含水氣庫可動庫容量研究

成亞斌(大港油田勘探開發(fā)研究院， 天津 300280)

含水氣庫可動庫容量研究

成亞斌(大港油田勘探開發(fā)研究院， 天津 300280)

長期以來，國內(nèi)外儲氣庫的注采研究主要集中在數(shù)值模擬和開采工藝技術方面，對氣庫氣水兩相滲流機理以及含水氣庫庫容量的設計修正方面的研究比較少。本文主要利用氣水互驅實驗結果對氣庫在循環(huán)注采過程中因多種原因形成的封閉氣的數(shù)量進行定量的計算，其結果對含水氣庫的可動庫容量設計具有一定的指導意義。

儲氣庫；庫容量；封閉氣

0 引言

地下儲氣庫是一種具有注入和采出天然氣功能的地下地質儲氣構造，具有天然氣存儲與采出雙重功能，是大型天然氣集輸工程的重要組成部分，是促進天然氣產(chǎn)、供、銷功能的系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)天然氣資源儲備與戰(zhàn)略性能源安全保障的重要手段。多數(shù)建庫前的氣藏在開采過程中，地層水已進入到氣藏，造成儲氣庫含水。另外氣庫在降壓生產(chǎn)過程中，地層水也進入到氣庫，在氣庫內(nèi)形成氣水兩相流，并在生產(chǎn)過程中流動或運移，對儲氣庫庫容量產(chǎn)生一定影響。

水驅氣過程中會形成多種形式的封閉氣，在地層中主要有水指進、卡斷、死孔隙以及”H型”孔道等各種形式[1]。往往水淹程度越強的氣藏，形成封閉氣體的數(shù)量就越多；而如果同時再受到其他因素的影響，如儲層物性差、非均質性強、井網(wǎng)不完善等因素，形成封閉氣體的數(shù)量更是相當可觀的。

1 巖心驅替實驗

何順利等利用大張坨儲氣庫取心井的巖樣模擬儲氣庫氣水往復驅替相滲實驗[2]，采用3組巖心，共往復驅替次數(shù)16次，其中氣驅水過程9次，水驅氣過程7次，測定氣水相滲曲線9組(圖1)。結果表明水淹區(qū)被注入氣驅替后，氣驅水可實現(xiàn)的最大含氣飽和度約為72．6%，對應的巖心最大束縛水為27．4%。表明純水淹體積內(nèi)通過注氣驅替可以最終達到72．6%的含氣飽和度體積。水驅氣最小殘余氣飽和度約為11．8%，表明氣藏的水淹區(qū)域內(nèi)可能存在11．8%左右的不可動氣體量，或不可動庫存量。水淹區(qū)可變動含氣飽和度為60．8%，即可動庫存量最大可達60．8%左右，占最大含氣飽和度(72．6%)約83．75%，即水淹區(qū)通過注氣最大可恢復可動庫容到原始庫容的83．75%，說明因水侵而形成的封閉氣量達到原始庫容的16．25%(相滲曲線如圖1所示)。

圖1 氣水相對滲透率曲線

2 實例分析

A儲氣庫為A氣藏改建而成，A氣藏板2油組1小層原始地層壓力為22．69MPa，在生產(chǎn)末期，氣藏邊水已推進至氣藏內(nèi)部砂體。該氣藏于1998年4月停采，時測地層壓力已降至8．29MPa左右。

從A儲氣庫的庫容變化曲線看(見圖2)，隨著注采周期的增加，曲線斜率逐年呈下降趨勢，即相同的地層壓力下每個周期的注氣量和采氣量在逐年增加。第一～五注采周期，地層壓力庫存氣量曲線右移，說明氣庫在不斷的擴容，氣庫趨于良性發(fā)展。目前氣庫庫容增幅較大，由初始庫容的1．53×108m3增加到目前的4．01×108m3，庫容增加2．48×108m3，增長了162．09%，總庫容接近設計的庫容。第六、七、八周期的庫容曲線基本重疊，注采趨于平衡，可動庫容量和含氣孔隙體積基本保持穩(wěn)定，反映庫容量已趨近固定值，處于擴容停止期。

圖2 A氣庫運行過程中庫容變化曲線

氣庫方案設計不含水條件下的原始庫容為4．65×108m3，根據(jù)氣庫運行數(shù)據(jù)計算，目前氣庫庫容為4．01×108m3，達到設計庫容的84．42%，與設計值相差0．64×108m3，這部分不可動庫容主要是由于氣水在互驅過程中形成的封閉氣，封閉氣量為原始庫容的13．76%。根據(jù)驅替實驗結果，封閉氣主要占據(jù)原始庫容的16．25%左右，實驗與實際的誤差，是由于氣庫實際生產(chǎn)壓力區(qū)間為13～25MPa，而相滲實驗的壓力區(qū)間大于氣庫的實際生產(chǎn)壓力區(qū)間，導致了封閉氣量的差異，總的來說，氣庫在注采運行過程中水鎖產(chǎn)生的封閉氣量是較高的。

3 結論

本文主要利用相滲曲線和A氣庫的實際生產(chǎn)狀況進行對比評價，氣庫在循環(huán)注采過程中因受繞流、卡斷等因素的影響，形成比較大的封閉氣量，占原始庫容的16．25%。對以后儲氣庫的庫容量設計具有實際意義。

[1]周克明,李寧,等.氣水兩相滲流及封閉氣的形成機理實驗研究[J].天然氣工業(yè),2002,5(22):123-125.

[2]何順利,門成全,周家勝,等.大張坨儲氣庫儲層注采滲透特征研究[J].天然氣工業(yè),2006,26(5):90-92.