摘要：2019年中国地下储气库(以下简称储气库)进入高速发展期,气藏储气库面临着部分在役库达产率低、低渗泛连通气藏建库设计难度大等难题;盐穴储气库面临造腔速度慢和储气空间利用率低等挑战;油藏储气库建库机理与相关技术尚处于探索阶段,亟需攻关研究。为此,以破解气藏、盐穴、油藏不同类型储气库建库机理、储气空间优化设计等难题为目标,开展了系列理论研究与技术攻关。研究结果表明:(1)形成的在役库提高上限压力优化、大型低渗泛连通气藏建库、储气库群协同调峰优化等技术,助力气藏储气库高效建设与扩容增产;(2)建立的大井眼与水平井造腔、残渣空隙空间利用预测技术,指导了盐穴储气库高效造腔与储气空间利用最大化;(3)创建了气液高速交互滚动排驱仿真模拟与周期注采油气体系相行为模拟实验技术和油藏,形成了油藏建库驱替—传质耦合库容量预测方法,形成了油藏建库协同提高原油采收率的新模式;(4)复杂地质条件储气库高效建设运行和地下空间多元综合利用是未来增强储气保供能力和实现“3060双碳”战略目标的重要举措。结论认为,研究成果有力支撑了中国储气库快速发展,近5年来气藏、盐穴、油藏储气库建库能力全面提升,保障了储气库工作气量由100×10^(8) m^(3)向200×10^(8) m^(3)翻番增长,对我国地下储气库建设和地下空间综合利用具有重要指导和借鉴意义。

摘要：根据岩石力学稳定性,探讨了盐穴储气库溶腔的几何形状。在保证稳定性的前提条件下,对溶腔的几何形状进行了优化设计。利用压力拱模型求解了上部溶腔壁的几何参数,利用最危险滑动面模型求解了下部溶腔壁的参数,并分析了内部气压对腔壁稳定性的影响。应用实例表明,最小内压决定上部溶腔壁的设计,而最大内压决定下部溶腔壁的设计。

摘要：从储气库与气藏在开采方式和运行规律方面的差异性出发,考虑气藏型储气库建库评价技术的特殊性和复杂性,提出了储气库特色建库评价关键技术,并进行了矿场应用实例分析。通过总结国内第1批商业储气库建设运行经验,深入研究储气库短期大流量往复注采的内在机理,提出圈闭动态密封性、建库有效孔隙空间、高速不稳定渗流有限供给等理念,创建了圈闭密封性评价、库容参数设计、注采井网优化和监测方案设计4项储气库特色关键技术,分别解决储气库保存条件、容量大小、高效注采、安全运行方面的技术瓶颈,丰富和完善了气藏型储气库建库地质方案设计技术体系。这些技术成功指导了某气藏建库地质方案设计和现场工程实施,扩容达产效果好,实际动态与方案设计指标吻合程度高。

摘要：国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。

摘要：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。

摘要：在早期建设的水侵枯竭气藏型地下储气库投产之初,以节点压力综合评价方法确定的注气能力来进行配注。但由于对储气库短期高速渗流特征认识不清,注气量大且速度过快,导致气驱水前缘非均匀稳定外推,对有效库容恢复和扩容达产效率均会产生不利影响。为此,通过室内机理分析和注采动态跟踪研究,明确了地层亏空程度、气水分布特征、地层倾角、注气井控半径是影响储气库配注的主要地质因素。利用气水地层渗流基本理论和物质平衡原理,以注气驱替气水界面稳定运移气体临界渗流速度和注气井控范围内地层吸气能力为约束,借鉴国外储气库注气量优化设计经验,建立了水侵枯竭气藏型储气库投产运行初期合理配注方法,成功指导了国内某地下储气库投产方案的设计。该储气库实际运行效果表明:经过3个周期运行,注气驱替效果好,稳定扩容,达容率超过85%,预计第4周期将达到90%。结论认为,所建立的配注方法具有一定的适用性,为国内同类型储气库投产方案设计提供了科学依据。

摘要：国内现役地下储气库(以下简称储气库)的工作气量和调峰能力等关键参数达标率偏低,究其原因有可能是未及时开展先导试验对关键参数进行现场验证与核实,对储气库高强度快速往复注采所引起的关键特性认识不清,从而降低了方案指标的可靠性。为此,参照气藏开发先导试验定义,涵盖试验依据、试验目的、实施节点、试验内容等,首次建立了复杂气藏改建储气库先导试验方案设计方法。研究结果表明:①先导试验的核心要求是“科学性、安全性、经济性”;②先导试验的主要内容包括圈闭密封性验证、有效建库空间定量评价、短期高速注采气能力核实、老井封堵工艺适应性评价和低压储层建井工艺适应性验证等5项;③先导试验方案包括优选试验井、部署现场试验和配套专题研究;④现场测试涵盖产能、连通性、边界和气液界面变化;⑤配套专题研究包括地质特征、注采机理、注采效果和钻采工艺。结论认为,该方法已成功应用于中国石油吐哈油田公司和中国石油吉林油田公司,指导了储气库先导试验方案设计和现场实施,为可研方案关键指标设计提供了新的认识和科学依据,有助于提升我国复杂气藏型储气库的设计水平和建库指标的可靠性。

摘要：储气库下限压力与工作气量、注采井数、补充垫气量等参数密切相关,将直接影响项目的经济性。现有方法以地质气藏认识为基础,采用定性半定量方法设计,其结果难以定量精确确定。在充分考虑储气库地质条件、水侵规律、气井产能、外输条件以及实现库容最大化的基础上,通过分析不同下限压力的有效库容形成与项目建设投资的内在关系,以项目经济性最优为目标函数,提出地质—经济一体化预测模型,建立气藏改建储气库下限压力设计新方法。在国内某储气库方案设计中的应用实践表明,该方法统筹了技术经济性,设计基础更加牢靠,结果更加科学。

摘要：地下储气库(以下简称储气库)设计注采运行30~50年,安全问题是储气库注采运行的重中之重。为保障储气库长期安全平稳运行,除常规监测手段外,微地震实时监测技术是储气库断层、盖层、储层及井筒监测的有效手段。新疆H储气库是国内最大陆相储气库,断裂较多,砂体变化较快,针对不同观测系统,采用微地震实时监测系统可论证监测范围、最小震级、定位精度等,在此基础上优选最优的微地震监测系统设计方案。研究过程中监测井采用"6口浅井、3口半深井"的组合井监测方式,监测能级为-0.6^-0.5级,定位精度为30 m,地面监测系统利用太阳能供电,数据采集系统通过无线传输方式,并应用微地震数据体处理解释和观测系统,实现对储气库高强度注采运行过程中动态密封性的实时监测与分析。经过5年的现场监测实践证明,该监测系统现场应用方便,灵敏度高,监测反馈速度快,能够精确地识别生产活动引起的微地震事件,有效指导了储气库注采运行过程中参数优化调整,保障了安全平稳高效运行。

摘要：针对白垩系油藏低效动用储量,开展了水平井动用砂泥薄层油藏的探索研究。针对影响水平井产能的7个因素(油层污染、非均质性、供液半径、水平段的有效长度、油层厚度、夹层数和多支水平井等)进行了分析论证,最后在白垩系油藏南块设计了一口单支水平井S210,投产后该井获得了较好的开发效果。