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胜利地区天然气地下储气库可行性研究 ( 石油与天然气工程) 指导老师：李爱芬 张宗檩( 现场指导) 摘要 为满足我国东部地区经济发展对天然气的需求，落实中石化股份公司天 然气发展战略，对胜利地区油气藏建设天然气地下储气库开展可行性研究。 由于地下储气库的世界方案涉及因素多，须从整体上进行综合评价，客 观合理的确定优选方案。本次研究通过对胜利油气区胜坨、玉皇庙和永安油 气田进行全面对比分析，并考虑到气藏改建为地下天然气储气库的可行性， 最终确定了条件成熟、适合改建为储气库的首选目标区是胜坨一区e s l 气藏 和永2 1 块e s 3 气藏。 全面规划了胜利油气区地下储气库的运行周期、运行方式、运行压力、 运行库容、运行方案，对钻采工艺和地面工程也进行了初步的探讨，并对相 关方案进行了经济评价，结合该地下储气库项目的财务评价分析认为：项目 在经济上总体可行，具备一定的抗风险能力。 关键词：天然气，地下，储气库，可行性 f e a s i b i l i t yr e s e a r c ho nu n d e r g r o u n d n a t u r a lg a ss t o r a g e i ns h e n g l ia r e a ( o i la n dn a t u r a lg a se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yl il e i a b s t r a c t t h ef e a s i b i l i t yo fn a t u r a lg a ss t o r a g ei nu n d e r g r o u n dr e s e r v o i r si ns h e n g l i a r e ai ss t u d i e df o rt h e s ep u r p o s e so fs a t i s f y i n gt h ed e m a n do fe c o n o m y d e v e l o p m e n ti nc h i n ae a s t e mr e g i o n st on a t u r a lg a s ，i m p l e m e n t i n gt h en a t u r a l g a sd e v e l o p m e n ts t r a t e g yo fs i n o p e c ，a n de x p a n d i n gn a t u r a lg a sm a r k e to f s h a n d o n gp r o v i n c e t h e r ea r cm a n yf a c t o r si n v o l v e di n s h t ed e s i g np r o j e c t so fu n d e r g r o u n d n a t u r a lg a ss t o r a g e st h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt oc o m p r e h e n s i v e l ye v a l u a t et h e d e s i g np r o j e c t s t oc o n t r a s tw i t hs h e n g t u on a t u r a lg a sr e s e r v o i r y u h u a n g m i a o n a t u r a lg a sr e s e r v o i ri ns h e n g l ia r e a ，a n de s t i m a t et h ef a s i b i l i t yo fm a k et h e n a t u r a lg a sr e s e r v o i ri n t ou n d e r g r o u n dn a t u r a lg a ss t o r a g e ，w em a d eac o n c l u s i o n t h a ts h e n g t u of i r s tz o n ee s lr e s e r v o i ra n dy o n gt w e n t y - f i r s tz o n ee s 3r e s e r v o i r i st h eb e a s tp l a c et od ot h ew o r k t h ee s s a yg i v e sa l lo v e r a l ll a y o u to ft h eu n d e r g r o t m dn a t u r a lg a ss t o r a g ei n s h e n g l io i v g a sf i e l d i n c l u d i n go p e r a t i o nc y c l e ，o p e r a t i o nm o d e ，o p e r a t i o ns