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。     

大港地下储气库大气量紧急调峰注采工艺

随着京津地区冬季用气形势的日益紧张，天然气供需矛盾越为突出，这就要求地下储气库需具备紧急情况下大气量调峰的能力。针对仍采用7in生产套管如何提高地下储气库紧急调峰能力的问题进行了研究。通过对3套工艺管柱的对比论证，并经现场实践，最终形成了7in生产套管配套4．5in注采气油管的工艺形式，使日安全供气能力达到了（100～120）×10^4m^3，极大地提高了地下储气库的调峰能力，并且节约了成本，降低了投资。     

地下储气库注气系统节点分析方法研究

根据地下储气库的具体特点 ,研究建立了地下储气库注气系统的节点分析方法。经喇嘛甸油田地下储气库实际资料验证表明 ,该方法计算结果比较准确 ,符合储气库生产情况 ,可以用于储气库系统优化、指标预测、配注方案编制和运行参数优选等工作中。     

考虑多因素影响的储气库气井注采能力优化

气井注采能力是储气库设计的一个关键参数,影响因素较多、确定难度大,针对这一问题,研究建立了采出过程"气藏—井筒—地面"一体化采出模型,考虑气藏储层供给能力和水锥影响、井筒冲蚀和临界携液、地面最小出口压力制约、管线摩阻损失,综合确定直井和水平井采出能力;注入过程建立"地面—井筒—气藏"一体化注入模型,考虑地面压缩机出口压力制约、管线摩阻损失、井筒冲蚀、气藏储层密封上限压力,综合确定直井和水平井注入能力。结果表明,该研究成果现场应用于A储气库,确定了水平井合理注采能力,为储气库气井合理配产配注奠定了基础。     

枯竭油气藏改建地下储气库钻采工程方案设计

据统计,目前,世界已有约427座天然气地下储气库是利用枯竭油气藏改建而成的,约占总库数的76.8%.该类储气库所具有的工作条件和生产运行的内在特性与外在要求,决定了在储气库的建设工程上,须全面认识和掌握其与油气藏开发建设工程的异同,以便更好地满足要求.结合大港油田集团钻采工艺研究院对大张坨枯竭凝析油气藏所建第一、第二、第三储气库所做的工作,对枯竭油气藏改建天然气地下储气库工程中钻采工程方案设计进行了研究和总结.结果表明采用钻采一体化工程设计思想,在钻井、固井、射孔完井等工序过程中采取的油气层保护措施,其效果是理想的.     

大张坨地下储气库地面工程设计

大张坨地下储气库是中国第一座城市调峰储气库,于2000年12月建成投产,是由正在开发的大张坨凝析气田改建而成,作为陕京输气管线的配套工程,该地下储气库的建成既保证了陕京输气管线满负荷高效运行,又部分解决了首都北京市用气调峰和事故应急供气问题.该地下储气库总有效工作气量6×108m3,设12口可注可采井,年采气期120天,年注气期220天.介绍了该地下储气库的采气、注气、露点控制设计等工艺,并结合该气库运行效果介绍了地下储气库地面工程设计中需重点注意的问题,对国内其他类似地下储气库的设计具有指导性作用.     

枯竭气藏型地下储气库的注采动态数值模拟

建立地下储气库是缓解国内天然气供需矛盾的一种较为安全、有效、持久的方法。以天然气的连续性方程为基础,采用隐式有限差分方法,研究枯竭气藏地下储气库的运行情况,用追赶法求出定产量生产方式下天然气流动方程的数值解,给出改建为储气库气藏的优选方法,以此确定循环注采的设计思路。     

水淹油气藏改建储气库注采工艺联合运行技术

由水淹油气藏改建的地下储气库受油田注水开发和水侵的双重影响,气藏主力产层水淹严重,储层内部油气水三相分布混乱,注采井生产回压高,单井注采气生产能力差,延缓了储气库的达容速度。为此,通过综合分析储气库的注气工艺和采气工艺特点,提出了储气库注气工艺和采气工艺联合运行的新技术,并应用HAZOP方法对该技术进行了风险分析和识别,制订了生产运行风险控制措施。该新技术的成功应用解决了注采井储层水淹和生产回压高的难题,有效改善了单井的注采气生产能力,加快了储气库的达容速度,丰富了水淹油气藏改建地下储气库的达容措施,进一步提高了储气库的管理水平,对我国储气库的生产运行管理具有一定的指导作用。     

砂岩储气库注采井完井工艺技术

砂岩储气库注采井必须满足安全和强注强采的要求,注采井射孔工艺推荐高孔密、深穿透以及油管传输一次负压射孔。注采井管柱采用永久封隔器或可取封隔器防止井流物对上部套管和井下安全系统的腐蚀,并采用气密封丝扣。注采井管材选择应考虑储存气体含腐蚀介质的情况,管柱尺寸应考虑最大采气量下的气体冲蚀和满足携带液体的能力,井口应耐高压和腐蚀,并装配井下安全阀。以我国已建成的第一座储气库——大张坨储气库为例,总结了砂岩储气库的完井工艺,可为后续储气库的完井设计提供借鉴。     

