天然气地下储气库可靠性评价方法

根据系统可靠性理论,借鉴电力系统可靠性的研究成果,对天然气地下储气库可靠性评价进行了初步探索,从安全运行方面研究,确定了天然气地下储气库系统可靠性参数,包括故障率、可靠度、可用度,提出了相应的计算方法;从用户需求方面研究,建立了天然气地下储气库系统可靠性评价指标,包括缺气时间概率、缺气时间频率、缺气时间期望值、缺气平均持续时间、缺气量期望值、系统缺气量指标、停气影响严重性指标,形成了相应的计算方法。可以根据停气影响严重性指标划分天然气地下储气库系统的可靠性等级,为决策者提供制定方案的依据。     

盐穴地下储气库注采方案

盐穴地下储库的天然气注采性能是衡量储气库效能的重要指标,也是影响储气库稳定性的重要因素。依据实测地层信息建立两种不同形状的储库模型,基于天然气的市场需求规律制定盐穴储气库的注采方案,进行30年的蠕变模拟运行,研究注采方案变化对盐穴体积收缩、塑性区发展及盐穴腔壁位移量的影响。结果表明:形状差异对盐穴腔体性质的影响不明显;体积收缩随着时间的延长而增大,但增大速度逐渐变缓,低压运行期是引起盐穴腔体收缩的主要阶段;紧急采气后的低压运行期会对盐穴腔体产生不利影响,建议对不同盐穴轮流紧急采气以降低单个盐穴腔体紧急采气频率,或者采用在采气结束后立刻跟进注气的方法,保证盐穴的长期有效运行。     

盐穴储气库储气与注采系统完整性技术进展

完整性管理是储气库安全管理的发展方向,储气与注采气系统是盐穴型储气库最重要的组成部分,研究并实施储气与注采气系统的完整性管理对保障盐穴型储气库安全运行具有重要意义。综述了在盐穴型储气库储气与注采气系统完整性管理中风险评估和完整性评价两项关键技术的研究进展。在风险评估方面,识别出了风险因素,建立了定量风险评估方法,包括失效概率计算方法、失效后果估算方法及风险评估方法;在完整性评价方面,分析了井筒损伤因素及其类型,提出了储气库溶腔稳定性评价、含缺陷套管完整性评价以及注采气管的疲劳寿命和冲蚀寿命预测方法。（图8,表1,参10）     

含水层储气库注采效应的数值模拟

以适于建造地下含水层储气库的某区地质资料为背景,采用气水二相渗流理论及数值模拟方法,对含水层储气库在注采气过程中储层平均压力和气泡体积的变化特征,以及储层构造特征、储层非均质性、注采方案对注气效果的影响等问题进行了研究。结果表明:在含水层储气库注采过程中存在压力相移现象;对于储层岩性特征为层状分布的含水层,应分层注采和分层管理;用泡沫作为气驱前缘可提高严重非均质性单一储层气体的波及效率;在注气过程中应注意利用重力排驱机理,采用合理的注气工作制度有利于储气量的提高;储集层在断层或断层与断层交接的部位是发生气体泄漏的危险区域。     

盐穴地下储气库注采系统软件的开发

将盐穴天然气地下储气库井筒、溶腔和周围盐层视为一个系统,提出描述注采动态过程相互耦合的数学模型及求解方法,并开发了相应的数值计算软件.该软件可用于地下储气库的设计规划、各种储气运行方案的比较和判断水化物形成的危险范围等.     

凝析气藏地下储气库单井注采能力分析

凝析气藏地下储气库单井的注采能力主要受储层渗流能力和井筒性质的影响,通过气井的产气方程及节点压力分析法的计算,确定出注采井的流入流出动态关系曲线,在考虑最小携液流量和冲蚀安全流量的约束条件下,计算了储气库内单井的注采能力,并对其主要影响因素进行了分析,为储库的优化运行提供科学依据。     

交变载荷对储气库注采井出砂规律的影响

储气库生产压力周期性变化使骨架岩石受到交变载荷的作用,岩石在强注强采交变载荷作用下会出现损伤使其力学性质发生变化,影响井壁与骨架岩石的稳定性从而引起出砂。通过实验模拟强注强采交变载荷作用下注采井出砂规律,采用岩石损伤量、加载次数及加载频率等参数修正出砂指数公式,分析注采井出砂风险并预测出砂时间,可得注采周期对注采井出砂的影响规律。修正后的出砂指数公式能够预测注采井的出砂周期和出砂程度,有效指导储气库注采井先期防砂完井方式的选择,合理制定生产制度控制注采井出砂,保证储气库稳定运行。     