t o r a g e c a p a c i t ya n do p e r a t i o ns c h e m e t h ee s s a ya l s om a k e s ap r e l i m i n a r yd i s c u s s i o no f t h ed r i l l i n gt e c h n i q u ea n ds n l f a e ee n g i n e e r i n g ，m a k e st h ee c o n o m i ca s s e s s m e n t o ft h er e l a t i v es c h e m e s w i t ht h eh e l po ft h ef i n a n c i a l a s s e s s m e n to ft h e u n d e r g r o u n dn a t u r a lg a ss t o r a g ep r o j e c t ，w eg e tac o n c l u s i o n ：t h ep r o j e c ti s f e a s i b l ef i n a n c i a l l ya n dh a sa n t i r i s kc a p a b i l i t y k e yw o r d s ：n a t u r a lg a s ，u n d e r g r o u n d ，s t o r a g e ，f a s i b i l i t y 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：丝 2 0 0 7 年5 月2 否日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅：学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： l ( 】d 一年占月2 字日 卿年岁月硌日 i 中国l i 油人学( 华东) 厂稃硕士学位论文第i 章前言 第l 章前言 1 1 研究目的和意义 在过去的2 0 年中，天然气在一次能源消费中所占的比例达到2 0 ，消 费量成倍增加。加快天然气工业发展，不仅有利于加快能源消费结构优化， 减少城市环境污染，而且有利于提高人民生活质量，实现社会经济可持续良 性发展。 但是，依据多年来天然气消费运行经验表明：随着天然气在能源消费中 所占比例的不断增大，供气区和用户区由于年峰谷差、季峰谷差和意外事故 等原因导致的供气不平衡现象越来越明显。而在天然气消费中，居民用气特 别是燃气所占的调峰量比例很大。为避免出现居民燃气用气季节紧张或意外 致停现象的出现，必须采用有效手段来解决季节用气调峰和意外事故应急问 题，地下储气库作为一种最经济、最可靠、最安全的技术措施便应运而生。 山东是我国东部地区经济较发达、人口稠密、大中城市较为集中的大省。 目前，随着地区经济的快速发展和城市人口生活水平的提高，对城市环保和 生活质量的要求不断提高。为了进一步提高城市整体形象和竞争力，促进地 区经济进一步发展，改善城市居民的生活质量，山东地区也加快了清洁环保 能源天然气的利用步伐，正在建设和规划与之配套的天然气输配系统工 程。 根据山东市场调查及用气量的规划，要达到安全平稳的使用天然气必须 配套建设储气设施用于季节调峰和事故处理。由于目前在山东省境内尚无可 供利用的天然气地下储气库，因此，针对地处山东省境内的胜利油气区，开 展建设天然气地下储气库工程的可行性研究已势在必行。胜利油气区毗邻济 南、淄博、青岛等大中城市，地理位置优越，目前有部分枯竭油气藏。研究 利用这些枯竭油气藏在胜利地区建设地下储气库对于山东地区平稳供气和 节省投资、优化管网具有极其重要的意义。 1 中国7 珊人学( 华东) 工程硕十学位论文第1 章前言 l _ 2 国内外研究现状 世界上第一个地下储气库于1 9 1 5 年在加拿大韦林特县利用桔竭气藏建 成，至今国外已有近9 0 年的地下储气库建设历史。在众多储气库中，库址 一般以枯竭气藏、枯竭油藏为主，约占总数的7 6 7 ，其它为枯竭凝析油气 藏、含水层构造、盐穴及废弃矿坑。目前世界上有记录的地下储气库共有 5 5 4 个，储存能力5 0 2 0 x1 0 8 m 3 ，工作气量达2 4 3 4 x1 0 8 i l l 3 ，主要分布于美 国、加拿大、法国等地。 建设地下储气库可达到以下目的： 优化供气系统，减少输气干线和压气站的投资，一般可节约总投资 的2 0 3 0 ： 调节季节用气不均衡，获取天然气的价格差； 各类事故应急和国家战略储备，储存系数一般为1 0 1 5 ； 新油气田开发初期将暂时无用途的天然气储存于地下，避免资源浪 费，保护环境： 在枯竭油田上建设地下储气库能增加油田的最终采收率。 目前地下储气库在国外应用广泛，社会效益与经济效益十分显著。 国内第一座地下储气库足在大庆油区建设的萨中东2 一l 地下储气库。大 庆油田投入开发后，随着开发现模的不断扩大，在原油采出的同时有大量的 天然气一同产出，这些天然气解决了大庆油田生产、生活用气。