地下储气库评价设计方法及应用

地下储气库对调节冬夏季节天然气供需矛盾，保障用户需求、优化集输系统功能有重要作用。在对地下储气库概念及原理进行阐述的基础上，提出了建立地下储气库应具备的首要条件，同时对地下储气库设计过程中应重点解决的回顾及指标设计进行了详细论述。通过建设实践，证实了文中提出的设计及评价方法的可靠性。     

盐岩地下储气库体积收敛失效概率分析与模型试验验证

盐岩地下储气库受盐岩蠕变特性影响会产生较大的体积收缩变形,影响储气库安全稳定运行。目前对地下储气库体积稳定性分析方法和评价准则各国没有统一标准,国内主要采用数值计算的方法来评价储气库体积稳定性。以江苏金坛盐矿地下储气库体积收敛数值分析为基础,借鉴国外盐岩地下储气库稳定性评价标准,建立盐岩地下储气库体积收敛失效风险评价矩阵,采用一次二阶矩法显示功能函数分析储气库体积收敛失效概率,分析得出：储气库在长期恒定内压工况下体积收敛失效概率随内压的增大而减小;在短期调峰低压工况下体积收敛失效概率随内压的减小而增大;最小内压应保持在4.2 MPa以上。通过交变气压条件下层状盐岩地下储气库大型三维地质力学模型试验得出:储气库体积收敛变形随内压的增大而减小;短期运行最小内压应大于4.0 MPa。模型试验结果与失效概率分析结论较为相似。因此,为避免盐岩地下储气库产生体积收敛破坏,应保证调峰短期最小内压在4.0 MPa以上。     

盐岩地下储气库风险评价层次分析模型及应用

国内盐矿具有埋藏浅、盐层薄、夹层多、品位低等特点,导致盐岩地下储气库建设和运营面临诸多技术风险。在盐岩地下储气库风险因子模糊综合评价基础上,建立了层状盐岩储气库破坏、油气泄漏、地表沉降的3大事故风险层次分析模型,并构建了风险因子对3大事故影响程度判断矩阵;将建立的模型用于评价江苏金坛盐岩地下储库气的运营风险状况,确定出储气库3大事故风险因子影响权重分布和风险等级。研究结果表明：（1）储气库破坏应重点控制低压运行压力、运行时间和矿柱应力状态;（2）储气库泄漏应重点控制套管靴位置、夹层结合面滑动、高压运行压力和管道阀门受损;（3）储气库地表沉降应重点控制顶板厚度、低压运行压力和运行时间;（4）储气库破坏和泄漏属中等风险水平,储气库地表沉降属高风险水平。油气储库3大事故风险因子权重分布和风险等级的确定,为盐岩地下储气库风险调控提供了理论指导。     

光纤位移传感器在盐岩地下储气库群模型试验中的应用

为了研究盐岩地下储气库群运行过程中注采气压变化对洞周围岩变形的影响,设计开发了一种基于光纤布拉格光栅技术的棒式光纤位移传感器,并将其成功应用在盐岩地下储气库群模型试验的位移监测中。试验结果表明,注采气压速率是影响盐岩储气库运营安全的重要因素。采气过程中洞周出现径向收敛位移,该位移随采气速率和时间的增加而增加;注气过程中洞周出现扩张位移,该位移随注气速率和时间的增加而增加。空间上,气压变化对洞腔腰部位移影响最大。为了保证储气库运行安全,应控制注采气速率。针对所研究工程原型,建议储气库的最大采气速率应小于0.65 MPa/d,最大注气速率应小于0.75 MPa/d。     

中国石化枯竭气藏型储气库注采技术及发展建议

经长输管线输送的天然气注入到地下空间而形成的人工气藏称为地下储气库。国内外现有储气库大多数是枯竭气藏型地下储气库。中国石化储气库建设起步较晚,基础较为薄弱,同时与国内外已建成储气库相比,中石化储气库建设面临的地质条件和注采工况也较为复杂。以中国在建最大储气库项目中原文23储气库为例,其复杂地质条件以及面临的"快瞬变非稳态增压"注采难题需要进行专门研究。分析了目前中石化枯竭型气藏储气库建库现状,提出了建库技术挑战,总结了现阶段取得的注采关键技术研究成果,通过分析中国石化枯竭气藏型储气库注采技术研究现状和最新进展,提出了国产化技术完善、智能化注采营运、一体化模拟实验室的建设等方面的发展建议和要求,为持续加强规模化储气库群建设的支持提供参考。     

