足工程计算要求;注气点压力随着储层厚度、渗透率和排水量的增加呈非线性降低,随着注气速率的增加呈非线性增加。     

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。     

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。     

地下储气库建设技术研究现状及建议

为了及时把握地下储气库建设技术研究现状,系统地梳理了枯竭油气藏储气库、盐穴储气库、含水层构造储气库的建设及垫底气的设计、提高地下储气库有效储量和生产能力的相关技术、地面系统自动化控制等地下储气库通用技术研究现状及其应用情况。结论认为,我国地下储气库建设技术的研究现状可概括为：国内枯竭气藏建库技术基本成熟;枯竭油藏建库技术尚在摸索之中;盐穴储气库建库技术取得了长足的进步;含水层构造储气库的研究才刚起步。进而提出了我国今后一段时期地下储气库建设的相关建议：①枯竭油气藏仍是我国地下储气库建设的主要类型,应关注相关技术的发展;②盐穴储气库的相关技术需要持续关注,但应当将主要研究力量放在相对薄弱的技术环节上;③我国含水层构造储气库的建设应学习、消化国外相关技术,针对具体的地质条件,加快对注排机理、渗透机理、建库方式、建库周期、井网部署、方案设计和施工技术等的研究;④应高度重视地下储气库建设相关标准、规范的建立;⑤应高度重视地下储气库运行的风险管理。     

不封闭气藏建库库容设计

库容是衡量天然气地下储气库调峰能力的重要指标,是储气库工作气量、单井能力等指标设计的基础,准确计算储气库库容至关重要。,国内外目前储气库库容计算主要采用压降法等动态方法。气藏类型多为封闭性较好构造油气藏．榆林气田南区储气库为岩性气藏,其北部与长北合作区连通。借鉴国际上关于矿权的常规处理手段,计划在榆林南距长北一定距离建设储气库,为此需要开展榆林南区岩性气藏局部建设储气库库容优化设计研究。文中针对上述情况,采用压降法、产量不稳定分析法对榆林南区动储量进行计算,并通过气藏工程、数值模拟方法及现场压力传播干扰试验,研究了不同渗透率情况下的压力传播速度;在此基础上,对不同注采周期库区范围及库容进行了优化设计,为榆林南储气库防止气体溢漏及相关指标设计提供了基础依据．     

不压井作业技术在金坛盐穴储气库中的应用

西气东输金坛盐穴地下储气库已有采卤溶腔单井（腔）注气排卤作业结束后，在投入正常注采气运行前，为确保?177.8 mm 注采气管柱通畅和注采气能力满足需求，以及井下安全阀在紧急情况下开关控制自如，需将仅用于排卤作业的?114.3 mm 管柱全部起出。鉴于金坛盐穴地下储气库的井（腔）的独特腔体、井身与管柱结构和较高的井口压力，决定采用不压井作业设备将?114.3 mm 排卤管柱一次性起出。该设备具备举升和运输能力的撬装，靠修井机、不压井作业辅助机和桥塞或堵塞器的相互配合来实现带压环境下起下管柱作业。采用不压井作业技术在金坛盐穴地下储气库进行了5 口井（腔）的施工，成功率100%，为金坛盐穴地下储气库后续不压井起同类大直径管柱作业储备了技术，具有一定的指导意义。     

“双碳”背景下天然气地下储气库机遇与挑战

在国家“碳达峰、碳中和”背景下,为加快能源结构升级,中国正大力发展天然气清洁能源产业。国内的天然气资源丰富,探明可采储量大,预计2025年可以实现2 300×10⁸ m³的天然气产量,2040年实现产量升级,达到3 000×10⁸ m³。随着国内天然气消费的快速增长和储气能力的不足,天然气安全平稳供应的矛盾进一步加剧,而天然气储气库则可用于增强天然气调峰应急和保供能力。总结分析了国内地下储气库的发展现状和趋势以及地下储气库建设发展过程中面临的机遇与挑战。未来应快速推进国内储气能力建设,解决复杂储气库重大生产难题,通过资源整合提升国内天然气安全平稳供应的保障水平,促进“双碳”目标的实现。     

枯竭气藏改建储气库需要关注的几个关键问题

到2020年,中国地下储气库的工作气需求量将超过500×10⁸ m³,其中60%～70%的工作气量将通过枯竭型气藏改建地下储气库而获得。为此,分析指出枯竭气藏型地下储气库的建设与气藏开发本身具有较大的差异性,两者在建库与开发条件、开采方式、设计准则、运行过程、工程要求、储层改造及监测7个方面都存在着较大差异。因此,在地下储气库的建设和运行管理过程中,不能照搬气藏开发的模式,必须关注地下储气库建设的5个关键问题：库容参数设计、井网部署、气库安全、气库监测和气库运行优化。做好以上5个方面的工作,将会大大缩短建库周期,提高枯竭气藏改建储气库的运行效率。