地下储气库专题知识讲座

1、地下储气库专题知识讲座地下储气库专题知识讲座第1页2一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专题知识讲座第2页3地下储气库是将从天然气田采出天然气重新注如入地下能够保留气体空间而形成一个人工气田或气藏。天然气含有热值高、环境污染小和经济效益高等方面优点，但因为天然气生产和消费特殊性，在天然气供给和消费之间存在着可靠、安全、平衡和连续供气与消费需求量在时间上不均衡固有矛盾储气库作为一个安全供气、调峰伎俩和方法，当前被世界各国开发利用天然气时所广泛采取，它能够很好处理供气不稳定性与

2、安全平稳供气要求之间矛盾。一、什么是地下储气库？地下储气库专题知识讲座第3页4天然气地下储气库出现基于两个事实：一是天然气工业有较大发展；二是天然气用户有较大增加。当前为止，天然气地下储气库发展已快要一个世纪，并已逐步形成一门独立学科。一、什么是地下储气库？地下储气库专题知识讲座第4页5地下储气库作用主要有： 1）安全供气。供气系统维护与维修及管线不可抗力毁损在所难免，充沛气源可确保安全应急供气； 2）平稳供气。满足年调峰、季节调峰、日调峰波动需求； 3）对大型长输管道补充； 4）战略贮备； 5）进行商业运作，可取得良好经济效益。一、什么是地下储气库？地下储气库专题知识讲座第5页61915：加

3、拿大首次在安大略省WELLAND气田试验储气1916：美国在纽约BUFFALO附近ZOAR枯竭气田利用气层储气1954：美国在CALG纽约城气田首次利用油田储气1958：美国在肯塔基首次利用含水层储气1959：前苏联建成第一个盐层地下储气库1961：在美国首次利用盐穴储气1963：在美国克罗拉多DENVER附近首次利用废矿储气当前：各种类型储气库均针对性使用1 发展历程地下储气库专题知识讲座第6页7（1）废弃油气藏：利用原有已经枯竭油田或气田改建，是最轻易建库一个类型。泥岩盖层砂岩储层油气层2 基础类型地下储气库专题知识讲座第7页8（2）含水层结构：利用地下密闭含水层结构经过注气驱水形成人造气

4、藏。泥岩盖层砂岩储层水层2 基础类型地下储气库专题知识讲座第8页9（3）盐穴地下储气库：在地下盐层或盐丘中利用水溶开采方式形成地下洞穴并储存油气。（4）矿坑及岩洞地下储气库：利用废弃采矿洞穴改建地下储气库或在山体中开凿岩洞建设地下储气库。2 基础类型地下储气库专题知识讲座第9页10类型储存介质储存方法工作原理优越性缺点用途枯竭油气藏原始饱和油气水孔隙性渗透地层由注入气体把原始液体加压并驱动气体压缩膨胀及液体可压缩性结合流动特点注入采出储气量大，可利用油气田原有设施地面处理要求高，垫气量大，个别垫气无法回收季节调峰与战略贮备含水层原始饱和水孔隙性渗透地层由注入气体把原始液体加压并驱动气体压缩膨胀

5、及液体可压缩性结合流动特点注入采出储气量大勘探风险大，垫气不能完全回收同上盐穴利用水溶形成洞穴气体压缩挤出卤水气体压缩与膨胀工作气量百分比高，可完全回收垫气卤水排放处理困难，有可能出现漏气日、周、季节调峰废矿采矿后形成洞穴充水后用气体压缩挤出水气体压缩与膨胀同上易发生漏气现象，容量小同上不一样类型储气库技术对比地下储气库专题知识讲座第10页11一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专题知识讲座第11页121 国外地下储气库现实状况欧洲天然气月度产量改变曲线地下储气库专题知识讲

6、座第12页131 国外地下储气库现实状况当前全球范围内地下储气库已经成为调峰和应急主要方式，储气库工作气量占总消费量百分比平均为15%左右，美国16%，俄罗斯22%。中石油应急调峰能力非常微弱，年底储气库工作气量约17亿方，不到总商品气量3%。地下储气库专题知识讲座第13页14因为地下储气库在调峰和保障供气安全上含有不可替换作用,因而地下储气库建设受到许多国家重视,天然气生产和消费大国都把地下储气库建设作为整个天然气上下游一体化利用一个主要组成个别进行总体规划。欧美国家都在不停加大储气库建设力度,增大储气量,除了常规调峰应急外,已经开始研究建立天然气战略贮备。美国已经就长输管网地下储气库建立相

