地下儲氣庫庫容參數(shù)計算

朱小麗（中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

1 氣藏工程方法研究庫容參數(shù)

1.1 庫容量參數(shù)設計原理

就定容（或弱邊水）氣庫而言，可以簡化為一個封閉（或開啟）的儲集氣、油（或水）的地下容器，油氣水即可以從容器內(nèi)采出，又可以把流體注入容器內(nèi)，這種采出和注入的過程，必須保持物質(zhì)和體積的平衡，而并不考慮容器中流體的空間流動狀態(tài)。描述注采過程中壓力、容積與物質(zhì)數(shù)量的原理為物質(zhì)守恒原理，其關系式為物質(zhì)平衡方程。

B 氣藏屬于弱邊水驅(qū)動氣藏，邊水作用有限，可以不考慮。因此，可選用定容氣藏的物質(zhì)平衡方程式進行儲氣庫庫容量的研究。可建立氣庫壓力P與氣庫累計庫容量GK關系式。

由庫容量公式可以確定某一累計采出量時的地層壓力值，反之，也可以據(jù)某一階段壓力值計算相應的氣庫累計采出量。當進行氣庫容量參數(shù)設計時，既可以據(jù)庫容量公式計算，也可以從庫容量與氣庫壓力的關系曲線中確定。

1.2 庫容量參數(shù)設計

1.2.1 原始庫容量計算

B三個斷塊均為定容氣藏，因此，選用定容氣藏的物質(zhì)平衡原理進行儲氣庫庫容量的研究。由壓降法計算各斷塊的動態(tài)儲量，計算各斷塊在原始地層條件下(原始地層壓力、溫度、流體)對應的天然氣體積系數(shù)及原始天然氣地下體積?？紤]到氣庫在未來正常運行中，氣庫內(nèi)的氣體組成與注入氣基本一致。因此，借用陜京管線氣源組成，對應各斷塊的地層溫度，假定原始地層狀態(tài)下的天然氣體積不變，即可計算出不同壓力下的原始庫容量，計算式為：

B儲氣庫各井區(qū)原始地層壓力下（30.92—40.0MPa），B氣庫總的原始庫容量為8.10×108m3，各斷塊原始庫容與氣庫壓力關系見表1-2所示。

表1-2 B儲氣庫原始庫容量計算結(jié)果表

1.2.2 最大庫容和有效庫容量計算

最大庫容指設計氣庫上限壓力時氣庫的最大容量。

有效庫容量是特指油侵或水侵型氣藏改建儲氣庫，所具有的有效孔隙空間在氣庫運行上限壓力所儲存的氣體量，對應無水氣藏的最大庫容量。將B氣庫作為一個整體氣庫進行參數(shù)計算，由此計算得到B氣庫壓力與庫容量關系曲線。

1.2.3 基礎墊氣量

氣藏廢棄壓力時氣藏內(nèi)殘存的天然氣量為氣庫的基礎墊氣量。但考慮到氣庫設計時流體性質(zhì)的一致性，將氣藏廢棄壓力作為氣庫的廢棄壓力，所對應氣庫內(nèi)的氣量作為基礎墊氣量。經(jīng)綜合研究，B 氣藏廢棄壓力在6—10.2MPa 之間，按體積加權(quán)平均為8.0MPa，則氣庫對應的基礎墊氣量為2.13×108m3。

1.2.4 附加墊氣量

在基礎墊氣量的基礎上，為提高氣庫的壓力水平，進而保證采氣井能達到最低設計產(chǎn)量所需增加的墊氣量。根據(jù)該氣庫方案設計，氣庫運行的壓力下限為13MPa，則附加墊氣量為1.42×108m3。若氣庫運行的最低壓力值升高或降低，則附加墊氣量將相應增加或減少。

1.2.5 總墊氣量

總墊氣量為基礎墊氣量與附加墊氣量之和，在氣庫壓力下限值為13.0MPa時，板南氣庫總墊氣量為3.55×108m3。

1.2.6 有效工作氣量

有效工作氣量是氣庫在上下限壓力運行區(qū)間、一個采氣期的總采氣量。它反映儲氣庫的實際調(diào)峰規(guī)模。B氣庫壓力運行區(qū)間31MPa-13MPa，計算得氣庫的有效工作氣量為4.27×108m3。

2 數(shù)值模擬研究庫容參數(shù)

為了深入研究B儲氣庫的運行情況，定量地描述儲氣庫各斷塊的庫容參數(shù)及運行指標。以最新的氣藏地質(zhì)研究成果為基礎，結(jié)合流體性質(zhì)研究，建立了研究區(qū)三維精細地質(zhì)模型，并以此模型為基礎，進行了各斷塊開發(fā)歷史擬合，進行了庫容參數(shù)的定量研究。

從對比結(jié)果來看，在氣庫上限壓力附近，三個斷塊整體上表現(xiàn)為數(shù)值模擬方法計算的庫容量比氣藏工程方法計算值略高，在低壓區(qū)數(shù)值模擬計算的庫容量比氣藏工程方法計算結(jié)果略低，主要原因為氣藏存在弱邊水，在氣庫高壓時有氣驅(qū)水擴容趨勢，而在低壓時存在弱邊水內(nèi)侵減小庫容的趨勢，氣藏工程方法研究時未考慮弱邊水對庫容的影響。在氣庫上限壓力31MPa 時，兩者最大差值只有0.11×108m3，相對誤差1.4%，最大相對誤差在低壓區(qū)域，最高為2.6%?？傮w上看，兩種方法計算結(jié)果非常接近，表明了對B擬建庫氣藏的構(gòu)造、儲層等地質(zhì)特征認識清楚，各項動靜態(tài)參數(shù)準確，庫容參數(shù)研究方法得當，計算結(jié)果可靠。

[1]王旭東,馬小明,伍勇,張順慈,張建國.氣藏型地下儲氣庫的庫容曲線特征與達容規(guī)律 ＜天然氣工業(yè)＞,2015.35(01).