金坛盐穴储气库畸形对盐腔体积影响

金坛盐穴储气库属于层状盐岩型储气库,建设过程中经常出现腔体畸形、偏溶现象,严重降低盐腔有效体积。研究腔体畸形对盐腔体积的影响规律,并在造腔过程中加以控制,将有助于加快库容工作气形成。结合金坛盐穴储气库实际盐腔情况,分析了腔体畸形、偏溶和底坑形状对盐腔有效体积的影响,并根据其形成原因给出了相应解决措施。结果表明,金坛盐穴储气库畸形、偏溶腔体约占总数的30%,畸形系数(11.8～90.1)×10^-3,畸形系数越大盐层利用率越低;畸形导致横截面为椭圆形,且不同深度的腔体直径差别较大,使腔体周围盐层利用率降低;偏溶使井间矿柱宽度过低,矿柱比减小,腔体直径受限,腔体积严重降低;底坑形状可分为“V”形、“一”形、“”形、“A”形4种,其注气排卤效率依次降低,其中,“”形、“A”形最不利盐腔空间利用,严重降低储气体积。对于腔体畸形可采用的控制手段有降低排量、采用正循环、天然气阻溶回溶等技术。对于偏溶可采用预测偏溶方向合理设计井位、降低矿柱比增加腔体直径等措施。底坑畸形尚无有效控制手段和提高注气排卤措施。该研究为后期腔体形状控制和提高盐腔体积奠定了理论基础,将有助于加快金坛盐穴储...     

盐穴储气库回溶造腔技术研究

为提高地下盐穴储气库的经济性,在确保运行安全前提下,开发企业要求盐穴储气库地下净体积尽可能大,而在造腔过程中由于地质情况、工程故障以及认识不到位等原因导致腔体部分盐层未得到充分溶蚀,体积没有达到最优,为充分利用日渐匮乏的适合建库盐层,有必要进行回溶造腔,提高单腔有效体积。利用注气排卤管柱,在注气排卤后,回注淡水,驱顶天然气使卤水界面至设计深度,对界面下盐层进行回溶扩腔。为此,建立了回溶造腔数学模型,并针对金坛储气库L井进行回溶造腔模拟研究。结果表明,L井回溶造腔一个轮次可有效提高腔体有效体积13.04%,效果显著。研究结果对提高盐层利用率和已有腔体有效体积等具有重要意义。     

金坛盐穴储气库上限压力提高试验

为了精确获取造腔层段最小主应力以确定盐穴储气库上限压力,确保气腔安全稳定运行且最大限度地发挥盐穴储气库的功能。在金坛储气库进行小型水力压裂地应力测试,测量5个层段的最小主应力,选取注采B井套管鞋处最小主应力22.5 MPa的80%,即18 MPa作为理论上限压力。上限压力的确定需进行数值模拟,研究表明,注采B井在上限压力18 MPa下满足气腔稳定性和密闭性的要求。根据注采站压缩机技术参数和安全考虑,金坛盐穴储气库确定了上限压力提高0.5 MPa的方案,且提压过程中利用实时微地震技术监测腔体及围岩的稳定性。经过现场提压试验,注采B井上限压力达到17.5 MPa,库容从3 481.06×10⁴ m³增加到3 590.39×10⁴ m³,工作气量从2 137.02×10⁴ m³增加到2 246.15×10⁴ m³,增加了5.11%。研究认为：虽然盐穴储气库行业普遍采用最小主应力的80%~85%的经验值作为盐穴储气库上限运行压力,但采取的上限压力需要进行数值模拟。通过理论模拟研究和现场试验,金坛盐穴储气库上限压力可以从当前的17.0 MPa提高到17.5 MPa。     

岩盐储气库溶腔数学模型研究

对盐岩地层建设地下储气库的溶腔数学模型进行了研究.为了设计和形成稳定的溶腔形态,依据流体力学、化学动力学及物质平衡原理,对水溶建腔机理进行了分析,建立了盐岩溶腔溶质传输-流体流动数学模型;根据流体力学基本原理和对流扩散理论以及物理模拟基本规律,建立盐岩溶解速度方程;并通过数值方法对腔体态进行了模拟研究.结果表明,在合理的工艺条件下,通过盐岩水溶开采可以获得稳定的腔体形态,以满足地下储气库的要求.从而为盐穴储气库的溶腔设计提供理论依据和决策手段.     