7、关法律加以约束,欧洲国家也有立法趋势。1 国外地下储气库现实状况地下储气库专题知识讲座第14页15当前在全世界范围内已建储气库主要以枯竭油气藏和含水层建库为主，而利用盐穴、废弃矿坑建库因条件限制数量较少。当前，世界上共建有地下储气库约634座，总工作气量约3400亿方，共有气库采气井23000口。世界用气量约23000亿方，其中约15%由地下储气库进行调整。 1 国外地下储气库现实状况地下储气库专题知识讲座第15页16截止年地下储气库专题知识讲座第16页17各种类型地下储气库数量及所占百分比地下储气库专题知识讲座第17页18 过去30年是地下储气库快速发展30年 欧洲和中亚储气库带动世界储气库

8、工业发展地下储气库专题知识讲座第18页19储气方式投资费用（元/米3储气量）地下储气枯竭油气田0.42.1含水层储气库2.54.2盐穴储气3.35.8液化天然气（LNG）储存4050高压球罐储气400500高压管网储气300400不一样储气方式投资对比表与其它各种储气调峰方式建设投资比较，利用地下储气库储气最为经济，其中又以建设枯竭油气藏地下储气库建设投资最低。地下储气库专题知识讲座第19页202 我国地下储气库研究现实状况在近几年天然气快速发展基础上，伴随进口气量快速增加，中石油天然气即将进入跨越式发展新阶段，与此同时也将面临更大范围、更大规模调峰和应急问题。年国外气引进后，储气库调峰将成为

9、主要供气安全确保伎俩。所以，有必要进行统筹规划，加紧储气库筛选和建设，确保安全平稳供气。地下储气库专题知识讲座第20页21 峰谷差：年2500万方/日、年2800万方/日、年2700万方/日，峰谷差基础都在1.2倍以上年年中石油天然气产量运行曲线中石油产量波动情况2 我国地下储气库研究现实状况地下储气库专题知识讲座第21页22（1）已建储气库1975年大庆喇嘛甸油田北块萨1组气层建成地下储气库，设计日注采气10万方/日，1983年开始注气运行。1999年喇嘛甸储气库扩建，日注采气能力提升到60万方/日，年调峰量1亿方。2 我国地下储气库研究现实状况地下储气库专题知识讲座第22页23京、津地域储

10、气库建设情况表京津地域当前有6座用于城市调峰地下储气库，都位于大港板桥油气区，设计工作气量30.3亿方，当前实际到达工作气量为17亿方。当前投产时间最早大张坨储气库也只运行了八个完整注采周期。 储气库设计 库容量108m3设计 工作气量108m3抵达 工作气量108m3抵达最大日采气能104m3大张坨16661000板8764.651.91.2300板中北24.48115.5900板中南9.74.71.6600板8087.634.171.9200板8284.692.571100累计67.1530.3417.231002 我国地下储气库研究现实状况地下储气库专题知识讲座第23页24当前五座地下储

11、气库正在担心建设之中，其中XX地域三座储气库设计工作气量可到达7.5亿方；长三角地域两座储气库设计工作气量能够到达19.6亿方。2 我国地下储气库研究现实状况（2） 正建储气库地下储气库专题知识讲座第24页25当前正在开展研究储气库建设目标主要有XX地域苏桥储气库群、雁翎储气库、孙虎储气库和东北地域双6储气库。（3） 准备建设储气库2 我国地下储气库研究现实状况序号规划 研究程度存在问题及建库风险库址1苏4正在开展可研埋藏深，储层为低孔低渗碳酸岩，投资较高2雁翎正在开展可研结构幅度低，建库周期长，投资较高3苏1正在开展可研埋藏深，储层为低孔低渗碳酸岩，投资较高4苏20正在开展可研规模小，不宜单

12、独建库5文23完成可研文23-6X井下有落物，修井难度大6孙虎三维地震采集、处理、解释储盖层参数及分布情况不清，需钻资料井7双6正在开展可研地下储气库专题知识讲座第25页261）气藏改建地下储气库技术基础成熟2）枯竭油藏改建地下储气库技术正在探索之中3）盐穴储气库研究取得了进步4）水层储气库研究刚开始起步2 我国地下储气库研究现实状况（4） 研究技术现实状况地下储气库专题知识讲座第26页27一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专题知识讲座第27页28潜山油藏。埋深普通在35

