长庆储气库合理注气压力的确定

利用衰竭气藏建设地下储气库具有储存量大、经济合理、安全系数大等优点。长庆油田计划在榆林气田南区X气藏和靖边气田陕Y气藏建设地下储气库先导试验区。由于储气库必须具备战略应急和高峰供气的能力,其气井和地面配套工艺需实现"快进快出、生产调峰能力大",因此地面配套工艺设计大型注气压缩机和高压力等级管网,注采井采用水平井建设。目前在长庆建设储气库尚属首次,如何对储气库合理配注没有成熟经验可参考,合理注气压力的确定是保障储气库正常生产、安全平稳运行的前提条件。本文通过已知地层的破裂压力,利用气藏工程方法对注气系统压力节点分析,结合注气压缩机能力,反推注气井口压力,综合考虑地面配套设备及管网设计能力及储气库设计压力运行范围,提出长庆储气库合理的注气压力,指导储气库先导试验区的注采试验。     

砂岩油藏改建地下储气库注气能力预测方法

目前国内对于水驱后期砂岩油藏改建地下储气库的建库筛选以及地质评价研究工作才刚刚起步,需要进一步深化与加强。在借鉴国外含水层建库技术经验基础上,提出了描述水驱后期砂岩油藏恒速宏观注气能力数学表达式,并利用该表达式进一步建立了宏观注气能力与油藏埋深、渗透率、注气增压系数等的关系图版。实例计算表明：在其他地质和工艺参数基本相同的条件下,选择埋藏适中的油藏建库,既可以保证较高的注气能力又可以节省建库投资;同时由于气液流度比的显著差异,利用高渗透且非均质程度小的油藏建库将更为有利。     

地下储气库地层压力影响因素灰色关联分析

地下储气库注气过程中地层压力不断升高,过高的地层压力可能导致断层封闭性遭到破坏而发生天然气泄漏事故。需要分析各影响因素对地层压力的影响程度,得到影响地层压力的主要因素,为储气库安全运行提供参考。利用灰色系统理论的关联度分析法分析各影响因素与地层压力的关联度,通过关联度反映各影响因素对地层压力的影响程度。分析表明影响程度由大到小依次为注气速度、储层厚度、渗透率、孔隙度、井距、注采井到断层距离、运行井数。由关联度分析结果可知为保证储气库安全运行应合理选择注气速度和运行井数。     

单井地层压力简便计算方法研究

目前注水开发油田矿场确定单井控制的平均地层压力真值不仅关井时间较长（长于２ｄ）,而且误差较大。提出改进方法：以压力导数异常变化起始点的压力值作为单井控制的平均地层压力真值;未测到压力导数后期异常变化的井,沿用原有方法确定。推导出计算注水开发井地层压力的港Ⅰ法（利用半对数直线段或外推直线段求取,包括３种计算式）和港Ⅱ法（压力恢复速度法）。在此基础上,考虑现场条件,统计大港油田３５口井实测资料,提出关井时间可由流动系数确定：流动系数大于１μｍ２·ｍ／（ｍＰａ·ｓ）为５～８ｈ;流动系数为０．１～１μｍ２·ｍ／（ｍＰａ·ｓ）为１ｄ;流动系数小于０．１μｍ２·ｍ／（ｍＰａ·ｓ）为２ｄ。应用２组各３口井的实测资料进行验证,港Ⅰ法、港Ⅱ法计算的平均地层压力与实测地层压力的误差都小于３％,且平均关井时间可比目前通用方法缩短约２ｄ。港Ⅱ法精度高、计算简单,可优先采用。提出的地层压力计算方法可普遍应用于注水开发井,并可扩展应用于注水井。图２表３参３（陈志宏摘）     

