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凝析气藏型地下储气库多周期运行盘库方法

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凝析气藏型 地下 储气库多 周期 运行 盘库 方法
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    作 者 简 介 :王 皆 明 ,1969 年 生 ,高 级 工 程 师 ,硕 士 ;从 事 天 然 气 地 下 储 气 库 设 计 和 研 究 。 地 址 : (065007) 河 北 省 廊 坊 市 万 庄44 号 信 箱 储 库 中 心 。 电 话 : (010) 69213070。 气 藏 型 地 下 储 气 库 多 周 期 运 行 盘 库 方 法王 皆 明 1   胡 旭 健 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 廊 坊 分 院   2. 中 国 石 油 冀 东 油 田 能 源 开 发 有 限 公 司王 皆 明 等 . 凝 析 气 藏 型 地 下 储 气 库 多 周 期 运 行 盘 库 方 法 . 天 然 气 工 业 ,2009 ,29 (9) : 要   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 。关 键 词   凝 析 气 藏   地 下 储 气 库   盘 库   库 存 量   库 容 量   气 体 孔 隙 体 积   气 垫 气 量   模 型   方 法10. 3787/ j. 100020976. 2009. 09. 028地 下 储 气 库 多 周 期 运 行 盘 库 过 程 ,实 际 上 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 [1 ] 。 我 国 目 前 仅 建 有 6 座 用 于 城 市 调 峰 的 凝析 气 藏 型 地 下 储 气 库 ,都 位 于 大 港 板 桥 油 气 区 。 这 6座 地 下 储 气 库 的 陆 续 建 成 投 产 极 大 地 缓 解 了 北 京 市冬 季 季 节 调 峰 的 压 力 ,为 陕 京 线 的 安 全 、 平 稳 供 气 作出 了 重 要 贡 献 [ 224 ] 。 但 由 于 受 运 行 周 期 尚 短 、 运 行 管理 经 验 缺 乏 以 及 凝 析 气 藏 型 地 下 储 气 库 盘 库 技 术 复杂 的 共 同 影 响 ,目 前 仍 没 有 形 成 相 对 成 熟 的 多 周 期 运行 盘 库 方 法 和 流 程 ,因 此 需 要 有 针 对 性 地 加 以 解 决 。1   库 存 量 计 算 模 型凝 析 气 藏 型 地 下 储 气 库 多 周 期 运 行 库 存 量[ i) ]应 为 建 库 前 剩 余 凝 析 气 地 质 储 量 [ ) ]减 去气 库 采 气 周 期 总 累 积 产 出 的 凝 析 气 体 积 [ ∑ 1 i) ]加 上 气 库 注 气 周 期 总 累 积 注 入 的 干 气 体 积[ ∑ 1i) ] 。 其 数 学 表 达 式 为 :i) = ) - ∑ 1 i) + ∑ 1i) (1)其 中 某 一 采 气 周 期 阶 段 采 出 凝 析 气 体 积 i) 为 : i) = i) - i) + i) (2) i) 为 阶 段 采 出 凝 析 油 [ i) ]折 合 气 当 量 体 积 : i) = 24 056 i)γ o / 3)i) 为 阶 段 采 出 凝 析 水 [ i) ]折 合 气 当 量 体 积 :i) = 24 056i)γ 24 056i)γ w / 4)2   注 气 末 气 体 孔 隙 体 积 和 库 容 量 计 算模 型2. 1   库 内 混 合 流 体 的 相 对 密 度 求 解首 先 利 用 摩 尔 体 积 权 衡 方 法 求 出 库 内 凝 析 气 和干 气 混 合 流 体 的 相 对 密 度 [5 ] ,然 后 再 根 据 库 内 温 度和 压 力 确 定 库 内 混 合 流 体 偏 差 系 数 。