地下储气库注采井完井冲蚀问题初探

通过分析冲蚀产生的原因及影响因素，认为冲蚀程度是由冲蚀流速所控制。当气体流速低于冲蚀流速时，不发生冲蚀或冲蚀不明显；当气体流速高于冲蚀流速时，会产生明显的冲蚀。提出地下储气库注采井防冲蚀方法，并推导出防冲蚀所需油管最小直径的计算公式。     

气藏型地下储气库建库注采机理与评价关键技术

气藏型地下储气库是目前全球最主要的地下储气库类型,其工作气量约占全球各类储气库总工作气量的75%。为了提高气藏型地下储气库(以下简称储气库)建库地质方案设计的科学性和可靠性、优化储气库运行参数,从储气库多周期大流量强注强采的基本特点出发,综合采用物理模拟和数值模拟两种技术手段,重点研究了复杂地质条件气藏改建储气库圈闭动态密封性和气水高速交互渗流机理,建立了盖层、断层动态密封性评价和库容参数评价的关键技术。研究结果表明:(1)储气库注采工况交变应力对盖层原始静态毛细管密封和力学完整性具有不同程度的弱化作用,采用动态突破压力、剪切安全指数等指标可以全面量化评价圈闭的密封性;(2)基于高速注采互驱实验揭示的孔隙局部动用机理,建立了以有效含气孔隙为基础的储气库库容量设计方法。矿场应用实例表明,该技术应用于大型多层H储气库,有效指导了储气库建库地质方案设计,该储气库经过5个周期注采后达容率为91.8%,调峰能力由投产初期的2.7×10~8 m~3快速增至36.3×10~8 m~3,运行指标与方案设计吻合程度高。     

中国地下储气库的需求与挑战

建设地下储气库是保障安全平稳供气的主要手段之一.为此,介绍了国外地下储气库建设的主要特点和成功经验,并总结出了对中国建设地下储气库的3点启示:①地下储气库因其储气规模大、占地少、安全性能高、不污染环境等特点,成为当今世界上最主要的天然气储存方式和调峰手段;②地下储气库工作气量应达到天然气年消费量的15％左右,才能有效保...     

压后水平气井生产动态预测模型

通常压裂后气井产能的计算模型都是针对稳态渗流过程的,倾向于计算无阻流量和稳态产量,而对于整个动态生产过程的模拟则较少被提及。为此,根据复位势理论和势的叠加原理,再结合压裂后水平气井的裂缝形态和气体的流动过程,用严格的渗流力学方法推导出了具有较广泛适应性的压裂水平气井生产动态预测公式。该预测公式既能用于存在缝间干扰的情况,又能够在压裂水平气井裂缝两翼非对称、间距不相等、方位角任意的情况下使用。应用该公式对吉林油田某水平气井进行了实例计算,计算值和实际值的误差为2.6％,并且通过预测公式能够很好地模拟分析裂缝方位、裂缝条数、裂缝长度、裂缝导流能力、裂缝间距等裂缝参数对压裂水平气井的产量影响,能够满足现场预测产量的需求。     

地下储气库多周期运行注采气能力预测方法

注采气能力预测是地下储气库安全运行的核心技术之一,其预测值的准确与否直接影响到上游气田和整个天然气管网的调配生产以及下游用户的用气安全。为此,基于有水气藏型地下储气库多周期注采运行规律,根据地下储气库多周期运行盘库分析方法,利用地下储气库盘库库容参数的定义,通过一系列的数学推导,创建了地下储气库多周期运行注采气能力预测数学模型及预测方法。实例应用结果表明：①该模型预测结果与地下储气库实际运行结果十分接近,预测模型适用性较好、预测精度高;②通过地下储气库多周期运行动态分析并准确把握库容参数未来变化趋势,能够合理预测及评价地下储气库多周期运行注采气能力的变化。目前该方法应用于已建地下储气库注采气能力预测及优化配产配注中,现场应用效果较好,为进一步提高地下储气库运行效率、降低储气成本提供了技术支持。     