含水层地下储气库参数优化问题分析

讨论了灰色物元法在含水层储气库参数优化问题中的应用。天然气地下储气库的建造是一项大型、复杂、具有多目标性的工程项目,包括固定资产投资、钻井、修井、注采气工艺完善、地面建设等,需要上亿元的投资,因此其方案的确定,事关重大,必须在建设前期进行充分的技术和工程论证。地下储气库设计方案的优选需要考虑使用功能、技术性、经济性、安全性、环境影响等诸方面的效果进行综合论证,来确定最优方案。由于确定地下储气库优化设计指标类型的多样性,不相容性,且其量纲也不尽相同,甚至有些指标只能是定性描述的非量化灰数,这就导致地下储气库建造设计方案的优选是属灰色系统问题。利用灰色物元分析法优选储气库参数,可以使储气库的参数设计达到最佳。     

地下储气库地应力模拟研究与地质完整性评估——以相国寺为例

为保障国家调峰保供需求,目前相国寺地下储气库(以下简称储气库)提出并正在进行扩压增量工程,为有效指导储气库运行上限压力优化,同时确保储气库长期安全运行,亟需对相国寺储气库开展地质体完整性评估。综合地质、地震、测井、动态监测资料以及各类室内岩芯实验数据,建立相国寺储气库三维静态及四维地质力学模型,分析了储气库地质体地质力学特征,分别对不同气藏孔隙压力特征下的盖层、底托层、断层稳定性进行应力应变模拟及评估。结果表明：梁山组盖层以及韩家店组底托层在储气库运行过程中产生的地层形变量小;5条控藏断层在储气库前期运行及现今注采条件下没有断层活化风险;模拟储气库注入压力高于原始气藏压力6 MPa时,储气库地质体完整性存在失稳风险。研究成果精细定量化评估了储气库在动态应力场影响下的运行安全,对优化储气库运行方案具有重要的指导意义。     

含水层地下储气库参数优化问题分析

讨论了灰色物元法在含水层储气库参数优化问题中的应用。天然气地下储气库的建造是一项大型、复杂、具有多目标性的工程项目，包括固定资产投资、钻井、修井、注采气工艺完善、地面建设等，需要上亿元的投资，因此其方案的确定，事关重大，必须在建设前期进行充分的技术和工程论证。地下储气库设计方案的优选需要考虑使用功能、技术性、经济性、安全性、环境影响等诸方面的效果进行综合论证，来确定最优方案。由于确定地下储气库优化设计指标类型的多样性，不相容性，且其量纲也不尽相同，甚至有些指标只能是定性描述的非量化灰数，这就导致地下储气库建造设计方案的优选是属灰色系统问题。利用灰色物元分析法优选储气库参数，可以使储气库的参数设计达到最佳。     

枯竭气藏型储气库中地质力学问题浅谈

枯竭气藏改建地下储气库具有地层构造已知、建库周期短、投资费用小等优点,但其对密封性及地质条件要求高,潜在的地质力学问题较其它种类储气库要复杂得多。本文总结了枯竭气藏型储气库建设和运行中所面临的地质力学问题及其研究现状,并就H储气库存在的循环注采诱发应力场变化导致地表形变及断层活化的地质力学问题,提出采用区域地震事件研究、地质力学分析以及地质力学耦合建模相结合的思路与方案进行研究,所得结果有利于确定储气库安全运行压力范围,为储气库库容建设提供重要参考。     

