快速评价定容水体改建储气库库容的方法与流程

1.本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种快速评价定容水体改建储气库库容的方法。


背景技术：

2.地下储气库是一种兼具季节调峰、应急调峰和战略能源储备的有效手段，利用地下水体改建储气库可有效的打破储气库建设围绕油气产区的限制，在天然气高消费区域就近建设。库容量是衡量储气库性能的重要指标，如何对地质人员筛选出的有利水层圈闭进行库容量评价是困扰相关科研人员的技术难题。
3.发达国家的地下储气库调峰应急储备达到年消费量的17～27％，中国储气库建设规模与国外相比差距较大。2018年底，我国建成地下储气库工作气量105亿立方米，占全国天然气消费量的3.8％，远低于国际公认的10％储气能力，远不能满足冬季用气高峰的调峰需求。截至2019年，我国截至目前，已建储气库25座，设计工作气量186亿方，形成有效工作气量85亿方，主要集中在华北地区。随着我国对天然气需求的日益增长，国内对调峰气量的期望值，高出已建枯竭油气藏型和盐穴型地下储气库总工作气量的179％，调峰气量远远不足。目前国内储气库建设多为枯竭油气藏型，前期评价库容时，多利用原油气藏计算的天然气储量。在调峰需求量最高的大城市以及工业中心附近，并非都有合适的枯竭油气藏或盐穴构造改建地下储气库，长距离管线输送对安全供气的要求又很高，但总可以找到含水层构造。在这种情况下，利用含水层构造改建地下储气库便成为首选方案。目前，世界上建造在大城市和工业中心附近的地下储气库，基本上都是含水层型地下储气库。根据2009年10月阿根廷召开的第24次世界天然气大会储气库工作委员会统计，目前世界上共有86座含水层储气库在运作，占全球各类储气库总数的13.7％，总工作气量412.18亿方，占全球储气库总工作气量的14.57％。86座含水层储气库主要分布在北美、欧洲、俄罗斯等国家，其中美国51座、法国12座、德国和俄罗斯各7座，其余国家数量较少。国内利用含水层建设储气库尚未有先例，均处于前期研究阶段，由于对含水层的地质状况研究及动态分析资料相对缺乏，无法对找到的有利含水层圈闭可改建的库容量进行快速准确的评价。
4.在申请号：cn201710168164.9的中国专利申请中，涉及到一种确定储气库容量的方法，包括以下步骤：根据储气库中气层的气层实时半径建立地层压力模型；根据储气库的有效渗透率和气层表皮系数建立井底流压模型；根据地层压力模型和井底流压模型建立储气库的井口的井口油压模型和注气模型；根据井口油压模型和注气模型确定储气库的容量。
5.在申请号：cn201910299835.4的中国专利申请中，涉及到一种预测盐穴储气库天然气库存方法。盐穴储气库天然气库存预测方法，包括如下步骤：s 1、获得井筒尺寸和盐穴形状参数；s2、将注采气管柱划分为多个注采气管柱微元段；s3、将盐穴划分为多个盐穴微元段；s4、计算出注采气管柱和盐穴的天然气存储量；s5、计算出盐穴储气库天然气库存；s6、计算出盐穴储气库采气量；s7、计算出盐穴储气库剩余库存。
6.在申请号：cn201510205438.8的中国专利申请中，涉及到一种改建储气库的方法及分层注采系统，所述改建储气库的方法包括：获取油气藏地层参数；在所述油气藏上分别设置注采气井和观察井；在所述观察井中下入分层排水管柱，并根据所述油气藏地层参数，在所述分层排水管柱上分段射孔，以形成射孔段；在所述注采气井中下入注采气管柱，进行注气；在所述观察井中进行小层测试，获取小层测试结果；根据所述小层测试结果，确定产气层位，并将其关闭。
7.以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的快速评价定容水体改建储气库库容的方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种实现了可快速评价定容水体改建储气库库容的方法。
9.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：快速评价定容水体改建储气库库容的方法，该快速评价定容水体改建储气库库容的方法包括：
10.步骤1，根据对有效圈闭的地质评价，获取有效圈闭水体规模；
11.步骤2，根据获取有效圈闭水体规模的评价结果，获取注气压缩水体可获得的储气库库容；
12.步骤3，根据获取地质评价结果，获取注气压缩岩石可获得的储气库库容；
13.步骤4，根据获取注气压缩水体可获得的储气库库容和获取注气压缩岩石可获得的储气库库容的计算结果，获取定容水体改建储气库库容。
14.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
15.在步骤1中，有效圈闭水体规模的计算公式为：
[0016][0017]
其中，nw为水体规模，单位为104m3；
[0018]aw
为有效圈闭面积，单位为km2；
[0019]
h为有效圈闭平均有效厚度，单位为m；
[0020]
为有效圈闭平均有效孔隙度。
[0021]
在步骤2中，获取注气压缩水体可获得的储气库库容的计算公式为：