实时微地震监测金坛盐穴储气库稳定性

地下腔体的稳定性是盐穴储气库安全平稳运行的重中之重。为了实时监测盐穴储气库注水排卤和注采气过程中腔体状态进而评价注采运行参数的合理性,利用微地震技术连续监测23 d,通过井中方式布置12级检波器,采用地面震源进行检波器空间定向,联合P波S波信息进行微地震事件空间定位。通过微地震事件数量和注采参数的交汇分析研究生产工艺对腔体稳定性的影响。研究成果表明,为期23 d的监测过程中共发生419个有效信号;在2口造腔井各监测到16个微地震信号,在注采井中并未监测到明显信号;在两口注采井之间监测到大量微地震信号,结合三维地震数据及b值分析认为是天然裂缝活动;分析监测到微地震震源属于剪应力和张应力共同作用,其中张应力占主要作用的震源较多。研究认为,当前的注采运行参数满足盐穴储气库的安全运行要求;建议后续的研究过程中延长监测时间以加强微地震数量和注采参数的统计规律,加强气腔之间的天然裂缝活动研究以保证储气库的安全运行。     

盐穴储气库垫底气利用方案研究

为保证盐穴的安全,盐穴储气库运行过程中留有垫底气,这是盐穴储气库的特点之一,也是盐穴储气库的缺点。为充分利用盐穴储气库的垫底气,首先介绍了紧急工况下的最小运行压力概念,并给出基于屈服-扩容-破坏复合强度理论的设计准则,该方法能够采出部分垫底气;其次,为了置换出全部的垫底气,提出饱和卤水置换盐穴储气库垫底气的技术方案,该方案能够置换出全部的垫底气,但该方案需要大量的饱和卤水;然后,提出采用高压空气置换盐穴储气库垫底气,利用饱和卤水作为隔离介质,高压空气推动饱和卤水,饱和卤水推动天然气来置换出全部垫底气,该方案仅需一口溶腔的饱和卤水作为隔离介质,就可以用空气置换出全部的垫底气,但置换效率受制于液体的流动速度;最后介绍了一种内胆式盐穴储气库,该型储气库为无垫底气式储气库,能够高效采出全部的天然气,并能保持盐穴内压在一个较高的压力水平,有利于盐穴的稳定,能够延长其使用年限。     

盐穴储气库溶腔夹层应力分布规律

 针对层状盐岩地层水溶造腔过程中不溶性夹层的破坏坍塌现象,建立了夹层力学分析模型,应用小挠度薄板弯曲理论求解,得到了夹层剖面内各应力分量的分布规律。对夹层破坏坍塌条件进行分析,给出了一种计算夹层极限跨度的方法。研究成果为盐穴储气库水溶造腔过程中夹层破坏坍塌的预测提供了理论依据和有效的计算方法。     

盐穴储气库夹层力学简化模型研究

笔者针对盐穴储气库溶腔夹层的受力与破坏特征,运用应用梁的弯曲理论,建立了夹层简化力学模型,并应用该模型进行了求解,得到了夹层剖面内弯曲剪应力和弯曲正应力分量的分布规律,计算结果与应用小挠度薄板弯曲理论计算结果基本一致。但应用本文所建简化力学模型求解时,不依赖于夹层弹性模量和泊松比。研究成果为盐穴储气库溶腔夹层的力学分析提供了一种简单有效的计算方法,方便现场应用。     

盐穴地下储气库在我国的发展动力和趋势

本文从天然气产业发展的角度，分析了天然气生产、运输和市场对大型地下储气库存储设施的需求动力，根据不同类型地下储气库的运行特点，分析了未来10至20年盐穴地下储气库在我国的发展趋势。通过分析，我们能很清楚的看到大容量和高注采速率的盐穴地下储气库在我国南方地区的需求将会持续增加，但由于其建设周期较长，与当地盐化工产业的发展紧密相关，一般应提前3至5年先于管道工程建设，才能与管道系统的投产和运行紧密衔接，保证管道系统的调峰和安全运行，提高管道系统的运行效率和经济效益。     

