基于城市燃气输配的废弃煤矿井储存天然气方法

 结合城市燃气输配关键内容,分析了中国废弃煤矿井资源及利用的现状和特点,研究了废弃煤矿井永久地下空间作为城市天然气储存空间的限制条件,提出了废弃煤矿井储存天然气的思路。分析表明,密封性是废弃煤矿井储存天然气的限制条件,可根据城市调峰气量的确定,利用废弃煤矿井井下的永久性地下空间,并配合井下空间的改造及地面工程建设,实现废弃煤矿井作为地下储气库,以有效解决城市不同时段的天然气供需不平衡问题。     

多周期交变载荷工况下地下储气库密封性评价

随着我国引进天然气资源的高速增长,在中亚管道投运的基础上,中俄西线天然气管道建设加快提速,急需寻找建设特大规模型地下储气库保障进口天然气供需平稳安全运行。克拉2气田是西气东输一线的气源地,距离中亚、中俄西线管线中国口岸较近,改建储气库将在季节调峰、安全平稳保供和战略储备方面发挥重要作用。为了讨论克拉2改建储气库的密封性,从盖层、断层、裂缝、溢出点、储层底板和井的完整性等方面,通过考虑逆断层的活动情况,使用断面正应力的最小值评价断层的密封性,将储层底板密封性和井的完整性纳入储气库评价体系,形成了考虑原始圈闭、钻采工程和多周期交变载荷工况下的储气库密封性评价体系。认为克拉2气田通过调整开发政策在开发末期改建为地下储气库可行,为改建储气库提供依据。     

盐穴地下储气库库址地质评价与建库区优选

盐穴地下储气库具有注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点。随着中国天然气工业的不
断发展,更多的盐穴地下储气库将建成并投入运行,在天然气储备与调峰中发挥重要作用。中国天然气地下储气库建
设相对滞后,目前已建成投产的盐穴储气库只有1 座,尚未形成系统的盐穴储气库库址评价优选及方法,严重制约了
中国盐穴储气库的发展建设。以金坛储气库为例,从构造特征、盐层发育情况、盐层埋深、盐层厚度、盐岩品位、盖层
性质及厚度、密封性等方面,系统、定量的阐述盐穴地下储气库库址的优选评价指标,旨在为中国盐穴储气库库址的优
选和评价提供可行方法和理论依据,对中国盐穴储气库的建设和发展具有深远的战略意义。     

MB8边底水气藏储气库运行参数设计

边底水在储气库运行过程中会影响气井注采能力和调峰能力,国内外中等强度边底水气藏改建天然气地下储气库的案例比较少。针对青海气田MB8井区中等强度边底水特点,改建储气库时应考虑注采过程中地层水对库容与渗流的影响。基于气井气水产出特征优选注采井井型,采用水驱气藏物质平衡方程评价储气库库容,考虑气水两相渗流评价单井注采能力,同时采用数值模拟方法研究注采过程中边底水运移状况。研究表明,MB8井区改建天然气地下储气库具备可行性,可通过增加井数、降低单井注采量、优化井位部署等方式,减小边底水对储气库运行的影响;考虑边底水的影响,MB8井区改建天然气地下储气库的有效工作气量为1.7×10⁸m³,合理注采井数20口,运行压力区间为8.1～10.9MPa。     

我国地下储气库地质约束因素分析

根据我国能源结构构成及天然气这种清洁能源的消费不均衡性，导致天然气供应与调峰的矛盾，这些因素促使地下储气库在我国的发展迫在眉睫，本通过分析目前国内外地下储气库的发展现状，针对地下储气库特有的用途，从储层物性、构造圈闭、断层封闭性、力学性质、盖层封闭性等因素入手，总结在我国独特的地质背景下发展地下储气库所需条件。     

分子扩散对枯竭油藏型地下储气库动态的影响

针对枯竭裂缝性油藏型储气库渗流特性非常复杂,许多矿场在应用和理论研究中往往忽略气体分子扩散对枯竭裂缝性油藏型地下储气库动态的影响。引入了Fick第一定律,对多孔介质中的扩散系数进行了修正,计算了气体扩散流量;并将气体分子扩散流量代到WarrenRoot双孔模型中,建立了考虑气体分子扩散的枯竭裂缝性油藏型地下储气库的数学模型,应用该模型进行了实例计算。算例分析表明：储气库运行18年后,考虑分子扩散比不考虑分子扩散自由气量多损失6％,累积产油量增加1.35倍;证明了气体分子扩散是储气库气体损失的一个重要原因,同时也是注气提高原油采收率的重要机理。     