但由于大庆 地处寒冷地区，存在冬夏季用气不均衡的矛盾，为解决矛盾于1 9 6 7 年设计 了萨中东2 1 地下储气库，在1 9 6 9 年底建成试运行。储气库位于萨尔图油 田中部的北东2 1 井区，储气层位是埋深7 7 0 m 的萨零组上部气层，含气面 积1 1 k m 2 ，总库容量为0 3 3 5 x 1 0 8 m 3o 共运行了1 1 年，累计注气9 2 4 6 x 1 0 4 1 1 1 3 ， 累计采气9 6 4 9 1 0 4 m 3 ，至1 9 8 5 年因设备老化、油田天然气管网健全无富 裕气而停止使用。它的运行有效地解决了当时萨尔图油阳的生产、生活用气 中国石油人学( 华东) 程硕十学位论文第1 章前言 需求，缓解了冬夏季用气不均衡。 1 9 7 5 年，大庆油田认为喇嘛甸气顶北块构造简单、断层少；萨零组的 2 、3 号小层和萨一组的1 、2 号小层不与油区相连，是独立的含气单元；上 下隔层分布稳定，利于天然气的储存；为此设计了一个年注采1 0 1 0 8 m 的喇嘛甸北块地下储气库。该储气库建设目的也是调节季节用气的不均衡。 萨一组上部储气面，i i 17 8 k m 2 ，地质储量4 4 7 1 0 8 m 3 ，萨零组下部储气面积 4 5 k m 2 ，地质储量3 1 1 0 8 m 3 ，整个储气库的总库容为75 7 1 0 8 m 3 ，部署注 采井1 2 口，平均单井射开砂岩厚度5 9 m ，有效厚度3 9 m 。注气站共有压缩 机3 台，每台额定注气能力为1 0 1 0 4 r f l 3 d ，全站最大注气能力为3 0 1 0 4 m 3 d 。喇嘛甸储气库1 9 9 8 - - 2 0 0 0 年进行了储气库的扩建工作，把储气层 扩大为整个萨一组，库容量扩为3 5 7 7 1 0 8 m 3 ，工作气量1 7 8 9 1 0 8 m 3 ，完 成了新，老两座注气站的连接，最大注气量可达7 2 1 0 4 m 3 d ；通过一个注 气周期运行，年最高注气量5 2 3 6 4 x1 0 4 m 3 ，目前已累计采气8 4 7 0 6 1 0 8 m 3 ， 累计注气2 3 8 8 6 1 0 s m 3 ，从储气库中绝对采气6 0 8 1 9 1 0 8 i n 3 。该储气库的 运行在一定程度上调节了大庆油区季节用气的不均衡，减少了夏季天然气放 空的浪费，保护了环境，缓解了冬季用气紧张的不利局面。 2 0 0 0 年，大港油田1 号地下储气库大张坨地下储气库建设完工， 开始储气库注采气利用，库容1 5 5 1 0 8 m 3 ，有效工作气量6 1 0 8 m 3 ，日调 峰量5 0 0 1 0 4 m 3 。2 0 0 1 年大港油田2 号地下储气库板8 7 6 地下储气库 建设完工，投入使用，库容5 7 1 0 8 n 1 3 ，有效工作气量2 1 0 8 m 3 ，日调峰 量1 8 0 i 0 4 m 3 。2 0 0 2 年大港油田目前最大的3 号地下储气库板中北高 点地下储气库一期工程建设完工，投入使用，库容2 4 5 1 0 8 m 3 ，有效工作 气量1 l 1 0 8 m 3 ，日调峰量9 1 4 1 0 4 m 3 。目前，正在板中北高点地下储气库 开展二期工程建设。大港油田已建成的3 个地下储气库总库容4 5 7 1 0 8 m 3 ， 总有效工作气量1 9 1 0 8 m 3 ，总日调峰量1 5 9 4 x1 0 4 m 3 ，基本满足了北京天 然气季节调峰要求和陕京管线应急事件的需要。 中国l i 油大学( 华东) 【栏碗七学位论文第1 章前言 胜利油田早在1 9 9 7 年就开始了地下储气库建设专题研究。当时，根据 石油部规划设计总院要求，在胜利油区利用枯竭油气藏建设地下储气库，建 成有效工作气量9 1 0 8 m 3 的地下储气库。专题研究工作完成了全胜利油区 探明的6 6 个油气田的分类和筛选及储气库筛选原则的研究；对2 个目标区 永安镇油气田沙二、沙三段储层和平方王油气田沙一下储层进行了地质 及讪减工程研宄，完戚j 储气库方案的初步设计。但足，由于当时静态、动 态资料完善程度和储气库设计要求出入较大，加之可供储气气源极其有限， 因此对后续研究工作没有再继续开展。 1 3 主要研究内容 主要研究内容及方法： ( 1 ) 根据山东省城市季节性燃气的不均匀性和塔巴庙的供气量，以及 安平济南供气管道的供气能力，确定胜利地区地下储气库的建设规模和 气库季节性调峰的变化规律； ( 2 ) 立足于胜利地区现有枯竭油气藏的基本情况和建设地下储气库的 基本要求，确定筛选标准，完成地下储气库的库址优选和可行性分析； ( 3 ) 依据优选的地下储气库的基本特征，确定地下储气库建设规模， 设计地下储气库的优化运行方案： ( 4 ) 立足于地下储气库设计方案，完成储气库钻采工艺设计方案； ( 5 ) 立足于地下储气库设计方案，完成储气库地面工程设计方案： ( 6 ) 依据储气库钻采工艺和地面工程设计方案，完成投资估算和经济 评价。 1 4 研究方法 本次可行性研究工作就是在前人研究工作的基础上，补充完善现有各种 资料，并结合安平济南天然气管道的实际输送能力和山东天然气市场需 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 求，研究供气系统调峰能力、优选储气库库址、设计储气库方案、确定钻采 工艺、选择地面流程、分析经济效益。