13、00米左右，最深苏桥油气田到达5000米。砂岩油藏。油藏埋深普通为25003300米，最深留70-39断块井深到达3700米。纵向上含油井段长，层间差异性大，如岔河集油田个别含油井段长达500米，渗透率级差10倍以上。（3）油藏埋藏深，纵向上含油井段长，层间差异大2、面临问题地下储气库专题知识讲座第28页29一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专题知识讲座第29页30陕京线陕京二线 任丘XX油田位于北京南100多公里，地理位置极其优越，伴随北京市气化率不停提升，对天然气需求

14、量显著增加。为了处理陕京二线供气安全和季节调峰问题，需要在北京附近建设一些易注易采地下储气库。为此，设计陕京二线经过XX油田。1 地理位置地下储气库专题知识讲座第30页312 储气库研究工作历程作为保障陕甘宁天然气安全平稳供给北京配套工程，XX油田从上世纪90年代初，就开始了油气藏改建地下储气库相关研究工作，早期主要是储气库筛选工作，筛选范围覆盖了XX北部廊固凹陷及中部饶阳凹陷，共有油气藏94个，其中油藏60个。认为文23、顾辛庄、京58以及任11山头4个油气藏油藏具备改建为地下储气库条件。地下储气库专题知识讲座第31页322 储气库研究工作历程1998年-年，开展了京58油藏改建储气库研究工

15、作。年，依据股份企业要求，由XX油田组织开展任11、京58油藏和文23气藏改建储气库可行性研究工作。XX油田企业组织XX油田勘探开发研究院、采油工艺研究院、XX石油管理局钻井工艺研究院、CPEXX油田分企业和中石油廊坊分院等单位开展了研究工作。地下储气库专题知识讲座第32页33年，依据集团企业原副总经理苏树林要求，对XX油田范围内可作为储气库潜山（含油气、含水）进行了筛选，确定在苏4潜山气藏、雁翎潜山油藏和孙虎潜山开展改建储气库可行性研究，在鄚3、留北、龙虎庄潜山油藏和苏1、苏49、苏20气藏以及高阳潜山开展改建储气库预可行性研究工作。由XX油田负担预可行性研究工作已经完成，并于年4月18日经

16、过了股份企业组织教授审查。2 储气库研究工作历程地下储气库专题知识讲座第33页34截止到当前，依据股份企业要求和北京华油天然气有限企业委托，完成了文23、永22、京51气藏和任11裂缝性潜山油藏改建地下储气库可行性研究工作，当前正在开展苏1、苏20气藏改建储气库可行性研究工作；完成了永22、京51气藏改建储气库初步设计工作，并负担了京58、永22和京51储气库现场跟踪实施研究工作。2 储气库研究工作历程地下储气库专题知识讲座第34页35一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专

17、题知识讲座第35页361 研究工作现实状况改建地下储气库建设工作步骤大致可分为： 目标筛选预可研可研初设现场施工运行地下储气库专题知识讲座第36页37XX油田自1994年至今陆续开展了已开发油气藏改建地下储气库筛选、预可研、可研、初设以及施工图设计等相关研究工作。 1 研究工作现实状况地下储气库专题知识讲座第37页38（1）京58库群当前已经进入现场施工阶段在初步设计工作完成以后，组织相关人员在钻井过程中及时亲密跟踪评价58、永22以及京51三个储气库每一口井钻井实施情况，经过分析及时调整地质设计，从而确保了库群现场施工工作顺利实施； 2 取得主要结果地下储气库专题知识讲座第38页39(2)

18、任11潜山油藏改建地下储气库可行性研究工作已经完成因为利用油藏改建地下储气库在我国还没有先例，尤其是利用潜山油藏改建储气库国外也没见类似实例，所以任11潜山建库难度较大。在安排可行性研究工作时，要求我国和国外同时进行研究，最终经过综合分析认识得到合理研究结论。当前，我国、国外研究工作已全部结束。 2 取得主要结果地下储气库专题知识讲座第39页40(3) 完成了XX油田范围内改建地下储气库库址筛选工作XX油田对油区范围内可作为储气库潜山（含油气、含水）开展筛选工作。筛选出了雁翎、莫3潜山油藏、孙虎含水潜山结构以及苏桥潜山带等11区块作为改建地下储气库研究目标。 2 取得主要结果地下储气库专题知识