某 一 注 采 阶 段 库 内 混 合 流 体 相 对 密 度 [γ m( i) ]的数 学 表 达 式 为 :γ m( i) = )γ m( ) - i)γ p ( i) + i)γ i) ) - i) + i)(5)其 中 采 气 阶 段 产 出 流 体 相 对 密 度 [γ p ( i) ]为 :γ p ( i) = i)γ g( i) + i) i) i) + i) + i)(6)·001·储 运 与 集 输 工 程                         天   然   气   工   业                                   2009 年 9 月2. 2   注 气 末 气 体 孔 隙 体 积 和 最 大 库 容 量 求 解求 出 注 气 末 期 库 内 混 合 流 体 相 对 密 度 和 偏 差 系数 后 ,对 于 定 容 和 弱 边 底 水 储 气 库 ,可 以 采 用 气 体 状态 方 程 进 一 步 计 算 注 气 末 期 气 体 孔 隙 体 积 和 对 应 上限 压 力 时 的 库 容 量 。某 一 注 气 周 期 阶 段 末 气 体 孔 隙 体 积 [ V ( i) ]数 学表 达 式 为 :V ( i) = i)i) T( i)p( i)7)某 一 注 气 周 期 阶 段 末 库 容 量 [ Gr i) ]数 学 表 达式 为 :Gr i) = i) T( i) ( i) (8)3   采 气 末 气 垫 气 量 计 算 模 型采 气 末 气 垫 气 量 计 算 模 型 的 建 立 是 以 上 一 注 气周 期 末 孔 隙 体 积 [ V ( i - 1) ]变 化 为 依 据 (式 7) ,再 利 用气 体 状 态 方 程 进 一 步 计 算 本 采 气 周 期 末 对 应 下 限 压力 时 的 气 垫 气 量 [ Gr i) ]。 数 学 表 达 式 为 :Gr i) = i) T( i) ( ) (9)4   采 气 阶 段 工 作 气 量 计 算 模 型某 一 采 气 阶 段 工 作 气 量 [ Gr i) ]应 为 上 一 注 气周 期 阶 段 末 库 容 量 [ Gr i - 1) ]减 去 本 采 气 周 期 阶 段末 的 气 垫 气 量 [ Gr i) ]。 数 学 表 达 式 为 :Gr i) = Gr ) - Gr i) (10)5   应 用 实 例5. 1   盘 库 计 算 基 础 数 据国 内 某 弱 边 水 凝 析 气 藏 型 地 下 储 气 库 设 计 运 行区 间 30. 5~ 13. 0 建 库 前 剩 余 凝 析 气 地 质 储 量为 7. 11 × 108 地 层 压 力 为 18. 8 地 层 温 度为 102. 5 ℃ ,剩 余 凝 析 气 的 相 对 密 度 为 0. 794 2 ,凝析 油 相 对 密 度 为 0. 764。气 库 投 入 运 行 后 ,6 个 注 采 周 期 末 运 行 动 态 情 况见 表 1 ,其 中 包 括 3 个 完 整 注 气 周 期 和 3 个 完 整 采 气周 期 。5. 2   盘 库 计 算 步 骤1)求 出 第 一 注 气 周 期 末 库 存 气 量 。2)求 出 第 一 注 气 周 期 末 地 层 流 体 混 合 相 对 密 度和 偏 差 系 数 。3)求 出 第 一 注 气 周 期 末 孔 隙 体 积 、 库 容 量 。表 1   6 个 注 采 周 期 末 运 行 动 态 数 据 表注 采周 期产 气 量(108 油 量(104 水 量(104 气 量(108 内压 力( 内温 度( ℃ )相 对密 度一 注 - - - 0. 438 7 20. 00 102. 0 0. 586 6二 采 0. 978 0 1. 793 9 0. 223 4 - 17. 21 100. 0 0. 597 8三 注 - - - 4. 361 8 30. 64 100. 0 0. 586 6四 采 1. 479 4 0. 193 9 0. 052 4 - 24. 57 96. 0 0. 597 8五 注 - - - 2. 101 4 30. 50 98. 7 0. 586 6六 采 4. 710 5 1. 500 0 0. 462 0 - 15. 49 98. 6 0. 593 64)求 出 第 二 采 气 周 期 末 库 存 气 量 。5)求 出 第 二 采 气 周 期 末 地 层 流 体 混 合 相 对 密 度和 偏 差 系 数 。6)利 用 第 三 步 求 得 的 孔 隙 体 积 ,求 出 第 二 采 气周 期 末 气 垫 气 量 。7)利 用 第 三 步 求 得 的 库 容 量 和 第 六 步 求 得 的 气垫 气 量 ,求 出 第 二 采 气 周 期 工 作 气 量 。