盐岩储气库运营期时变可靠度计算及风险分析

盐岩是一种典型的流变性材料,其蠕变特性对建于其中的储库稳定性具有重要影响,储库可靠性具有明显时变特性。虽然在盐岩的蠕变力学特性及其变形特性方面,前人已做了大量的研究工作,但国内外在基于随机力学理论的盐岩储备库时变可靠度风险分析方面的研究尚不多见。以国内某盐岩地下储气库为例,建立了相应的可靠度计算功能函数,开展储气库运营期时变可靠度计算及储库风险分析研究。以储库的蠕变体积收缩率为风险控制指标,采用响应面法结合Monte-Carlo抽样,对储气库进行设计运营期内不同内压条件下蠕变随机力学计算,得出了储库可靠指标随时间的变化规律及风险发生水平,拟合出满足工程可靠度要求的体积收敛率限值与储气内压的关系式,并探讨了储气库可靠性对主要随机因素的敏感性,结论可为盐岩地下储气库的安全运行和后期维护提供理论依据     

Comparison of the Surface and Underground Natural Gas Occurrences in the Tazhong Uplift of the Tarim Basin

<正>The oil,gas and water volumes revealed by the productivity of exploratory wells do not reflect the actual underground situations.Under the geologic conditions,a certain amount of dissolved natural gas is stored in oil or water.Based on the production test data of exploratory wells in the Tazhong uplift of the Tarim basin,this paper discusses in detail the differences in occurrence and distribution featrues between the surface and underground natural gases;presents a restoration of the surface gas occurrence to actual underground geologic conditions according to the dissolubility of natural gas under different temperature,pressure and medium conditions;and classifies the natural gas into three states,i.e.the oversaturated,saturated and undersaturated,according to its relative content underground.Through a comparative analysis of the differences in surface and underground occurrences of natural gas,it discusses the hydrocarbon reservoir formation mechanism and distribution rules,thereby providing guidances as new methods and technologies for the prediction of potential natural gas reservoir distribution in the study area.     

中国高效天然气藏形成的基础理论研究进展与意义

介绍了国家重点基础项目(2001CB209100)关于高效天然气藏形成的研究进展,提出气源灶有效性、成藏过程有效性以及要素组合有效性是高效气藏形成的核心研究内容。在两年多研究中,提出了“有机质接力成气演化模式”、“高效气源灶概念与评价方法”、“高效成藏过程的评价指标”、“叠合盆地深层优质储层形成的机理与模式”以及“高效气藏形成的三大要素组合”等认识上的进展。这些进展,不仅丰富和完善了中国天然气地质理论,而且对指导高效气藏的勘探、拓展天然气勘探领域都有十分重要的意义。     

惠民凹陷南坡天然气藏形成条件及勘探方向

从气源岩、储层、圈闭等方面分析了惠民南坡的天然气成藏条件,认为该区烃源岩条件良好,有古近纪的暗色泥岩和石炭一二叠纪煤系地层作为气源岩,同时该区深大断裂发育,岩浆活动强烈,还具有充足的非烃气源;地层发育全,沉积体系多,发育多种类型的储集层,形成6套储盖组合,具备天然气聚集成藏的良好地质条件。研究表明,曲堤地垒和济阳地堑东部的古生界圈闭是深层气勘探的有利方向,非烃气的主要勘探方向是王判镇潜山带的新近纪地层构造圈闭和浅层“亮点”岩性圈闭。     

山东济阳石炭-二叠系煤成气储层沉积研究

在建立层序地层格架的基础上进行煤成气储层沉积学研究。储集在二叠系砂岩(属于致密砂岩)储层内的煤成气藏成为重要的天然气藏。济阳地区上石盒子组万山段、奎山段和孝妇河段,发育河流相、湖泊滨岸相为主要特色的砂质沉积,是煤成气主要储集层。主要储层沉积相为河道滞留与边滩组成的河道充填。煤成气储集空间主要是次生孔隙。本区石炭-二叠系砂岩成岩作用强烈,原生粒间孔保存较少,大部分的粒间孔隙是由于后期溶蚀作用形成的。这种次生的粒间孔隙充填在粒间孔隙之间的杂基或胶结物后期经溶蚀作用形成。二叠系气藏的直接盖层主要是下石盒子组的河漫相、山西组及太原组的三角洲平原和湖沼相沉积的泥岩、煤和炭质泥岩。     