可行性研究充分考虑概念设计和规划 的科学性、先进性和经济性，为后续开展方案编制奠定基础。 中国石油人学( 华尔) 一r 烈硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 2 1 胜利地区气藏基本特征 2 1 1 资源动用情况 至2 0 0 6 年底，胜利油( 气) 区累计探明油气田7 1 个( 其中纯气田2 个) ，累积探明天然气地质储量2 2 1 3 4 9 x1 0 8 m 3 ，标定可采储量7 2 3 8 7 1 0 8 m 3 ，采收率3 27 。已开发地质储量1 9 1 0 1 2 x 1 0 8 m 3 ，标定可采储量6 4 6 8 8 1 0 8 m 3 ，采收率3 3 9 。其中： 气层气：探明含气区3 4 个，探明地质储量4 0 4 6 0 1 0 8 m 3 ，占天然气 探明储量的1 8 3 ，标定可采储量1 9 7 9 4 x1 0 8 m 3 ，采收率4 8 9 。投入开 发2 8 个油气田，动用地质储量3 3 7 6 8x 10 s m 3 ，储量动用程度8 3 5 ，标定 可采储量1 6 1 5 9 1 0 8 m 3 ，采收率4 7 9 。 溶解气：探明油气田6 9 个，其中6 6 个油田计算溶解气地质储量( 金 家、郑家、玉皇庙等三个油田因无气油比资料未计算溶解气储量) 1 8 0 8 8 9 1 0 8 m 3 ，占天然气探明储量的8 1 7 ，标定可采储量5 2 5 9 3 x 1 0 8 m 3 ，采 收率2 9 1 ；6 9 个油田已全部投入开发，累计动用溶解气储量1 5 7 2 4 4 1 0 8 m 3 ，标定可采储量4 8 5 2 9 1 0 8 m 3 ，采收率3 0 9 。 2 1 2 浅层气藏主要地质特点 胜利油田气层气主要以浅层岩性气藏为主，分布于上第三系的明化镇 组和馆陶组，地质特征主要为气藏埋藏浅、成岩作用差、胶结疏松，埋藏深 度一般小于1 5 0 0 m ，呈透镜状分布，砂体分布零散，面积小、地质储量小， 大多数气砂体具有边底水。在开发过程中，气井易出水、出砂，稳产期短， 产量递减快。普遍具有以下地质特征： ( - - ) 浅层气藏往往分布在稠油油藏的上部或上倾方向 目前发现的浅层气藏，都与下部馆陶组、东营组稠油有密切的关系。 中国彳i 油人学( 华东) t 程项十学何论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 由于断层切割了油藏，而断层又不封闭，因此造成下部油藏脱气，脱出的气 沿着断层上窜，当上部或上倾方向具有有利圈闭时，就形成富集的浅层气藏。 ( 二) 浅层气藏多属于受构造控制的岩性气藏，连通关系复杂 浅层气藏的分布主要受构造或断层控制，但在构造背景上，岩性使气 藏复杂化。上第三系为河流沼泽相沉积，储集层都为透镜状砂体。平面上连 通性差，呈零星状分布；纵向上变化大，气藏高度小，一般不大于l o m 。总 的特点为：气砂体面积小、个数多、储量分散，每个气砂体就是一个独立的 小气藏。 ( 三) 储集层具有较好的物性条件 浅层气藏储集层具有较高的渗透率和孔隙度。据取心资料分析，浅层 气藏储集层的渗透率一般大于o 5 岬2 ，胜坨的明6 井，明化镇组的6 块样 品，平均渗透率高达6 5 6 9 | l m 2 。据2 5 4 块样品的分析资料，砂岩孔隙度都 在3 0 以上。如胜坨的胜2 9 井，馆陶组的6 0 块样品，平均孔隙度为3 4 1 ； 孤岛的渤1 1 4 井，馆陶组的4 块样品，平均孔隙度高达3 7 7 。 ( 四) 储集层结构疏松，易出水出砂 由于浅层气藏储集层多为泥质胶结的粉砂岩、粉细砂岩，其埋藏深度 浅( 小于1 5 0 0 m ) ，成岩作用差，胶结程度低，结构十分疏松。尤其在含量为 1 0 左右的泥质胶结物中，蒙脱石的含量占8 0 。蒙脱石遇水膨胀，破坏了 地层的原始结构，是造成气藏出砂的主要原因。例如，胜坨的明1 1 井、孤 岛的渤1 0 7 井、义东的沾5 2 井，所取出的岩心均很疏松，甚至成散砂状。 出水、出砂是造成气井停产的主要原因之一。 ( 五) 气水关系复杂，水量及水体的弹性能量有限 浅层气藏的气水关系十分复杂，气砂体多数都具有边底水。据孤东油 气田统计，目前开发层系中的8 5 3 个气砂体中，具有边底水的气砂体多达 6 8 0 个，占气砂体总数的7 9 7 。这些气砂体横向上互不连通，纵向上交错 迭置，形成了多套相互独立的气水系统。因此，一个气砂体中的水量是有限 中国行油人学( 华东) r 程硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 的，水体的弹性能量也是有限的。 2 1 3 开发现状及特点 至2 0 0 6 年底，胜利油气区累积井口产气量5 0 9 8 7 1 0 8 m 3 ，累积工业产 气量4 1 6 1 8 1 0 8 m 3 ，累积输差1 8 4 。以井口产气量计算，动用地质储量 采出程度2 6 7 ，动用可采储量采出程度7 8 8 ，剩余可采储量13 7 o l 1 0 5 m 3 ，储采比1 j4 。