8)重 复 1)至 7)步 骤 ,交 替 连 续 求 出 第 三 注 气 周期 至 第 六 采 气 周 期 末 库 存 量 、 孔 隙 体 积 、 库 容 量 、 气垫 气 量 和 工 作 气 量 等 盘 库 指 标 。5. 3   盘 库 计 算 结 果根 据 上 述 计 算 步 骤 交 替 连 续 求 出 各 注 采 周 期 末库 存 量 、 含 气 孔 隙 体 积 、 库 容 量 、 气 垫 气 量 和 工 作 气量 等 盘 库 参 数 指 标 ,见 表 2 和 图 1。表 2   6 个 注 采 周 期 盘 库 数 据 表注 采周 期库 存 量(108 含 气 孔隙 体 积(104 库 容 量(108 气 垫气 量(108 工 作气 量(108 一 注 7. 56 407. 8 10. 16 — —二 采 6. 53 — — 5. 33 4. 83三 注 10. 89 412. 7 10. 85 — —四 采 9. 40 — — 5. 64 5. 21五 注 11. 50 436. 4 11. 50 — —六 采 6. 71 — — 5. 99 5. 51图 1   6 个 注 采 周 期 盘 库 数 据 图·101·第 29 卷 第 9 期                                 天   然   气   工   业                         储 运 与 集 输 工 程5. 4   盘 库 计 算 结 果 分 析1)由 于 气 库 在 建 库 前 原 始 含 气 孔 隙 体 积 受 边 水影 响 程 度 很 低 ,因 此 利 用 预 测 模 型 计 算 得 到 的 多 周期 工 作 气 量 和 实 际 采 出 气 量 匹 配 理 想 。2)注 气 阶 段 末 库 内 含 气 孔 隙 体 积 总 体 呈 现 上 升趋 势 ,第 五 注 气 周 期 末 比 第 一 注 气 周 期 末 上 升 约 7 %。3)由 于 库 内 含 气 孔 隙 体 积 上 升 ,使 气 库 总 体 运 行效 率 得 以 提 高 ,库 容 量 、 工 作 气 量 和 气 垫 气 量 都 逐 步提 高 ,其 中 第 六 采 气 周 期 末 工 作 气 量 比 第 二 采 气 周 期末 上 升 约 14 %。6   结 论1)针 对 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 ,较 全 面 地 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 ,通 过 国 内 某 凝 析 气 藏 型 地 下储 气 库 六 个 注 采 周 期 实 例 计 算 验 证 了 盘 库 数 学 模 型的 正 确 性 。2)所 建 立 的 盘 库 系 列 数 学 模 型 除 考 虑 库 内 混 合流 体 性 质 改 变 的 影 响 外 ,还 有 一 显 著 特 点 是 以 注 气过 程 分 析 含 气 孔 隙 体 积 和 库 容 量 变 化 ,同 时 注 气 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 规 律 性 和 可 靠 性 大 大 增 强 。3)国 内 某 弱 边 水 凝 析 气 藏 型 地 下 储 气 库 多 周 期运 行 实 际 盘 库 分 析 表 明 :预 测 模 型 多 周 期 盘 库 的 可靠 性 在 很 大 程 度 上 取 决 于 注 采 气 末 平 均 地 层 压 力 的取 值 ,而 库 内 气 体 性 质 的 改 变 对 其 影 响 很 小 。 因 此 ,为 了 获 得 注 采 转 换 期 有 代 表 性 的 地 层 压 力 ,应 专 门布 置 观 察 井 进 行 地 层 压 力 监 测 ,同 时 应 保 证 具 有 较长 的 注 采 平 衡 间 歇 期 。符   号   说   明i) 为 某 一 采 气 周 期 阶 段 采 出 气 量 ,108 i) 为 某 一注 气 周 期 阶 段 注 入 气 量 ,108 凝 析 油 摩 尔 质 量 ; 析 水 摩 尔 质 量 ; 空 气 摩 尔 质 量 ;γ o 为 凝 析 油 相 对 密度 ;γ w 为 凝 析 水 相 对 密 度 ;γ g( i) 为 某 一 采 气 周 期 采 出 气 体 的相 对 密 度 ;γ i) 为 某 一 注 气 周 期 注 入 气 体 的 相 对 密 度 ; i) 为某 一 注 气 周 期 末 库 内 混 合 流 体 偏 差 系 数 ; i) 为 某 一 注 气周 期 末 上 限 压 力 下 库 内 混 合 流 体 偏 差 系 数 ; i) 为 某 一 采气 周 期 末 下 限 压 力 下 库 内 混 合 流 体 偏 差 系 数 ; p( i) 为 某 一 注气 周 期 末 库 内 地 层 压 力 , 气 库 运 行 上 限 压 力 , 库 运 行 下 限 压 力 , T( i) 为 某 一 注 / 采 气 周期 末 库 内 地 层 温 度 , K。