煤层气储层钻井过程中的地层损害及保护

钻井施工是造成煤层气储层损害的一个重要环节,针对煤层气储层的特点,分析了煤层损害的机理及特殊性,并简要介绍了保护煤层免受损害的钻井技术。     

试论煤储层气—水两相流系统

根据3种煤层气运移边界类型与7种煤层重力水运移边界类型的组合形式,将煤储层气—水两相流系统划分为3种基本类型,并结合具体实例探讨了不同类型与煤层气产出潜势之间的关系。研究表明,开放型系统中的煤层气和地下水具有运移显著且交替活跃特征,煤层气井产能必然相对较低;半开放型系统的边界条件较为复杂,导致煤储层含气性、煤层气产出潜势变化较大;封闭型系统具有地下水滞流及煤层气被封闭的基本特征,极有利于煤层气的富集高产。      

辽宁省兴城河流域地下水库建设方式研究

兴城市地处辽西走廊中部,素有"渤海明珠"之美誉,具有旅游疗养的优越条件。本文从地下拦水坝工程;地表拦水坝和引渗工程;地下水开采工程及管理监测系统等方面论述了地下水库设计方案。对地下水库建成后的库容量进行了计算。     

SL地区大安寨段页岩气储层预测浅论

SL地区大安寨段地层具有良好的页岩气成藏条件,有的井在该层段钻获工业气流,而有的井则钻遇干层或微弱产气,说明该层段的页岩气储层平面分布呈不均匀状态,资料表明该区页岩气的富集主要受泥页岩热成熟度、有机碳含量、裂缝发育和地层压力等因素控制。所以寻找该区大安寨段裂缝及有利的岩性组合是首要因素,利用三维纵波叠后地震资料,针对sI。地区大安寨段页岩气储层段,采用提取瞬时振幅属性及曲率分析技术,对珍珠冲组大安寨段进行有利储层分布区域进行预测,预测结果与钻井资料吻合较好,证明这两种技术方法综合起来分析运用,具有较好的实际应用价值。     

松辽盆地徐深气田火山岩气藏相态与渗流机理

通过徐深气田天然气气体状态方程( PVT) 性质、天然气饱和水汽量和地层水PVT性质测试及全直径岩芯分析的气藏启动压力、储层流速敏感性和应力敏感性评价, 探讨了火山岩储层渗流机理。结果表明: 徐深气田火山岩气藏中CO₂含量差别较大(最高达86.88% ) , 天然气分子量与CO₂含量呈正相关; 偏差系数、饱和水汽含量及地层水中天然气含量受地层温度、压力、天然气组成及地层水矿化度等影响; 火山岩气藏启动压力与束缚水饱和度和空气渗透率均呈幂指数关系; 储层呈气水两相流特征, 具有弱速敏性和较强的应力敏感性, 易造成储层渗透率伤害以及孔隙结构改变。     

以喉道为参数的致密砂岩气储层评价方法--以库车坳陷迪北地区致密砂岩气为例

致密砂岩气作为一种非常规天然气在我国呈现出快速发展的趋势,然而目前致密砂岩气储层的评价仍然沿用常规油气藏储层评价的方法。事实证明常规油气藏储层评价的方法明显不适用于致密砂岩气。本文通过对比常规气藏与致密砂岩气的发育特点,以库车坳陷迪北地区致密砂岩气为研究对象,开展多手段的储层孔喉微观分析,认为喉道半径是控制致密砂岩气运聚与富集的关键因素之一。并通过改进的Windland方程以进汞饱和度35%时所对应的喉道半径（R₃₅）为主要参数,建立了适合于研究区的致密砂岩气储层评价方法。评价结果显示,R₃₅=0.17 μm是区分库车坳陷迪北地区致密气有效储层与无效储层的界线;同时依据R₃₅的大小可进一步将有效储层划分出Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储层。