盐穴储气库三种典型岩石拉伸声发射特征研究

盐穴储气库的三种典型岩石为盐岩、泥岩、钙芒硝岩,为了得到三种岩石拉伸状态下的声发射特征参数规律,开展了巴西劈裂试验和声发射试验,计算分析得到的主要结论如下：1）三种岩石中,盐岩的强度最低,峰值应力为1.27MPa,不足泥岩的1/2,略低于钙芒硝岩。峰值应力对应的应变盐岩最大为0.0076,可达泥岩的1.5倍,钙芒硝岩的2倍以上。2）三种岩石中盐岩的声发射事件数最多为10148次,泥岩为119次,钙芒硝岩为1166次。盐岩首先在垫条处出现声发射事件点,泥岩与钙芒硝岩则在试样中间部分出现并沿加载方向朝两端延伸。3）三种岩石的能量率和振铃计数率在屈服变形阶段大幅上升,盐岩累计能量和累积振铃计数呈平滑曲线形式上升,泥岩的曲线呈阶梯状, 钙芒硝岩在峰值应力附近陡增。平均能量和振铃计数盐岩最大为216.5和1200.6次,泥岩与钙芒硝岩相近,并且与盐岩的差值较大。     

环形腔气体溶解析出对油气悬架性能的影响

工程车辆单气室油气不分离式油气悬架内随油液流动进入环形腔的气体,在环形腔内溶解析出会对油气悬架性能产生一定的影响.为此,文中建立以环形腔内气体体积为判断导向的油气悬架非线性数学模型,采用联合模拟仿真的方法求解非线性方程组,分析环形腔内气体溶解析出对环形腔内压力变化的影响,并搭建等比例油气悬架试验台进行验证.仿真结果和试验结果对比表明:文中建立的数学模型能够准确地描述环形腔内气体溶解析出变化对油气悬架性能的影响;环形腔内气体溶解析出在油气悬架设计和使用过程中不可忽略;在此影响过程中气体溶解度和油气悬架外加激励的作用明显;环形腔内气体溶解析出变化对油气悬架簧上质量相对位移的影响有限,但对油气悬架内部结构的冲击、振动强度及寿命有较大的影响.     

钙芒硝岩盐溶解特性的实验研究

通过在NaOH,Na2CO3,NaHCO3, HCl溶液和H2O中的溶解实验,对钙芒硝的溶解特性进行了研究,得出了钙芒硝在氢氧化钠溶液中溶解速度较快的结论。由于其中一部分芒硝是由化学反应而生成的,因此其溶解属于化学溶解。     

岩盐溶解特性及其传质过程的研究

通过岩盐溶解特性和NaCl溶液扩散两实验研究，探讨了构成岩盐溶解过程的NaCl从岩盐体溶解分离过程中NaCl溶液的传质过程，得出了岩盐溶解速率和扩散系数随各主要影响因素的变化规律及其相应的计算公式，建立了岩盐溶液的动态平衡微分方程。     

考虑差异化相渗的致密气藏开发效果分析

压裂改造是低渗致密气藏增产的重要措施,而考虑地质-工程一体化的气藏开发动态预测是致密气藏开发的热点问题。大规模水力压裂也会造成改造区相渗与未改造区相渗出现差异,并且不同储集层类型也对应着不同的相渗关系。因此,基于差异化相渗的致密气藏一体化模拟研究具有重要意义。从工程-地质一体化建模流程入手,考虑基质和裂缝的相渗差异,并结合3种储层地质及相渗关系形成了考虑差异化相渗的模拟流程,该模拟方法能有效解决前期返排阶段产水量拟合效果较差的问题。通过考虑差异化相渗的一体化模拟对低渗致密气藏3种储层类型的开发特征和开发效果进行了分析,并建立无因次压降与采出程度的关系图版,用于评价气藏不同时期的开发效果。研究表明,残余气饱和度的高低决定了气井开始产气的滞后时间,残余气饱和度越低,气井返排期越长;在考虑差异化相渗的情况下,含水饱和度对采收率影响最为显著、渗透率次之,孔隙度与有效厚度影响较小。通过本文的研究揭示了不同储集层物性对开发效果的影响规律,对指导致密气藏高效开发具有重要的理论及实践意义。     