参   考   文   献[1 ] 奥 林 · 弗 拉 尼 根 . 储 气 库 的 设 计 与 实 施 [ M ]. 张 守 良 ,陈建 军 ,万 玉 金 ,等 译 :石 油 工 业 出 版 社 ,2004.[2 ] 王 起 京 ,张 余 ,刘 旭 . 大 张 坨 地 下 储 气 库 地 质 动 态 及 运 行效 果 分 析 [J ]. 天 然 气 工 业 ,2003 ,23 (2) :89292.[3 ] 杨 树 合 ,何 书 梅 ,杨 波 ,等 . 大 张 坨 地 下 储 气 库 运 行 实 践 及评 价 [J ]. 天 然 气 地 球 科 学 ,2003 ,14 (5) :4252428.[4 ] 张 幸 福 ,谢 广 禄 ,曾 杰 ,等 . 大 张 坨 地 下 储 气 库 运 行 模 式 分析 [J ]. 天 然 气 地 球 科 学 ,2003 ,14 (4) :2402244.[5 ] C R , W , L 油 藏 工程 方 法 [ M ]. 岳 清 山 ,柏 松 章 ,译 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 ,1995.(收 稿 日 期   2009206211   编 辑   何   明 )澳 大 利 亚 10 年 内 或 成 为 世 界 第 二 大 L 国美 国 第 三 大 石 油 公 司 大 陆 菲 利 普 斯 公 司 (康 菲 公 司 )澳 大 利 亚 分 公 司 主 管 约 瑟 夫 · 马 鲁 沙 克 2009 年 9 月 10 日 表 示 ,澳 大利 亚 正 处 于 成 为 世 界 上 一 个 占 优 势 的 液 化 天 然 气 ()生 产 国 的 位 置 ,并 有 可 能 在 今 后 10 年 内 成 为 世 界 上 第 二 大 生产 国 。 消 费 者 评 价 澳 大 利 亚 具 有 准 时 交 付 船 货 的 能 力 。 澳 大 利 亚 是 总 部 设 在 美 国 德 克 萨 斯 州 休 斯 敦 市 的 康 菲 公司 利 润 增 长 最 快 的 一 个 地 区 。 全 球 需 求 强 劲 ,尤 其 是 亚 洲 市 场 对 这 种 燃 料 的 需 求 量 不 断 增 加 。 为 了 满 足 需 求 ,亚 洲消 费 者 还 将 需 要 从 中 东 进 口 。(谭 蓉 蓉   摘 编 自 中 国 石 化 新 闻 网 ∥ 201·储 运 与 集 输 工 程                         天   然   气   工   业                                   2009 年 9 月e/ + 8621026921 3381     of on . L an g f et et x L f 65007 , 2. y om p i il f d p T an 63200 , 9 , , 1002102 , 9/ 25/ 2009. ( 00020976 ; is a in of U . is a to GS to of GS on a by of at of at of at by of of is of is in of is as in of a of to be by 10. 3787/ j. 100020976. 2009. 09. 028, 969 , . He is in of 4 , 65007 ,P. R. + 8621026921 3070     of a a on a L f et x L 65007 , 9 , , 1032105 , 9/ 25/ 2009. ( 00020976 ; U on at as GS is on of a U GS on a at by of an a On of of to of of of of a U GS on By of on a at a in it of is no or is to 441·9 , 9 ,2009                               5 ,2009  
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