摘要：压气站场作为天然气运输的动力心脏,其工艺流程和设备设施复杂繁多,亟需一套高效、直观、信息化的压气站场风险智能决策系统。为了提升压气站场的风险管控能力,融合数字孪生理念,基于风险的检验技术和以可靠性为中心的维修方法,采用现代化数字测量技术建立压气站场数字化模型,以传感通信技术为纽带构建实时信息的数字孪生体,研发了适用于压气站场设备设施的可视化风险分析系统。研究结果表明:①多尺度数字模型构建方法能够实现压气站场数字化模型的实景复制,以完成数字孪生理念中虚拟产品的构建;②结合先进的传感和数据读存技术能够实现压气站场及其设备设施设计参数、运行参数和环境参数等多源异构数据的整合,以实现信息数据与数字化压气站场模型的融合集成;③压气站场的静动设备风险分析评价应以完成基于风险的检验和以可靠性为中心的维修来实现压气站场设备设施减缓控制风险措施的制订;④计算机技术可以实现压气站场设备设施风险分析决策的可视化和自主化。结论认为,该研究成果可以整合压气站场的多源异构数据、提高压气站场的安全管理和信息化水平,有助于推动压气站场的智慧化建设。

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：呼图壁储气库设计库容107×10^8m^3,工作气量45.1×10^8m^3,共部署注采井30口。经过五个周期注采运行后仍表现出井网利用率低、调峰能力不足的特征,且强注强采使地层压力交替、剧烈变化,注采气量合理配置及跟踪调控较为困难,随着储气库逐步达容,地层压力已趋近设计上限地层压力,区域断裂、盖层等均存在漏失风险,极大的威胁了注采安全。通过配产配注、跟踪数值模拟与注采参数实时预测技术相结合,实施"储气库气藏—井筒举升—地面管网"的一体化分析,实现注采气量合理配置及跟踪调控。调峰能力评价及水侵区动用技术可逐步改善注采运行效果,对于边底水气藏型储气库,水侵区域应尽量少布井或晚布井,以降低低效井风险;对处于水侵区域的注采井,可通过"注气驱替+注采吞吐"的方式,改善储层渗流能力,恢复注采利用。利用库容诊断及微地震监测评价气库的动态密封性,为注采方案优选和气库达容达产提供了技术支持,实现了多周期安全、平稳、高效运行。

摘要：凝析气藏型储气库在注入干气后与原地气不断置换,组分和相态发生变化,对其深入研究是储气库注采优化控制、实现高效运行的关键。以新疆H储气库为研究对象,通过建立重力控制下的组分梯度分布模型,定量分析了多周期注入气在储层中的扩散特征、采出气组分变化及凝析油含量变化规律。结果表明:先期高部位注气及强注弱采有利于原地气被驱离近井地带;其后高部位采注比高,原地气置换彻底,低部位采注比低,重组分富集在低部位及气库西侧;单井凝析油含量变化特征受构造部位、注采策略、投产方式等因素综合影响;单井吞吐使原地气置换能力降低,凝析油采出能力随之降低;循环注气方式、以采投注、短期较高采注比均有利于含重组分的原地气加速置换。研究成果可为同类贫凝析气藏改建储气库的设计、注采运行制度的制定及现场调控等提供一定的理论指导。

摘要：为了掌握地下储气库注气过程中的压力动态变化情况,解决持续注气导致的地层参数难以确定的问题,依据现场静、动态资料,基于一种改进粒子群优化算法,综合储层压力、井底压力和井口压力的计算方法,建立了一种地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法。首先,利用计算储层压力、井底压力和井口压力的方法计算出井口压力;然后,应用改进粒子群优化算法,不断调整、优化压力和地层参数,使计算的井口压力与实测井口压力达到最优拟合,进而得到储层压力、井底压力,以及储层平均渗透率、探测半径等地层参数。利用该方法计算了呼图壁储气库3口注采井的井口压力和储层的平均渗透率,3口注采井计算井口压力与实测井口压力的决定系数分别为0.9889,0.9893和0.9784,计算出的储层渗透率与试井解释的渗透率基本一致,说明该计算方法的计算结果可靠。研究结果表明,利用地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法,可以了解地下储气库注气过程中的压力变化情况,有助于指导地下储气库的安全运行。

摘要：呼图壁储气库由呼图壁气田开发中后期改建而成,结合气田开发规律,设计库容107亿方,是我国最大的储气库之一。气库于2013年投运,强注强采的运行模式导致井间地层压力变化剧烈,注采气量合理配置及跟踪调控困难较大,初期注采后地层压力分布极不均衡,随着储气库逐步达容,地层压力已接近设计上限压力34MPa,注气期存在较大的地层超压风险。定期对大型储气库库容评价及注采能力分析对储气库高效运行非常重要,研究首先通过对储气库库容参数进行评价,其次通过气井井控拟合技术,求取单井控制区域的地层压力与周期累积注采气量,从而求取投运井网控制区域周期剩余储集能力以及形成的工作气量,最后通过注采节点分析技术,研究气井注采节点能力,以满足储气库强注、强采的需要。

摘要：为提高油气井管柱服役的安全性,采用数据统计与可靠性理论评估油气井管柱可靠性。首先,识别影响管柱外载及其参数的变量,构建油气井管柱安全极限状态方程;然后,采集模型变量数据,确定变量分布与参数,形成油气井管柱可靠性数值模型;最后,通过蒙特卡洛方法计算影响管柱可靠性的关键变量和不同置信度水平下管柱剩余强度分布及安全系数取值。结果表明:目标区域油气井管柱剩余强度符合正态分布,得到不同置信度水平下管柱的可靠度,管柱的安全系数取值范围可满足管柱安全设计要求,所构建的方法可为实际生产中油气井井筒管柱安全评价提供技术支撑。

摘要：地下储气库作为季节调峰及应急采气的手段,具有单井产量高、快速强注强采、地层应力交替变化等特点。呼图壁储气库经过多个周期注采运行,表现出注采井利用率低、井网调峰能力不足、地面装置运行效率偏低等突出问题,且随着气库逐步达容,地层压力已接近设计上限,区域断裂、盖层、井筒均存在漏失风险。因此开展周期库容诊断评价、调峰能力评价及水侵区动用技术研究,提高储气库井网利用率和调峰能力,形成集"库容诊断、井筒完整性评价和微地震监测"为一体的气库完整性评价技术,评价落实气库动态密封性,保障气库"存得住";优化地面配套增压及集输处理工艺,保证注气压缩机运行效率及外输气产品质量,确保合格气"送得走"。最终形成了集注采地质、井筒工艺和地面集输为一体的储气库扩容提采关键技术体系,实现了呼图壁储气库多周期的安全、平稳、高效运行,为气库预定调峰能力的发挥提供了技术支持。

摘要：基于油田现场工况设计了Φ206.38 mm×15.8 mm C110非API尺寸套管管体及非API偏梯形螺纹接头。对套管管体强度、螺纹接头连接强度和密封性能进行了计算分析。根据力学模型并利用有限元仿真分析方法,对螺纹接头在上扣、内压及拉伸条件下的受力进行了分析。最后对设计的螺纹接头的连接强度和密封性能进行了实物验证。结果表明:设计的非API尺寸套管螺纹接头连接强度达到7193 kN,螺纹接头内压泄漏抗力达到77 MPa,螺纹接头连接强度和密封性能满足工况要求。