19、讲座第40页41(4) 依据要求开展了相关预可研以及科研工作依据已筛选目标，有针对性可开展建库评价工作。当前，已经完成了鄚3、留北等目标预可行性研究；并在此基础上，基础完成了苏侨储气库群、雁翎潜山可行性研究工作。2 取得主要结果地下储气库专题知识讲座第41页42一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专题知识讲座第42页431 地下储气库库址筛选标准地理位置：尽可能选在大用户、大供配气枢纽及输气干线附近，普通距主要用户或长输管线200km以内。选择类型：优先选择气藏、油气藏或油

20、藏结构改建地下储气库。其次为含水层或盐穴建设地下储气库。地质条件：结构落实且简单、埋藏适中、密封条件好；盖层封闭性好；储层物性好、厚度大、连通性好、分布稳定，含有一定储气规模；结构上已钻井较少，井况较简单。地面条件：交通便利，地面条件简单，易于建库。地下储气库专题知识讲座第43页44开展储气库可行性研究主要需要完成以下几个方面工作： 1)、进行改建储气库必须地质条件研究以落实圈闭存放条件； 2)、进行油气藏工程研究以落实储气库注采气能力； 3)、进行改建地下储气库相关参数可行性研究用以得到最正确运行参数及运行设计方案。 2 研究方法和工作步骤 地下储气库专题知识讲座第44页45地质研究油气藏工

21、程研究密封性地质特征储层特征油气藏类型储量复核油气藏生产动态分析动态法储量计算单井注采气能力计算基础建库参数研究库容大小压力区间工作气量垫气量运行周期建库可行性方案设计注采井网运行方式观察井设置建库周期推荐方案指标预测可行性研究结论不一样类型油气藏改建地下储气库可行性研究工作流程图。详细工作流程以下： 地下储气库专题知识讲座第45页46气藏改建储气库可行性研究是一项系统工程，包括地质、采气工程、钻井工程、地面工程、经济评价等多个学科，研究过程中要相互协调、配合。在地质可行性研究方面要重点完成三个方面工作。 气藏地质特征研究。主要是落实储量规模、断层及盖层密封性研究； 气藏工程研究。主要是分析气

22、藏开采效果、落实气藏动态储量、评价气井注采气能力以及储气库基础参数； 可行性方案设计。主要研究储气库运行方案。地下储气库专题知识讲座第46页47例子：文23储气库可行性研究地下储气库专题知识讲座第47页48文23气藏在文安油气田北部，地处河北省文安县境内，结构位置处于霸县凹陷文安斜坡最东侧，苏桥潜山带南端。文23气藏含气面积1.7km2，天然气地质储量11.91108m3。地下储气库专题知识讲座第48页49从上到下钻遇地层为：第四系、第三系、二叠系、石炭系以及奥陶系个别地层。二叠系上石盒子组下段气层组为气藏产层。地层特征 地下储气库专题知识讲座第49页50是由4条断层围成一个断垒。内部发育两条

23、北东向断层。结构高点在新文23-6x井附近，埋藏深度2640m。 结构特征 地下储气库专题知识讲座第50页51（1）改建储气库地质条件 从地质研究角度来看，判断一个油气藏能否改建地下储气库主要应该论证以下三个方面问题，即储层能否储气、能否安全储气（是否会发生泄漏）以及最大储存空间。地下储气库专题知识讲座第51页52密封性研究工作主要是处理储气库能否安全储气问题。其研究内容主要包含两个个别：断层和盖层密封性研究。 储气库盖层密封性研究主要需要落实以下几方面情况：盖层分布是否稳定、盖层厚度是否够大、盖层岩性是否为不渗透储层。 在进行断层密封性研究时主要是利用常规地质研究方法对断层侧向封堵性进行研究

24、，判断断层是否开启，能否对储气库形成有效封闭。 1）密封性研究 地下储气库专题知识讲座第52页53 盖层密封条件文23气藏盖层岩性为一套以泥岩为主砂泥岩组合，盖层厚度在400m以上。其泥岩层分布均较稳定，厚度较大，单层厚度934m，含有可靠遮挡能力。1）密封性研究 地下储气库专题知识讲座第53页54 断层密封性文23气藏四面共有6条断层，在气藏形成历史过程中，都起到了良好封堵作用， 同时，因为气藏自形成保留至今，充分说明其盖层和断层密封性良好。 地下储气库专题知识讲座第54页55油气藏类型及储气层特征研究工作主要是处理储气库能否储气问题。经过对油气藏类型研究能够大致知道储气库结构形态、储层流体