地下盐穴储气库周期注采运行稳定性评价

地下盐穴储气库库容量大、运行时间长、注采运行频繁,针对储气库周期注采运行稳定性的分析至关重要。以中国某地下盐穴储气库为例,根据实际注采运行数据,利用Flac3D有限差分软件模拟注采运行过程,通过分析盐岩扩容损伤、塑性区分布、水平位移、体积收缩率,得到了盐岩性质、矿柱稳定性、注采气对腔体稳定性的影响。结果表明:在7年的周期注采后,盐腔周围未发生扩容损伤破坏,安全系数大于5;两腔之间矿柱塑性区未发生连通,矿柱稳定;盐腔体积收缩率最大为1.78%,腔体的年体积收缩率符合安全标准,储气库处于稳定状态。     

储气库注采阶段硫化氢运移规律的数值模拟

为了保证地下储气库安全连续供气,以陕X地下储气库为例,研究储气库中硫化氢在注采过程中的运移规律。基于相关气体的PVT实验结果,首先利用ECLIPSE软件中的PVTi模块建立组分模型,然后建立目标区块的地质模型和数值模拟模型进行分析。得出一定注采制度下硫化氢的运移规律:1注气阶段,硫化氢向井区东部区域、西南部区域以及中部S006井、S007井附近区域运移;2采气阶段,S003井与S005井硫化氢采出速度与采出总量明显高于其余井,表明硫化氢向S003井和S005井方向运移,因此,需要做好S003井与S005井的防腐与安全生产工作,从而保障陕X地下储气库的安全供气。     

金坛盐穴储气库JZ井注采运行优化

JZ井是金坛盐穴储气库第一口先导性试验井,目前已投产5年。基于最新声呐测腔及力学特征分析,JZ井目前注采运行方式无法满足腔体稳定性要求,腔顶曾发生部分垮塌。利用有限元数值模拟软件对JZ井最新腔体形状进行注采运行方式优化和力学稳定性评价分析,结果表明:注采运行压力由原来的7~17 MPa优化至10~17 MPa;最低运行压力的停留时间实现量化表征,不超过10天;每年进行6次调峰可以保证腔体运行安全;腔体运行单日压降控制在0.5 MPa以内,采气速率控制在50×10~4 m~3/d。针对不同腔体形状优化相应运行压力范围及条件,对于保证金坛盐穴储气库安全运行及精细化管理具有重要意义。     

多周期注采条件下储气库油管的屈曲行为

储气库注采井油管是注采气过程的双重通道,因储气库在运行过程中具有注采气量大、运行时间长、强注强采及多周期注采等特点,油管长期处于复杂的力学环境中,极易发生屈曲行为,导致失效风险升高.为此,结合气藏型储气库运行特征,建立多周期注采条件下储气库油管屈曲受力和变形量理论模型,并以某储气库实际注采井为例,开展油管屈曲行为判断与...     

枯竭气藏型储气库注采动态模拟的优化分析

以枯竭气藏型天然气地下储气库注采动态模拟的优化模型为基础，在满足城市调峰量和库内各井井口压力限制的条件下，取储库内平均地层压力变化极小值为目标函数，科学分配各井最佳注采量，为天然气地下储气库注采动态优化运行提供了理论依据，例举了算例，分析了其计算结果。     

盐穴地下储气库注采过程热工参数的计算

提出了一个描述天然气盐穴地下储气库注采动态过程的数学模型.该模型包括实际气体性质、盐层与库内气体的对流换热,可求出任意连续注采循环时天然气压力和温度随时间的变化.该模型可应用于储气库的设计规划、各种储气方案的比较和判断水化物形成的危险范围等.     

淮安盐穴储气库注采循环运行压力限值确定

基于淮安库区盐岩的物理力学参数实验结果,结合现场地层资料和储气库设计形状资料,首先采用压力梯度原则和相关技术规程,确定内压上下限的初值,然后利用FLAC 3D软件进行恒压流变分析,仿真模拟了盐腔注采循环内压变化的全过程.通过分析盐腔最大主应力和腔体体积收缩率模拟规律,综合考虑模拟计算结果和国外相关经验,建议淮安库区典型井的注采循环内压取12～26MPa.研究成果可为该储气库的运行及复杂地下大埋深盐穴储气库长期稳定性的评价提供参考.     