其中：气层气已投入开发油气田2 8 个，试采区1 个( 丰 深1 井区) ，投产气井3 5 0 口，当月开井8 8 口，计划关井7 2 口，其它原因 关井1 9 0 口( 其中：水淹4 4 口，出砂1 6 口，低压5 2 口，工程原因及工农 关系关井2 9 口，待报废井4 9 口) ，气井利用率5 3 2 。 胜利油区天然气开发特点为： ( 一) 多数气田处于递减阶段 目前全局仅有2 个小型气用处于稳产阶段，5 个小型气田及1 0 个零散 气田处于递减阶段，而9 个气田已经停产。 ( 二) 小型气田担负着全局气层气生产的主要任务 从目前的动用储量、剩余可采储量及生产情况看，飞雁滩、花沟、永 安、陈家庄、孤东，孤岛及垦西等7 个小型气田是胜利油区气层气生产的主 要阵地，对保证胜利油田的生产、生活和山东管网的调峰用气起着重要的作 用。 ( 三) 目前低产、低压井多 由分类可看出，低产( 产能小于5 0 0 0 m 3 d ) 、低压( 井口压力小于3 o m p a ) 井较多，分别占全局开井数的6 9 3 和3 8 7 ；高产、高压的井偏少，分别 占全局开井数的1 3 3 和2 0 ，o ，说明我局气层气生产形势十分严峻。 2 2 可改建地下储气库油气藏优选 由于胜利油气区气层气主要以浅层岩性气藏为主，气藏埋藏浅、成岩 作用差、胶结疏松，埋藏深度一般小于1 5 0 0 m ，呈透镜状分布，砂体分布零 中国石油大学( 华尔) i 丁程硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 散，面积小、地质储量小，大多数气砂体具有边底水，因此，在对具一定储 量规模的气藏进行筛选的基础上，筛选出了气藏原始地质储量大于 1 6 1 0 8 m 3 的8 个气藏圈闭，主要分布在胜坨、玉皇庙和永安油气田。考虑 将气藏改建为地下天然气储气库的可行性，最终，确定了以下待筛选的气藏： 1 、胜坨一区e s l 气藏 2 、永2 l 块e s 3 气藏 3 、玉皇庙e d 2 气藏 2 3 可改建地下储气库气藏可行性分析 2 3 1 胜坨一区e s l 气藏 2 3 1 1 概况 胜一区位于东营凹陷北坡，北部隔断层与坨1 5 块相邻，东部与胜二区 通过鞍部自然相连，是一个人为划分的区块。目的段油层沙一段3 2 小层， 北侧为断层封闭，东、南、西为边水包围，是一个具有气顶边水受背斜构造 控制的层状过饱和油( 气) 藏。 2 3 1 2 油气藏地质特征 本区块至上而下依次为平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街 组。其中沙一段地层厚度1 8 0 m 左右，埋深1 7 2 0 一1 9 4 0 m 。目的段油层为沙 一段3 2 小层。胜一区沙一段3 2 小层构造形态为近东西向展布的背斜构造， 北翼、西翼被近东西向断层切割。构造具有顶缓边陡的特点，高部位平缓， 构造倾角约为1 。，南翼略陡，构造倾角为2 3 。，西翼、北翼最陡，构造 倾角约为8 。胜一区沙一段3 2 层主要发育近东西向断层，其中北界断层( 号断层) 对该块油气分布起一定的控制作用，区内共有1 0 口井钻遇，北倾， 倾角约为4 5 。，断层落差3 0 - - 6 0 m ：号断层仅1 0 9 3 井钻遇，走向北 西一南东向，北倾，落差1 6 m ，区内延伸8 0 0 m 左右，向东向西，落差逐渐减 小，直至消失；号断层自西向东走向由东西向转为北东一南西向，倾向北 中国f i 油人学( 华东) k 程硕士学位论文 第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 倾转为北西倾，落差约为1 0 m ；号断层区内共有6 口井钻遇，走向东西向， 南倾，落差1 0 一3 0 m ，向东落差逐渐减小，直至消失。号断层区内共有4 口井钻遇，走向东西向，南倾，落差2 0 m 左右；号断层区内仅l 口井钻遇， 走向北东一南西向，倾向北西倾，落差1 5 m 左右。 2 3 1 3 储层特征 沙一一段泥看多为狄缘、粲红色泥岩，含砂，反映了沉积环境为弱还原 或弱氧化的浅湖环境。碳酸盐岩底部以湖水咸度较大沉积环境相对闭塞的白 云岩为主，向上逐渐变为针孔灰岩、生物碎屑灰岩互层，上部则为生物碎屑 灰岩，碳酸盐岩的纵向变化反映了沙一段浅湖环境且湖水逐渐变浅。胜一 区沙一段3 2 小层岩性以中、粗砂岩及含砾砂岩为主，矿物颗粒以石英为主， 长石次之，胶结类型为孔隙一接触式。沙一段3 2 小层平均电测解释空气渗 透率为3 2 0 0 1 0 - 3 岬2 ，平均电测解释孔隙度为3 1 8 ，属高孔高渗储层。 胜区沙一段3 2 小层砂体平面分布稳定，厚度一般在2 9 m ，平均5 8 m ， 构造顶部砂体最为发育，向翼部逐渐碱薄。其中l 单元砂体局部发育，主要 分布在构造西南、西北、东北部，全区共有5 0 口井钻遇，厚度0 4 4 m ， 平均1 4 m ，物性较差，多为干层。2 单元全区稳定分布。胜一区沙一段为浅 湖相反旋回沉积，自下而上湖盆逐渐变浅。胜一区沙一段3 2 小层储层为滨 浅湖相滩坝及湖滩砂。 