[0022][0023]
其中，qw为注气压缩水体可获得的储气库库容，单位为104m3；
[0024]nw
为水体规模，单位为104m3；
[0025]cw
为水体压缩系数；
[0026]
ps为气库上限压力，mpa；
[0027]
p0为原始地层压力，mpa；
[0028]bg
为注入气体体积系数。
[0029]
在步骤2中，通过流体试验测得水体压缩系数cw。
[0030]
在步骤2中，根据定容水体储气库的特征设计储气库岩石力学和流体试验，并通过岩石力学试验测得围岩突破压力作为气库上限压力ps。
[0031]
在步骤3中，获取注气压缩岩石可获得的储气库库容的计算公式为：
[0032]
根据公式
[0033]
其中，q
t
为注气压缩岩石可获得的储气库库容，单位为104m3；
[0034]nw
为水体规模，单位为104m3；
[0035]ct
为储层岩石压缩系数；
[0036]
ps为气库上限压力，mpa；
[0037]
p0为原始地层压力，mpa；
[0038]bg
为注入气体体积系数。
[0039]
在步骤3中，根据定容水体储气库的特征设计储气库岩石力学和流体试验，并通过岩石力学试验测得围岩突破压力作为气库上限压力ps。
[0040]
在步骤3中，通过覆压孔渗试验获得储层岩石压缩系数c
t
。
[0041]
在步骤4中，获取定容水体改建储气库库容的计算公式如下：
[0042]
q＝qw q
t
，
[0043]
其中，q为定容水体改建储气库库容，单位为104m3；
[0044]qw
为注气压缩水可获得的储气库库容，单位为104m3；
[0045]qt
为注气压缩岩石可获得的储气库库容，单位为104m3。
[0046]
本发明中的快速评价定容水体改建储气库库容的方法，在地质评价可改建储气库有效圈闭的基础上，获取有效圈闭的水体规模；根据有效圈闭的水体规模，计算注气压缩地层水可获得的储气库库容；根据地质评价结果，计算注气压缩岩石可获得的储气库库容；根据地层水和岩石压缩可获得的库容计算定容水体改建储气库库容。本发明获得的计算结果准确度较高，实现了可快速评价定容水体改建储气库库容，为定容水体改建储气库前期评价提供了准确的库容量计算方法。
[0047]
本发明相对其他方法具有所需参数少、计算速度快、评价结果准确的特点，解决了含水圈闭改建储气库前期筛选过程中，库容量无法得到准确评价的问题。
附图说明
[0048]
图1为本发明的快速评价定容水体改建储气库库容的方法的一具体实施例的流程图；
[0049]
图2为本发明的一具体实施例中有效圈闭闭合高度及溢出点深度示意图。
具体实施方式
[0050]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0051]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
[0052]
如图1所示，图1为本发明的快速评价定容水体改建储气库库容的方法的流程图。
[0053]
该快速评价定容水体改建储气库库容的方法包括了以下步骤：
[0054]
步骤s001，根据对有效圈闭的地质评价，获取有效圈闭水体规模；
[0055]
有效圈闭水体规模根据公式其中，
[0056]
所述nw为水体规模，单位为104m3；
[0057]
所述aw为有效圈闭面积，单位为km2；
[0058]
所述h为有效圈闭平均有效厚度，单位为m；
[0059]
所述为有效圈闭平均有效孔隙度。
[0060]
步骤s002，根据获取有效圈闭水体规模的评价结果，获取注气压缩水可获得的储气库库容的方法如下：
[0061]
根据公式其中，
[0062]
所述qw为注气压缩水可获得的储气库库容，单位为104m3；
[0063]
所述nw为水体规模，单位为104m3；
[0064]
所述cw为水体压缩系数；
[0065]
所述ps为气库上限压力，mpa；
[0066]
所述p0为原始地层压力，mpa；
[0067]
所述bg为注入气体体积系数。
[0068]
步骤s003，根据获取地质评价结果，获取注气压缩岩石可获得的储气库库容；获取岩石压缩可获得的储气库库容的方法如下：
[0069]
根据公式其中，
[0070]
所述q
t
为注气压缩岩石可获得的储气库库容，单位为104m3；
[0071]
所述nw为水体规模，单位为104m3；
[0072]
所述c
t
为储层岩石压缩系数；
[0073]
所述ps为气库上限压力，mpa；
[0074]
所述p0为原始地层压力，mpa；
[0075]
所述bg为注入气体体积系数。
[0076]
步骤s004，根据获取注气压缩水可获得的储气库库容和获取注气压缩岩石可获得的储气库库容的计算结果，获取定容水体改建储气库库容。
[0077]
获取定容水体改建储气库库容的方法如下：
[0078]
根据公式q＝qw q
t
，其中，
[0079]
所述q为定容水体改建储气库库容，单位为104m3；
[0080]
所述qw为注气压缩水可获得的储气库库容，单位为104m3；
[0081]
所述q
t