储气库井注气压力剧变诱发微粒运移实验模拟

微粒运移是一种重要的储层损害类型,地下储气库井在注气过程中因注气压力递增或波动而诱发储层微粒运移。当前,基于储气库注气压力变化下的微粒运移机理尚不明确,且少有系统开展模拟储气库注气压力变化下的微粒运移实验研究。为此,选用相国寺储气库黄龙组碳酸盐岩储层岩心制取裂缝岩心,分别开展了应力敏感实验、气体速敏实验、模拟储气库注气压力递增和压力波动情形下的岩心流动实验,测试压力递增和压力波动的岩心渗透率和出口端微粒浊度,并借助X射线衍射和扫描电镜等手段,分析储层微粒运移的潜在微粒类型,揭示了储气库注气压力动态变化诱发储层微粒运移机理。实验表明:①驱替压力递增和压力波动实验中的压力梯度远大于速敏实验中岩心发生速敏时(微粒运移)的临界压力梯度,岩心应力敏感程度为弱~中等偏弱;②驱替压力递增和波动下岩心平均渗透率损害率分别为77%和57%;③驱替压力递增和压力波动引起储层裂缝壁面脆弱结构附着能力下降是微粒运移的重要诱发机制。分析认为,注气压力递增或频繁波动会诱发储气库储层微粒运移损害,应预防钻完井过程中外来固相微粒侵入,并对储层中固有微粒进行清除。     

地下储气库地面工艺参数及气井流量计量技术

为开发一套储气库地面配套技术,研究了储气库的注气规模、压缩机型号及注入压力、润滑油吸附与过滤分离技术和气井流量计量工艺。研究认为:天然气驱动方式的效率较电机驱动方式高;采用过滤和分离相结合的特殊结构的过滤分离净化技术,能够满足储气库高速注气的需要;超声波流量计和弯管流量计可实现注、采气的双向精确计量。该系统在喇2注气站进行了应用,能够满足工程要求。     

苏里格气井目前地层压力计算方法研究

压力是气藏能量的直接体现,及时、准确地掌握气藏的地层压力变化,对于气藏动储量计算及开发效果预测都具有重要的意义。苏里格气田由于采用井下节流的生产方式,测压较为困难,因此地层压力测试资料很少,鉴于此本次研究开展了井口压力折算法经验公式的求取、压降法、流动物质平衡法、现代产量不稳定分析法等方法的对比研究,优选出苏里格气田不同特征井所适合的地层压力计算方法。     

地下储气库注采动态预测模型

我国地下储气库建设才刚刚起步,目前尚缺乏一套相对成熟的地下储气库注采周期内动态模拟预测以及调峰气量计划配置的实用方法。从气体状态方程入手,推导出了一种预测地下储气库压力和注采气量关系的实用二元回归模型。经国内某地下储气库实例计算表明,该回归模型实用性较强,在地下储气库一个注采周期内的预测精度完全可以满足矿场要求,有利于运行管理部门优化配置地下储气库运行中的天然气供应、销售及储存。     

盐穴型地下储气库注采井造腔工艺

目前国内乃至世界其他国家在储气库建设中都是在枯竭油气层的基础上建设的,而江苏金坛盐穴型地下储气库是我国乃至亚洲第一个利用可溶盐层地下造腔工艺完成的盐穴型储气库。简述了盐穴型地下储气库造腔工艺、施工工序及造腔施工的五个阶段,为我国在未来几年建设四大区域性联网协调的储气库群探索出一条成功的盐穴型地下储气库注采井造腔经验。     

地下储气库注采循环过程中储层干化问题研究

地下储气库在注采循环过程中,井周围区域会发生储层干化,这会对储气库的正常运行产生影响。为此,在分析储层干化机理的基础上,基于大张坨储气库储层参数及地下温度压力条件,建立了单井控制区域的组分模型并模拟储气库周期性注采气过程。模拟结果表明:井周围储层干化的区域会逐年扩大,半径甚至超过百米;储层干化主要发生在注气周期,回采周期对储层的干化作用轻微;储层干化的速率及波及区域的大小取决于注采井的年循环气量及注入和采出天然气中水蒸气含量的差异;不同回采周期采出的天然气中水蒸气的含量呈现规律性变化,从开始接近干气逐渐升高到地下温度压力条件下饱和水蒸气含量,且该过程逐年后延。该研究结果为深入研究储层干化现象对储气库正常运营的影响奠定了基础。      