2 3 1 4 流体性质 沙一段3 2 小层的地面原油密度为0 8 8 9 c m 3 ，地下原油密度0 7g e m 3 ， 地面原油粘度为1 0 1 m p as ，地下原油粘度为1 0 3 m p a s 。天然气相对密度 o 5 8 ，甲烷含量9 7 1 7 ，属干气，硫化氢含量1 6 l 一1 3 0 7 m g c m 3 ，非烃气 含量不高。沙一段3 2 小层的地层水总矿化度为1 3 1 7 9 m g 1 ，水型以n a h c 0 3 型为主。 2 3 1 5 温度及压力系统 该块地层温度6 4 。c 左右，温度梯度为2 5 。c 1 0 0 m ，原始地层压力为 中国石油人学( 华东) 。l 程硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 1 8 5m p a ，目前地层压力为1 6 5 m p a ，压力系数1 0 ，该油藏属于正常温度 压力系统。 2 3 1 6 油气藏类型及储量 沙一段3 2 小层砂体平面分布范围大，连通性好，原始油气界面为一 1 8 1 2 m ( 不含补心高) ，原始油水界面为一1 8 2 4 m ( 不含补心高) 。 沙一段3 2 小层油气藏为具有气顶边水的构造层状过饱和油( 气) 藏。 胜一区沙一段3 2 小层含气面积1 4 9 k m 2 ，气层平均有效厚度4 8 m ，综 合系数4 4 4 2 x 1 0 4 m 3 k m 2 m ，天然气地质储量3 1 7 x 1 0 8 m 3 ：含油面积1 8 7 l r n 2 ， 油层平均有效厚度3 4 m ，单储系数1 4 6 x 1 0 4 t k m 2 m ，石油地质储量9 2 7 1 0 4 t 。 2 3 1 7 油气藏开采分析 ( 一) 开发状况 截至2 0 0 6 年，共有2 2 口油井曾试采过胜坨一区沙一段3 2 小层，开井 l l 口，均位于原气顶区或气油过渡带内。共有6 口气井( 宁3 、1 一o 一8 、l l - - 4 1 、宁3 3 、1 一l 一7 、1 一o 一8 4 ) 曾采过该层，目前本层无气井生 产，无注水井。日产液能力为2 7 9 1 m 3 d ，1 3 产油能力为6 1 8 d ，综合含水 7 7 8 ，累计产油9 9 3 x 1 0 4 t ，采油速度2 2 ，采出程度1 0 7 。 ( 二) 开采特征分析 该区气井产能随着工作制度、地层压力及射开厚度等因素而变化，气井 生产时地层压力下降缓慢，地层能量基本充足。主要具有如下特征：气井 生产时地层压力下降缓慢有一定气顶及边水体积目前地层压力仍能保 持较高水平动液面深度变化小。 总之，胜坨一区沙一段3 2 小层天然能量充足，开采至2 0 0 6 年6 月， 除局部地区压力略有下降外，大部分区域能保持较高的压力水平，满足生产 的需要。 2 3 1 8 改建储气库利弊分析 ( 一) 有利因素 中国石油大学( 华东) r 程颐十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 1 、地理位置优越，离主要用户城市近； 2 、气藏构造简单，圈闭落实，变化幅度小，密封性好，内部断层不多； 3 、气层单一，分布稳定，连通性好，厚度大，属高孔高渗储层； 4 、气藏属干气气藏，天然气组分含量中以甲烷为主，h 2 s 含量不超标； 5 、气藏属常压常温系统： 6 、具有一定的储气规模，气砂体原始静念地质储量为3 1 8 x 1 0 s i n 3 ，动态 地质储量为2 5 1 0 8 m 3 ； 7 、气臧采出程度高。 ( - - ) 不利因素 1 、气藏已全面水淹，注气采气工艺难度大： 2 、圆环剩余油已移动到原始气顶范围内，目前气井停井或转为采油井。 2 3 2 永2 l 块e s 3 气藏 2 3 2 1 概况 永2 1 块所在的永安油气田位于山东省东营市垦利县永安镇南，构造位 置在东营凹陷东北部，坨一胜一永断裂带东段。1 9 6 6 年4 月钻探永2 1 井时 发现下第三系沙三段气层，9 m m 气嘴试气获日产1 9 2 7 x 1 0 4 m 3 高产气流。完 钻井为3 口( 永2 1 、永2 l 一1 、永2 1 1 ) ，分别钻于1 9 6 7 年、1 9 7 8 年和1 9 9 0 年，目前己全部停井。 2 3 2 2 气藏地质特征 ( 一) 地层特征 永2 1 块的目的层段为沙三段，埋深在1 8 2 3 1 8 6 0 m ，岩性主要为砂岩， 砂体厚度一般在1 2 1 6 m 。 ( 二) 构造特征 永2 l 块为断层遮挡的边底水构造气藏，断层封堵性好，边水活跃，对 天然气的储集具有良好的封堵作用。 ( 三) 气层特征 中国4 i 油人学( 华东) 工程硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 永2 1 块沙三段储层为滨湖相砂岩为主，泥质胶结，泥质含量5 7 ， 接触式胶结，有效孔隙度2 2 - - 3 0 ，空气渗透率5 0 8 1 2 m 2 ，含气饱和度7 0 一8 0 。 ( 四) 流体性质 政块天然气的相肘密度为o 5 8 一o 6 4 ，甲烷含量为9 0 - 9 5 ，硫化氢含 量为o 0 5 0 1 m g c m 3 。 