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。     

考虑裂缝变形的地下储气库数值模拟研究

在WarrenRoot双孔模型的基础上,考虑了枯竭裂缝性油藏型储气库运行过程中,压力反复升降使介质发生不完全可逆变形对储气库孔隙度和渗透率的影响,建立考虑介质变形的枯竭裂缝性油藏型地下储气库的数学模型,应用该模型进行了实例计算。算例分析表明：随储气库运行时间的增加,考虑变形的储气库压力和注气井井底流压逐渐升高、孔隙度和渗透率逐渐降低;而未考虑变形的储气库压力在一定范围内波动,注气末井底流压基本保持不变;在模拟储气库运行4年后,考虑变形计算的储气库压力比未考虑变形储气库压力高1.2MPa,注气井井底流压高2.96MPa,孔隙度是原始孔隙度的0.96,渗透率是原始渗透率的0.87,由此可见裂缝性油气藏型地下储气库的地层变形不能忽略,建议在天然气地下储气库矿场应用和理论研究时考虑裂缝变形对储气库的影响。     

国外枯竭气藏型储气库重大事故经验与启示

目前,中国正处于天然气地下储气库建设的初级阶段,在事故预防、应急与处理等方面经验存在不足。为此,开展了国外地下储气库泄漏事故调研,统计了地下储气库发生事故概率,并分析了主要原因及其危害,以期指导中国储气库安全平稳运行。研究结果表明,气藏型地下储气库发生事故概率最高,危害性最大;主要事故类型包括地面设施损坏、圈闭密封性破坏及井筒完整性失效3种。按照事故发生频次分别为地面设施、圈闭、井筒;按事故危害程度分别为圈闭、井筒、地面设施。在重点剖析了国外气藏型储气库典型泄漏案例后分析认为,应重视储气库圈闭密封性的动态监测;选址评价时应重点开展断裂与老井密封性评价。最后,结合中国储气库建设发展现状,提出了5点建议以期为中国地下储气库高效建设、安全运行提供重要保障。     

储气库的储量估算

在设计地下储气库时,储气库的储气量是设计工程师们考虑的重要因素之一。在现有气藏的理论指导下,针对计算储气库的动态储量的方法（物质平衡法、产量递减分析法、不稳定试井分析法等）所存在的局限性,提出了一种适用一般情况的新方法：首先从分析储气库中盖层的岩石应力出发,计算出岩石的破裂压力（即为储气库储存天然气时的极限压力）,而储气库的最大储气压力是极限压力的0.7~0.8倍,从而确定储气库的最大储量以及储气库的动态储量,并以实例验证该方法的可行性,为确定储气库的储量提供了一种新思路。     

流固耦合作用下含水层地下储气库天然气注采运移规律研究

针对地下储气库天然气注采运移过程中较少考虑应力场与渗流场相互耦合作用的不足,基于多孔介质弹性力学和渗流力学理论,建立了含水层型地下储气库天然气注采运移的流固耦合数学模型。首先通过对研究区块岩心开展三轴试验和应力敏感性试验得到储盖层的岩石力学参数和渗透率与有效应力的关系曲线,在此基础上建立了含水层地下储气库计算模型并对储气库天然气注采运移开展数值模拟研究,对比了耦合模型与传统渗流模型的计算精度;并重点讨论了储层渗透率、储层厚度、注入速率和排水量等参数对天然气运移规律的影响。计算结果表明:建立的流固耦合模型与传统渗流模型的计算结果具有较好的一致性,考虑流固耦合作用比非耦合作用下的储层压力增加1.04 MPa。含气饱和度随着储层渗透率和注入速率的增加而非线性增大,随着储层厚度的增大而非线性减小,随着排水量的增加影响不明显。     