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地下储气库在燃气的开发和利用过程中担当重要角色,可以优化供气系统,满足天然气调峰、事故应急和战略储备,用作一种潜在的价格套利与贸易保值的工具等,具有其它储设施无法比拟的优势。地下储气库调峰量占当年气量的11％。建造地下储气库应当首选枯竭的油气藏,但对一些无此地质条件的地区来说,则应首先考虑利用地下含水层来建造储气库。尤其对“西气东输”工程所经过的长江三角洲地区来说,选择利用含水层储气方案是适宜的,从外国引进天然气,也必须会涉及到用含水层储气的问题。文章就如何利用地下含水层建造储气库的基本内容和研究方向进行系统、简要的论述。     

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按照储气库注采井的基本要求和大张坨地区独特的地面条件及油层压力系数非常低的特点，设计了具有射孔、试油、注气、采气等多功能的注采工艺管柱。通过方案实施，具有多种功能的这套管柱均一次成功完成，施工成功率100%，证明了这套管柱的可靠性。它有效地保护了油气层，克服了常规方案造成二次污染的问题，具有安全、可靠、实用、免修期长等许多优点，为今后地下储气库的建设提供了成功先例；另外，采气树整体升高方案及地面安全控制系统的设计不仅满足了特殊的泄洪区环境防污染、防火灾的需要，而且还具有简单、实用、可靠、经济等特点，为以后开发特殊环境下的油气田提供了指导意义。     

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本文介绍了利用压力恢复曲线计算气井平均地层压力的MBH法。通过对威远气田42井次地层压力的计算,表明NBH法不仅适合于气井地层压力的计算而且是较为精确的方法。     

永22含硫气藏改建地下储气库钻注采工艺技术

永22地下储气库是我国第一座由含硫气藏改建的碳酸盐岩储层的地下储气库。针对其储层埋藏深、安全要求严、施工难度大的特点,对永22储气库的钻井、注采、措施改造、联作工艺等钻采一体化工艺技术进行了论述。现场应用表明:各工艺满足生产工况条件,施工成功率达到100%,实现了经济、安全、可靠的设计目标,形成了含硫气藏改建地下储气库的钻、注采一体化工艺技术。     

盐穴储气库注—采气过程中溶腔压力和温度的估算

地下储气库在连续的注气-采气过程中,储气库内的温度和压力将不断变化,这种变化反映到井口就是气体压力的波动,而储气库井口气体压力是确定其地面工艺设备的选型和流程的关键参数.针对盐穴储气库的特点,介绍一种利用刚性容器的变质量理论计算库内的气体温度和压力的方法.     

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我国地下储气库（简称储气库）优化设计技术研究尚未形成一套成熟的系统理论和方法。文章以枯竭气藏型储气库为研究对象,用储气库的投资和年操作经营费用构成储气库的年折合费用,并以此为目标函数,建立了储气库优化设计方案比较法的数学模型。模型中将储气库投资分解为储气藏、注采井、集输与净化设备、注气压缩机及辅助设施和垫底气等5部分投资;将储气库年操作经营费用分解为气藏及注采井、集输及净化工艺系统和注气系统等3部分操作经营费用,并建立了各部分投资和操作经营费用的计算公式。介绍了以“压力—流量平衡法”为基础的模型求解方法和步骤。该方法可得到储气库设计的多个方案,每个方案由不同套管尺寸下的天然气产量和井数、井底和井口压力、注气压缩机功率、储气开始和结束时的最佳储气量、方案的年折合费用等参数组成。该法在中石化中原油田分公司文96地下储气库可行性研究的应用取得了好的效果。     

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我国的西气东输工程从新疆塔里木油田到上海，管线长度达4000公里，为确保对长江三角洲地区安全稳定的供气，就必须在长江三角洲地区建设地下储气库，从而保证在管线故障期间应急供气，同时利用地下储气库调节冬季和夏季用气量的差异，保证长输管线的高效、平稳运行。在长江三角洲地区经地库址选择，目前准备将常州盆地的金坛盐矿用以建设地下储气库。盐穴地下储气库主要选择在盐层或盐兵上，利用水溶方式形成地下溶腔进行储气，选择合适的建库地址要结合地质、水、工程等诸多因素，造腔过程中需要采取一系列控制技术，在造腔过程中还要及时采取声纳测井技术进行跟踪监测，造腔过程的检测及腔体完成后的密封安全性检测是气库能否投入运行的关键。