为注气压缩岩石可获得的储气库库容，单位为104m3。
[0082]
实施例1
[0083]
在应用本发明的具体实施例1中，本发明的快速评价定容水体改建储气库库容的方法包括以下步骤：
[0084]
步骤1，根据对有效圈闭的地质评价，获取有效圈闭水体规模。
[0085]
参考图2所示，获取有效圈闭水体规模，根据公式其中，
[0086]
所述nw为水体规模，单位为104m3；所述aw为有效圈闭面积，单位为km2；所述h为有效圈闭平均有效厚度，单位为m；所述为有效圈闭平均有效孔隙度。
[0087]
步骤2，根据获取有效圈闭水体规模的评价结果，获取注气压缩水可获得的储气库库容。
[0088]
根据公式其中，
[0089]
所述qw为注气压缩水可获得的储气库库容，单位为104m3；所述nw为水体规模，单位为104m3；所述cw为水体压缩系数；所述ps为气库上限压力，mpa；所述p0为原始地层压力，mpa；所述bg为注入气体体积系数。
[0090]
步骤3，根据地质评价结果，获取压缩岩石可获得的储气库库容。
[0091]
根据公式其中，
[0092]
所述q
t
为注气压缩岩石可获得的储气库库容，单位为104m3；所述nw为水体规模，单位为104m3；所述c
t
为水体压缩系数；所述ps为气库上限压力，mpa；所述p0为原始地层压力，mpa；所述bg为注入气体体积系数。
[0093]
步骤4，根据获取注气压缩水可获得的储气库库容和获取注气压缩可获得的储气库库容的计算结果，获取定容水体改建储气库库容。
[0094]
根据公式q＝qw q
t
，其中，
[0095]
所述q为定容水体改建储气库库容，单位为104m3；所述qw为注气压缩水可获得的储气库库容，单位为104m3；所述q
t
为注气压缩岩石可获得的储气库库容，单位为104m3。
[0096]
本发明实施例中，上述所述ps、cw、ct可通过以下方式获得：
[0097]
根据定容水体储气库的特征设计储气库岩石力学和流体试验，并通过岩石力学试验测得围岩突破压力作为气库上限压力，通过流体试验测得水体压缩系数。
[0098]
实施例2
[0099]
在应用本发明的具体实施例2中，地质评价选定圈闭水体体积1亿方，原始地层压力10mpa，气库运行上限压力为20mpa，该圈闭水体压缩系数为4.75
×
10-5
，岩石压缩系数为6.08
×
10-5
，注入气体体积系数为6.6
×
10-3
。包括了以下步骤：
[0100]
步骤1，根据对有效圈闭的地质评价，获取有效圈闭水体规模。
[0101]
获取有效圈闭水体规模，根据公式其中，
[0102]
所述nw为水体规模，单位为104m3；所述aw为有效圈闭面积，单位为km2；所述h为有效圈闭平均有效厚度，单位为m；所述为有效圈闭平均有效孔隙度。
[0103]
步骤2，获取注气压缩水可获得的储气库库容的方法如下：
[0104]
根据公式计算结果为719.7万方。
[0105]
步骤3，根据获取地质评价结果，获取注气压缩岩石可获得的储气库库容；获取岩
石压缩可获得的储气库库容的方法如下：
[0106]
根据公式计算结果为921.21万方。
[0107]
步骤4，根据获取注气压缩水可获得的储气库库容和获取注气压缩岩石可获得的储气库库容的计算结果，获取定容水体改建储气库库容。
[0108]
获取定容水体改建储气库库容的方法如下：
[0109]
根据公式q＝qw q
t
，计算改含水圈闭可改建库容为1640.91万方。
[0110]
实施例3
[0111]
在应用本发明的具体实施例3中，地质评价选定圈闭水体体积10亿方，原始地层压力15mpa，气库运行上限压力为20mpa，该圈闭水体压缩系数为5.75
×
10-5
，岩石压缩系数为5.08
×
10-5
，注入气体体积系数为6.5
×
10-3
。包括了以下步骤：
[0112]
步骤1，根据对有效圈闭的地质评价，获取有效圈闭水体规模。
[0113]
获取有效圈闭水体规模，根据公式其中，
[0114]
所述nw为水体规模，单位为104m3；所述aw为有效圈闭面积，单位为km2；所述h为有效圈闭平均有效厚度，单位为m；所述为有效圈闭平均有效孔隙度。
[0115]
步骤2，获取注气压缩水可获得的储气库库容的方法如下：
[0116]
根据公式计算结果为4423.08万方。
[0117]
步骤3，根据获取地质评价结果，获取注气压缩岩石可获得的储气库库容；获取岩石压缩可获得的储气库库容的方法如下：
[0118]
根据公式计算结果为3907.69万方。
[0119]
步骤4，根据获取注气压缩水可获得的储气库库容和获取注气压缩岩石可获得的储气库库容的计算结果，获取定容水体改建储气库库容。
[0120]
获取定容水体改建储气库库容的方法如下：
[0121]
根据公式q＝qw q
t
，计算改含水圈闭可改建库容为8330.77万方。
[0122]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0123]
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。