该块地层水总矿化度1 9 8 8 9 m g l ，氯离子1 1 6 0 2 m g l ，水型为c a c l 2 型。 ( 五) 温度压力系统 永2 l 块气层温度在6 1 7 7 1 2 c ；气层深度为1 4 4 8 4 1 8 6 0 2 m ；原 始地层压力为1 8 9 m p a 。该气藏属于常温常压系统。 ( 六) 气藏特征 从该块的气藏剖面图上可以看出，永2 1 块为边底水构造气藏，而且边 水活跃。原始气水界面在1 8 7 0 m 附近。 ( 七) 气藏储量 该气藏于1 9 7 8 年投入开发，上报探明含气面积o 8k m 2 ，有效厚度l o m ， 地质储量2 1 1 0 8 m 3 。后经集输公司复算，该气藏含气面积0 8 k m 2 ，有效厚 度1 3 m ，地质储量3 1 7 2 x 1 0 8 m 3 。 2 3 2 3 气藏开发状况 ( 一) 开发概况 永2 1 块气藏为断层遮挡的构造气藏，有边水无油环，属纯气藏。该块 是1 9 6 6 年4 月钻永2 l 井时发现下第三系沙三段有气，气层的岩性为砂岩。 该块目前完钻井共3 口( 永2 1 、2 1 1 和2 1 1 井) ，从1 9 6 7 年1 2 月开 始陆续投入开发，生产层位均为沙三段。累计产气量2 6 3 1 0 8 m 3 ，气采出程 度8 2 9 。截至2 0 0 4 年3 月，永2 1 块利用3 口井( 永2 1 、2 1 - - 1 、2 1 1 ) 生 产沙三段气藏，累积产气量2 6 2 9 7 1 0 8 m 3 ，累积产凝析油量8 6 2 2 2 m 3 ，累 积产水量7 0 6 9 2 6 x 1 0 4 m 3 ，气采出程度8 2 9 ，采出程度高，开发效果好。 中国石油大学( 华东) 1 。程硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 ( - - ) 开采特征分析 1 、气井产能随着工作制度、地层压力及射开厚度等因素而变化 表1 永2 1 块试气数据汇总 萼f 茬俐攀 层 射开 篱f ； 浊套静月l 日产 厚度压压压压 气 数 m_ p 3p am p am p a 1 0 m ， 382 41 62 4190 6187 620 9 1 9 6 6 0 42 6 i ； 1 60 81 6 2 4 l 口0 61 87 6 57 2 a t z ，ie s 。i ，l 1 9 4 8 8 - 1 8 8 0 2 11 l6 ”6 60 51 4 l ； 1 60 41 82 0190 81 87 l1 33 7 1 65 4 1 6 1 8190 81 88 61 82 7 l 姜#1 6 3 3162 4 1 80 2j1 7730 8 桕1 h i 1 8 2 8 3 - 1 8 3 3 3l50 s 叫l ，61 i1 80 2l 1 75 6 62 0 1 80 2i1 74 472 5 91 8 0 2l1 7 1 7 1 46 n i3i1 3 5 8i1 35 308 9 圳酗j - 1 8 2 3 9 - 1 8 2 5 0 l2l1 9 9 01 2l4ij 】35 8i1 3 5 517 2 l5iij35 8j1 35 l27 0 永2 l 块3 口先后试采的气井，其试气时气井产能随着地层压力、工作 制度及射丌厚度等因素的变化而变化，且越晚试气的气井，由于地层压力的 逐步降低，其平均产能也逐步降低。 2 、气井投产后表现出见水后产能低但递减缓慢的特征 3 、无水采气期是出水气井主要生产阶段 4 、气并存在产凝析油现象，但产量不大 5 、气井生产时地层压力下降缓慢 6 、气井产水时间长，出水量大，边水能量补给充足 7 、气藏经多年开发，已接近废弃 目前国内对气驱气田废弃压力的确定多采用加拿大学者休梅克的“双 5 0 ”公式，即： p 曲= 5 0 + 5 0 d 式中：p a b 一气藏废弃压力，p s i d 一气藏埋深，f 【。 换算为标准单位： 中国i i 油大学( 华尔) i ：程硕+ 学位论文 第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 p a b = 0 3 3 3 6 + 1 0 9 4 6 x 1 0 一d 式中：p 。b 一气藏废弃压力，m p a ： d 一气藏埋深，m 。 对于带边底水凝析气田，其废弃压力应在气驱气田的基础上附加3 5 ， 即： p a b = 1 3 5 x ( o 3 3 3 6 + 1 0 9 4 6 1 0 3 d ) 依据永2 1 块3 口气井射孔层段中深计算，永2 1 块带边底水凝析气藏废 弃压力为3 2 m p a 。 2 3 2 4 改建储气库利弊分析 ( 一) 有利因素 1 、地理位置优越，离主要用户城市近； 2 、气藏构造简单，圈闭落实，变化幅度小，密封性好： 3 、气层单一，分布稳定，连通性好，厚度大，属高孔高渗储层； 4 、气藏属干气气藏，天然气组分含量中以甲烷为主，h 2 s 含量不超标； 5 、气藏属常压常温系统； 6 、具有一定的储气规模； 7 、气藏采出程度高。 ( - - ) 不利因素 1 、气井和气藏动态综合数据不全，无法对气开采动态进行全面分析； 2 、无法明确目前气水界面位置，因此无法明确亏空气顶大小和范围； 3 、边底水活跃，水体补充能量强，注气采气工艺难度大； 2 3 3 玉皇庙e d 2 气藏 2 3 3 1 概况 玉皇庙油气田位于山东省商河县玉皇庙乡，构造位置位于惠民凹陷中 央隆起带东段，商河油田东南方5 k m 。玉皇庙油气田于1 9 6 8 年7 月开始勘 探，1 9 7 4 年钻遇东二段油气层，先后发现夏8 、夏6 、夏1 9 等断块。含气 中国秆油夫学( 华东) e 稃硕十学位论文第2 章地区地f 储气库优选及可行性分析 层位为馆陶组和东二段，含油层位为东二段和沙河街组。该块生产井有3 6 口，目前开井2 9 口，取一i i , 井有两口：夏1 9 井和夏8 一1 8 井，取心总迸尺 5 0 1 5 m ，岩心长度4 6 6 9 m ，平均收获率9 3 1 。目前单井日油3 3 5 f f d ， 综合含水5 0 ，采油速度o 6 7 ，累产油2 9 7 3 l o t ，采出程度为4 6 5 。 计算含油面积6 1k m 2 ，探明石油地质储量5 2 8 x 1 0 4 t ，含气面积2 3 3k m 2 ， 储量4 7 x1 0 6 m 3 。 2 3 3 2 油气藏地质特征 ( 一) 地层特征 玉皇庙油气田自下而上钻遇的地层有：下第三系的沙河街组、东营组， 上第三系的馆陶组、明化镇组以及第四系的平原组。其中除馆陶组与东营组 为不整合接触以外，其它各组地层均为整合接触。 本区含气层位为馆陶组和东二段，含油层位为东二段和沙河街组。本 次研究的目的层段为东二段，气藏埋深在1 4 2 0 1 5 6 0 m 。 ( 二) 构造特征 从东二段顶面构造图可以看出，玉皇庙油气田为顶陷式近东西向长轴 背斜构造，两条东西向的断层将其分割为北、中、南三块，有西、东两个 高点，分别位于夏气2 井和夏7 一l 井，夏7 井至夏8 1 1 井一线为鞍部。 该区共有大小断层1 1 条，断层走向主要为北东东向，其中有4 条 断层落差较大( 4 0 - - 7 0 m ) 、延伸长度也较大( 3 - - 4 k m ) ，它们共同作用于背 斜构造顶部，形成构造顶部的地堑式断裂带。其它小断层为伴生断层， 延伸长度小，对整体构造影响不大。 ( 三) 沉积相研究 从区域上看，东二段沉积物源来自于西面，为三角洲前缘和前三角洲 亚相沉积，沉积中心在大芦家构造，向东砂体逐渐减少，成组性尖灭。 从东二段2 1 小层的沉积微相上可以看出：大面积发育三角洲前缘席状 砂沉积和前三角洲亚相沉积水下分流河道的沉积范围也扩大，其它地区发 中国彳i 油大学( 华东) t 程硕十学位论文第2 章地区地下储气库优选及可行性分析 育深湖一半深湖亚相的泥质沉积。河口砂坝沉积、三角洲前缘席状砂微相， 是较好的沉积相带。 ( 四) 储层特征 1 、储层岩矿特征 据岩心分析，储层主要为油浸粉砂岩，以石英、长石为主，属于长石 砂岩，泥质含量6 ，粘土矿物中伊蒙混层含量最高，高岭石含量次之。储 层疏松，分选中等，粒度中值为o 1 3 m m ，孔吼半径为1 1 2 7 1 t m 。颗粒支撑， 胶结类型为孔隙式。 2 、储层物性特征 夏1 9 井取心分析结果：平均孔隙度3 0 5 ( 粒间孔) ，平均渗透率 3 7 0 x 1 0 。g i n 2 ，平均泥质含量5 5 - - 7 o 。夏8 1 8 井取心分析结果： 平均孔隙度3 4 1 ，平均渗透率1 5 3 1x l o 一3 p m 2 ，平均泥质含量3 3 。 结合区域分析认为区块平均孔隙度值为3 2 ，平均渗透率为9 5 0 x 1 0 32 。l a m 。a 3 、敏感性分析 夏8 一1 8 井有5 块样品进行了敏感性实验，实验结果显示有3 块样品 属于强水敏，2 块样品属于中等水敏，因而可以得出结论：本区储层具有中 一强的水敏性。 另外四项敏感性实验结果显示：本区储层弱酸敏、弱碱敏、无速敏和 无盐敏性。 4 、储层润湿性研究 夏8 1 8 井有6 块样品进行了润湿性实验，实验结果为亲水。 ( 五) 流体性质及温度压力系统 1 、流体性质 玉皇庙油气田东二段油层原油性质较差，为稠油层。地面原油密度 0 9 7 8 9 0 9 9 3 6 9 c m 3 ，地面原油粘度1 3 3 1 - - 5 6 0 6 m p a s ，测算地下原油粘度 中国f i 油犬学( 华东) 工程硕十学位论文第2 章地区地。r 储气库优选及可行性分析 1 1 0 一3 9 0 m p a s 。原油含硫o 3 2 1 o ，凝固点一1 2 一j 4 。 天然气中甲烷含量高，大于9 5 ，天然气比重0 5 7 - - 0 5 7 7 9 c m 3 。 地层水总矿化度18 0 0 0 一2 7 0 0 0 m l ，氯离子11 0 0 0 - - 1 6 0 0 0 m g l ，水型 以c a c l 2 型为主。 2 、温度压力系统 地层温度为5 0 5 7 ，平均5 4 ，其地温梯度为3 4 6 l o o m ，属正 常温度系统。 测压资料表明，东二段油层原始地层压力1 3 6 1 4 9 m p a ，压力系数 0 9 9 1 0 1 ，属正常压力系统。 ( 六) 油气水关系及油气藏特征 从东西向