盐穴地下储气库选址与评价新技术

为了满足我国南方非油气主产区和天然气主要消费市场寻找有利盐矿建设盐穴地下储气库的需求,解决盐穴储气库库址筛选条件不清、建库条件评价的内容与深度不一致的问题,在分析国内外盐穴地下储气库资料的基础上,提出了地质、地表条件相结合的库址筛选原则,创建了盐穴地下储气库建库条件评价体系;然后利用上述筛选原则和评价体系对长江三角洲、中南地区、东南沿海等3大天然气主要消费市场的部分盐矿进行了筛选排序;进而对其中条件较好的淮安盐矿进行了建库条件评价。研究结果表明:①盐穴储气库库址筛选的原则包括构造、埋深、含盐地层厚度、氯化钠含量、顶板和储量等6项地质原则和地表条件、水源与卤水、与管网距离等3项其他原则,利用上述原则可以对筛选目标进行快速地优选排序;②建库条件评价体系包括对构造、含盐地层特征、密封性与稳固性、可溶性、储气规模以及地表条件等的综合评价。结论认为,所建立的评价新技术可以有效地指导盐穴地下储气库的选址与评价,为盐穴储气库的方案设计提供了依据和有力的技术支持,所提出的厚夹层利用先导性建议现场实施效果好;该项研究成果对于加快我国地下储气库的建设具有积极的意义。     

利用枯竭油气藏建设地下储气库工程的配套技术

枯竭油气藏是世界上最适合建设地下储气库的一种类型,在我国也是建设地下储气库的首选类型。为此,对利用枯竭油气藏建设地下储气库的特殊性进行了分析,发现有如下特点：原有老井多、服役时间长、井况复杂;储气层压力低,保护储层防止污染的技术难度大;储气库运行始终处于交变载荷的变化过程中,对工程质量要求更高。针对性地提出了建库工程的配套技术：原有老井处理技术（可利用老井的筛选技术、合理利用老井部署监测观察井技术、可靠封堵报废老井的配套关键技术）和建库新钻注采井在钻井-固井-完井施工全过程中实施保护储层一体化联作方式的关键技术。该配套技术对我国今后建设枯竭油气藏型地下储气库工程具有实用及参考价值。     

盐穴储气库低节流井下安全阀的研制

为了满足盐穴储气库注气排卤简化技术的设计要求,降低井下安全阀节流冲蚀的影响,以内径尽可能大、外径尽可能小为原则,优化了安全阀本体连接及液控管线与安全阀连接处的密封形式,将S13Cr-P110新材料应用于弧形阀板结构,研制了最大外径?184.15 mm的盐穴储气库低节流井下安全阀,并进行了液压控制管线及液控系统压力测试、开启关闭功能测试和泄漏速率测试。研究结果表明,SVT5低节流井下安全阀降低了安全阀处29.51%的节流,符合ANSI/API Spec 14A 井下安全阀设备规范要求,水密封试验及气密封试验均合格,为盐穴储气库注气排卤完井作业技术的发展提供经验。     

凝析气藏型地下储气库多周期运行盘库方法

地下储气库多周期运行盘库过程,是对气库库存量、库容量、工作气量以及气垫气量的全过程实施跟踪的过程,是研究气库运行规律、漏失分析以及进一步提高气库运行效率、降低运行成本的关键环节。为此,针对凝析气藏型地下储气库库内凝析气与注入干气混气的特点,从库存量的定义入手,利用摩尔体积权衡混合流体密度计算方法和气体状态方程,提出了定容和弱边底水凝析气藏型地下储气库多周期运行系列盘库计算的数学模型。所建立的盘库计算模型（库存量计算模型、注气末气体孔隙体积和库容量计算模型、采气末气垫气量计算模型、采气阶段工作气量计算模型）通过实例验证有两个显著特点：一是充分考虑了库内混合流体性质改变的影响;二是以注气过程分析含气孔隙体积和库容量变化,同时将该过程求得的含气孔隙体积作为下一采气过程分析气垫气量和工作量的主要依据,依次交替计算从而使盘库系列数据的规律性和可靠性大大增强。应用实表明该数学模型具有较高的准确性。     

国内外天然气地下储气库现状调研

天然气管网的最大特点是具有储气调峰功能,有利于保证用户用气的可靠性和安全性。这些功能可用来解决系统的供需矛盾,满足调节用户用气不均衡的需要。地下储气库是世界范围内广泛采用的主要储气调峰方式之一。章比较详细地介绍了迄今为止国内外天然气地下储气库现状,同时还简要介绍了地下储气库设计容量的确定等。     

预测页岩气产量递减组合模型的研究

页岩气由于微-纳米尺度流动机理和多尺度渗流规律的复杂性,给其产能评价和递减规律的预测带来很大挑战。针对Arps模型在页岩气产量递减预测中存在的局限性,学者们先后提出了SEPD模型、Duong模型和YM-SEPD模型,对页岩气产量预测起到了一定的指导作用。文中通过数值模拟对比了这3种模型的适用性,结果表明,在生产后期SEPD模型和YM-SEPD模型预测一般较生产数据偏低,Duong模型预测一般偏高。综合考虑这些模型的优缺点,提出了优化组合模型。根据组合模型的思路,生产20 a末的预测误差可控制在10%左右,较之前单一模型预测50%左右的误差,准确度大幅提高,并由实例应用进行了验证。