非均质性气藏储气库布井方式优化设计

储气库布井方式与常规气田开发有很大不同,在相同的投资条件下,气田开发布井方式追求气田采收率最大化,而储气库布井方式追求储气库在一个采气周期(3～4月)内工作气量的最大化;特别是利用非均质性气藏建设的储气库,不同区域气井产气能力差异性较大,不宜采用一套井网。以苏A储气库为例,将建库区划分为高、低渗透两个区域,分别论证了不同区域气井采气能力以及区域工作气量随采气井数变化规律,同时,提出了一种基于工作气量最大化的非均匀布井方法,确定了高渗区、低渗区合理的井网密度。结果表明,当储气库总井为11口时,采用非均匀布井方式,高渗区井网密度为1.7口/km~2,低渗区井网密度为0.38口/km~2,储气库工作气量较均匀布井提高0.99×10~8m~3,提高幅度14.6%。     

从世界与中国油气供需形势看中国油气安全

石油与天然气资源是不可再生的战略性资源,与国家的经济发展、国防安全等领域息息相关。从全球范围来看,中东、非洲和中南美洲是石油和天然气资源储量丰富的地区,也是未来石油天然气的主要出口地区;亚太、北美和欧洲是石油天然气资源的主要消费区。这种供需结构给中国的石油天然气安全造成很大的隐患。本文主要从全球及中国的石油天然气探明可采量、供需状况这一角度来探讨中国的油气安全问题。     

油气田边远地区天然气资源的综合利用研究

油气田边远地区天然气资源包括油田放空天然气(主要是油田伴生气)和低产气井天然气,它们均因气量小,就地无用户和远离输气管网等原因长期未得到开发利用,不仅极大地浪费了资源,而且严重地污染了油田地区的大气。综述了国内外可用于油气田边远地区天然气资源开发利用的净化技术和综合利用技术,认为利用这部分天然气资源应依据气质、气量和市场需求选用合理的净化技术及利用技术,最后对吐哈油田边远地区天然气资源的综合利用进行了研究。     

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.     

新疆呼图壁地下储气库建设及运行

新疆呼图壁地下储气库是西气东输二线首个大型储气库,目的是满足天然气调峰、事故应急和战略储备。根据呼图壁储气库基本情况和储气库建设前期论证、方案编制、工程建设、运行管理等多个阶段的历程及工作开展情况,在工程建设阶段,重点介绍了新井钻、完井和老井封堵等。储气库投运后,如何持续推进储气库精细管理工作。     

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。     

永22含硫潜山油气藏储气库水平井钻井技术

永22潜山改建地下储气库是一个带油环和底水的中含凝析油的含硫气藏,主要产油气层为奥陶系的峰峰组和上马家沟组,气藏原始压力系数1.01,天然气中硫化氢含量570～1300mg/m3。华北油田钻井工艺研究院对含硫潜山油气藏地下储气库注采井的钻井工程进行了详细研究,形成了该类储气库注采井的水平井钻井技术,并对永22潜山地下储气库进行了钻井工程设计。本文主要介绍了以下几方面的内容：井口布置、造斜率分析及井眼轨道优化、已钻井资料分析与井身结构设计、套管柱设计、固井设计、钻井液体系和防漏失防硫化氢重点施工措施等。     

我国天然气供应安全影响因素研究 ——基于主成分和VAR模型

天然气作为清洁能源在能源消费结构中所占比例不断提高,建立供应安全指标体系对认识供应影响因素.提升天然气供应安全具有重要意义.从国内供需、技术创新和进口三个维度构建我国天然气供应安全指标体系,利用主成分法和VAR模型分析各指标因素的影响程度.结果表明,我国天然气供应安全主要取决于天然气自给率、天然气管道长度、技术创新以及对外依存度.结合我国天然气供需现状和发展趋势,提出了我国天然气供应安全策略:多气并举,提高国内天然气供应;加快运输管网建设;加大技术创新投资力度;发展可再生能源.     

板中北砂岩型储气库压力应变规律分析

 地下储气库(UGS)是解决天然气供给与需求不平衡问题的重要设施。枯竭气藏是建设UGS的理想储层,而储层的综合性能决定了建立UGS的可行性。气藏的存储能力是衡量UGS运行效果的重要指标,为正确判断板中北BZ气库存储能力变化特征,文章综合分析了研究区储层发育特征,对BZ气库主力储层压力应变数据进行了统计和对比。借助数学模型分析储层孔隙结构压力应变的影响因素,提出原始孔隙度、气库运行压力与气库储层压力应变特征存在相关性。实际生产历史拟合检验结果表明,所提出的分析方法和数学模型有助于正确地定量认识气库运行规律,为实际生产管理中制定相应的运行方案提供了一种有利的分析手段。