盐穴储气库单腔长期注采运行分析及注采压力区间优化——以金坛盐穴储气库西2井腔体为例

西气东输金坛盐穴储气库建设于地质条件复杂的层状盐层中,耗资巨大且有一定的使用期限,因此,确保腔体在安全稳定运行的前提下,尽量增加其工作气量,意义重大。以西气东输金坛盐穴储气库的盐矿老井西2井腔体为例,通过声纳数据对比分析,发现在目前的注采运行方式下存在一定程度的效益浪费,因而利用数值模拟方法校核了盐岩的蠕变参数,并利用修正后的参数对注采最小气压和最大气压进行了优化,增加了单腔工作气量,提高了经济效益。     

某储气库注采气管道内腐蚀直接评估方法

为研究某储气库注采气管道的内腐蚀情况,运用干气管道内腐蚀直接评估方法和湿气管道内腐蚀直接评估方法对该其进行评估,包括预评估、间接检测、详细检查及后评估4个步骤。在预评估阶段,结合该管道不定期双向流动的特点,从里程和时间两个角度划分内腐蚀直接评价分区;在间接检测阶段,运用湿气管道内腐蚀直接评估方法对采气过程进行评估,运用干气管道内腐蚀直接评估方法对注气过程进行评估,其中既考虑正常采气或注气阶段,又考虑较长的停输时期;在详细检查阶段,利用超声波测厚仪对管道进行壁厚测量,确定管道是否存在内腐蚀;在后评估阶段,主要评价管道的再评估周期。评估结果表明:该管道存在内腐蚀,但缺陷处的剩余强度未受到显著影响。     

水侵砂岩气藏型储气库注采气能力预测方法

注采气能力预测是水侵砂岩气藏型地下储气库多周期运行动态跟踪评价的一个重要环节,可为地下储气库优化配产配注及方案调整等提供科学依据。针对水侵砂岩气藏型地下储气库气水多相渗流的特点,从总垫气量和工作气量变化率的定义出发,基于盘库技术指标的计算方法,提出了地下储气库多周期注采气能力预测的数学模型。所建立的预测模型除考虑地下储气库扩容对注采气能力的影响外,还考虑了气水互驱过程中存在的注入气损耗,从而使预测数据的规律性和可靠性大大增强。应用实例表明:该模型预测精度高、适用性好,完全能够满足地下储气库矿场的应用需求。     

基于BP神经网络与蒙特卡罗法的储气库单元可靠性评价

储气库是天然气用气调峰、平衡管网、能源战略储备的重要手段,对储气库注采气过程可靠性展开定量评价,有利于储气库运行管理、供气能力评估。以储气库实际运行过程中各单元的运行工况、运行时间为前提条件,采用蒙特卡罗抽样方法表征单元几何尺寸、运行工艺参数的波动情况,对影响储气库注采气量关键单元的可靠性进行建模。为了规避蒙特卡罗抽样次数不足带来的影响,同时缩短单元可靠性模型运算时间,在储气库单元计算模型中引入BP神经网络算法。以储气库工艺参数、运行时间为输入变量,以蒙特卡罗法计算单元的可靠度为输出值,应用BP神经网络算法建立单元可靠度模型。结合某储气库的工况条件、单元设备基础参数,对其中关键设备单元的运行可靠性进行计算,验证了该方法的有效性。     

储气库库容的估算方法

储气库库容是帮助生产技术人员分析、判断储气库工作状态的重要参数.在实际生产中,通常采用气体基本定律方法来计算储气库的库容,因其计算受一定的适用条件限制,且计算过程比较繁琐,从而提出了对于给定的储气库,在温度、压力变化范围很小的情况下,选择近似方程式估算压缩因子计算储气库的库容,是一种现实有效的方法.     

刘庄储气库X注采气井酸化效果综合评价

刘庄储气库由枯竭油气藏改建而成,X注采气井钻井时地层压力系数约0.4,钻井液极易侵入储层,封堵孔隙通道,造成储层污染,导致该井投产初期日注气能力远低于设计值,因此需要对该井进行酸化改造,解除污染。详细介绍了X井酸化酸液体系及施工工艺,通过分析施工曲线、注气曲线、指示曲线及储层评价参数等指标对酸化效果进行综合评价,结果表明:X井通过酸化改造后,注气能力大幅提高,基本与设计注气能力相符,达到了解除储层污染的目的。刘庄储气库X注采气井酸化施工工艺及效果评价方法对类似储气库注采井具有一定的借鉴意义。(图3,参20)