金坛储气库岩盐蠕变特性及其实用本构研究

通过对金坛盐矿储气库岩盐大量的实验发现:在不同应力水平作用下,岩盐的瞬态蠕变变形介于0.1%到2%之间,一般高应力水平作用下的变形量较低应力水平作用下的变形大;试件的稳态蠕变率从0.0023%/h到0.15%/h变化不等,随应力水平的提高,岩盐蠕变率变化十分明显。表明:应力水平越高,瞬态蠕变变形和稳态蠕变率均越大;反之亦然。在分析应力水平与蠕变变形关系实验及理论分析的基础上,结合金坛储气库实际,建立了基于应力水平的岩盐瞬态及稳态蠕变综合本构方程。该本构方程理论计算与实验结果吻合较好,可为金坛储气库运营的稳定性分析提供一定的参考依据。     

大牛地气田盒1段致密气特征及评价新方法

大牛地气田盒1段气藏储量丰度大,但整体动用率偏低,物性较差、非均质性强是动用程度较低的根本原因。常规测井数据对气层响应不明显,和评价过程的人为因素是影响气层有效评价的主因。通过测井、薄片分析、实验分析、试井等资料的综合分析,在总结气层特征与高产富集因素的前提下,探求定性、定量结合的办法对盒1段致密气进行方便、有效地评价。各参数权重分析结合高产富集因素分析结果显示,可利用重要参数对气层进行定性评价;选取关键井单采气层的测井、地质参数,建立定量分级评价模型,可对气层进行良好分级评价。气层单井、水平井产能数据与评价结果进行对比验证,认为气层综合评价方法可用于复杂致密砂岩气评价,评价结果可指导直井、水平井开发。     

渝东南龙马溪组页岩气储层物性特征

 页岩气储层的物性特征是决定页岩气开发方案的重要因素。通过对渝东南下志留统龙马溪组页岩露头岩心的实验测试,研究了渝东南地区页岩气储层的物性特征。结果表明,渝东南龙马溪组页岩地层为层理发育,频散现象明显,但随着层理倾角的逐渐增加,波速整体呈下降趋势;页岩的孔隙度变化范围为1.5%～2.5%,渗透率变化范围为2.5×10^-4～1.3×10^-3mD,孔径分布以中孔隙为主,大孔隙较少,基本上没有微孔隙,毛管力较大;页岩的石英含量高,黏土含量低,为硬脆性页岩,脆性参数为0.49～0.77,平均为0.58;黏土成分以伊利石为主,含少量绿泥石和伊/蒙混层,不含蒙脱石,膨胀性能弱。研究结果为渝东南地区页岩气储层的开采方式选择、失稳机理分析以及压裂液方案设计提供了依据。     

裂缝油藏回注溶解气混相驱替特征及影响因素

裂缝油藏回注溶解气混相驱油机理较为复杂。以实际裂缝型挥发油藏为例基于双孔双渗组分模型研究了回注溶解气的驱替特征和原油驱动方式;分析了扩散作用、窜流能力、压敏效应、采油速度和回注气比例的影响规律。结果表明:回注溶解气混相驱替时,原始弹性能量、原油溶解膨胀和注气波及同时存在;地层压力逐渐下降,溶解气油比逐渐增高;储层原油轻质组分和饱和压力逐渐增加,黏度和密度逐渐减小。扩散作用和裂缝者质窜流有利于减小注入气沿裂缝的突进同时降低基质原油黏度和密度,但减弱了注气波及作用;压敏效应可以增加岩石的弹性能量,有利于提高原油采出程度;适当地提高采油速度和回注气比例有助于增强波及作用其中1.2的回注比可以实现注采平衡。