25、性质、油气水界面及地层压力和温度系统等基础地质特征，对油气藏形成一个整体认识。2）气藏类型及储层特征地下储气库专题知识讲座第55页56依据资料统计，文23气藏为中孔、低渗透储层。砂层横向分布稳定，连通率高；平面上，结构高部位气层发育；纵向上气层分布井段集中。气藏含有统一气水界面，深度为2764m。凝析油含量为194g/m3 ，属于凝析油含量中等结构凝析气藏。2）气藏类型及储层特征地下储气库专题知识讲座第56页57（2）油气藏工程研究开展生产动态分析工作主要是利用油气藏工程方法对油气藏开采特征进行分析，目标是对油气藏开发动态形成一个清楚明确认识，深入对以后建库工作起到对应指导作用。 地下储气库专

26、题知识讲座第57页58（2）油气藏工程研究1）气藏开采特征： 气藏已处于开发后期； 试油及生产资料证实，气藏存在边水，但不活跃，表现为封闭气藏开采特征； 含有统一压力系统 。从不一样井历年压力改变能够看出，断块内各井压力改变趋势基础一致。地下储气库专题知识讲座第58页592）动态储量计算因为动态法储量是利用最新动态资料，经过物质平衡方法计算得到地质储量，所以动态法储量能够反应出当前情况下油气藏最真实地质储量。 （2）油气藏工程研究地下储气库专题知识讲座第59页602）动态储量计算对于封闭性气藏，以P/Z为纵坐标，Gp为横坐标，作P/Z与Gp线性回归，当确定废弃视地层压力Pa/Za后，即可确定天

27、然气可采储量。当视地层压力为零时，计算出值即为天然气地质储量。 （2）油气藏工程研究地下储气库专题知识讲座第60页612）动态储量计算 利用文23断块动静态数据得到对应压降关系曲线。据此计算凝析气地质储量为7.93108m3，其中天然气储量7.64108m3。（2）油气藏工程研究地下储气库专题知识讲座第61页623）气井注采气能力分析 利用常规系统试井方法和一点法公式能够得到气井产能方程以及无阻流量。 系统试井方法一点法公式地下储气库专题知识讲座第62页633）气井注采气能力分析 依据文23气藏系统试井资料和试气时取得资料，利用稳定试井方法和一点法得到投产早期产能方程。 文23气藏气井产能方程

28、 地下储气库专题知识讲座第63页643）注采气能力分析得到气井产能方程以后利用节点分析方法并结合气井垂直管流计算公式，最终确定文23断块注采气井合理注采气能力为25104m3/d。产能方程节点分析方法最小携液量计算公式最大冲蚀流量计算公式单井注采气能力地下储气库专题知识讲座第64页653）注采气能力分析地下储气库专题知识讲座第65页66（3）改建地下储气库可行性研究1）地下储气库运行参数研究与设计 文23气库库容量为7.93108m3，有效工作气量为3.9108m3，垫气量为3.9108m3 ，上限压力为27.3MPa,下限压力为13MPa。气库名设 计 参 数库容108m3工作气量108m3

29、总垫气量108m3基础垫气量108m3附加垫气量108m3上限压力MPa下限压力MPa文23储气库7.933.94.031.013.0227.313地下储气库专题知识讲座第66页67（3）改建地下储气库可行性研究2）可行性方案设计 综合对比分析各方案指标后，认为方案十作为文23储气库运行方案较为合理。 地下储气库专题知识讲座第67页683）推荐方案主要技术指标以下：有效库容7.93108m3；工作气规模3.9108m3，垫气量4.03108m3；注气末地层压力27.3MPa，采气末地层压力13MPa，井口压力8.8MPa；安排工作井13口，全部设计为新钻井。地下储气库专题知识讲座第68页69特殊性和复杂性：灰岩油气藏、埋藏深、断块破碎、物性差；开采时间较长、老井井数多、井况复杂、处理难度较大而且流体分布和流体性质复杂（含H2S）；建库时间长、注采能力低、建库所需井数较多、井型复杂、投资较多；应对办法：研究使用适合于潜山油藏库容评价方法、采取水平井、进行防砂、大规模酸化、上除硫装置、先导试验研究、分期建库、以库群形式联合建库。3 研究目标特殊性 地下储气库专题知识讲座第69页70一、什么是地下储气库？二、当前发展现实状况三、XX油田特点四、XX储气库研究历程五、XX储气库研究现实状况六、XX储气库目标特殊性七、问题与发展提要地下储气库专题知识讲座第