成亞斌(大港油田勘探開發(fā)研究院， 天津 300280)

含水氣庫可動庫容量研究

成亞斌(大港油田勘探開發(fā)研究院， 天津 300280)

長期以來，國內(nèi)外儲氣庫的注采研究主要集中在數(shù)值模擬和開采工藝技術(shù)方面，對氣庫氣水兩相滲流機理以及含水氣庫庫容量的設(shè)計修正方面的研究比較少。本文主要利用氣水互驅(qū)實驗結(jié)果對氣庫在循環(huán)注采過程中因多種原因形成的封閉氣的數(shù)量進行定量的計算，其結(jié)果對含水氣庫的可動庫容量設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。

儲氣庫；庫容量；封閉氣

0 引言

地下儲氣庫是一種具有注入和采出天然氣功能的地下地質(zhì)儲氣構(gòu)造，具有天然氣存儲與采出雙重功能，是大型天然氣集輸工程的重要組成部分，是促進天然氣產(chǎn)、供、銷功能的系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)天然氣資源儲備與戰(zhàn)略性能源安全保障的重要手段。多數(shù)建庫前的氣藏在開采過程中，地層水已進入到氣藏，造成儲氣庫含水。另外氣庫在降壓生產(chǎn)過程中，地層水也進入到氣庫，在氣庫內(nèi)形成氣水兩相流，并在生產(chǎn)過程中流動或運移，對儲氣庫庫容量產(chǎn)生一定影響。

水驅(qū)氣過程中會形成多種形式的封閉氣，在地層中主要有水指進、卡斷、死孔隙以及”H型”孔道等各種形式[1]。往往水淹程度越強的氣藏，形成封閉氣體的數(shù)量就越多；而如果同時再受到其他因素的影響，如儲層物性差、非均質(zhì)性強、井網(wǎng)不完善等因素，形成封閉氣體的數(shù)量更是相當(dāng)可觀的。

1 巖心驅(qū)替實驗

何順利等利用大張坨儲氣庫取心井的巖樣模擬儲氣庫氣水往復(fù)驅(qū)替相滲實驗[2]，采用3組巖心，共往復(fù)驅(qū)替次數(shù)16次，其中氣驅(qū)水過程9次，水驅(qū)氣過程7次，測定氣水相滲曲線9組(圖1)。結(jié)果表明水淹區(qū)被注入氣驅(qū)替后，氣驅(qū)水可實現(xiàn)的最大含氣飽和度約為72．6%，對應(yīng)的巖心最大束縛水為27．4%。表明純水淹體積內(nèi)通過注氣驅(qū)替可以最終達到72．6%的含氣飽和度體積。水驅(qū)氣最小殘余氣飽和度約為11．8%，表明氣藏的水淹區(qū)域內(nèi)可能存在11．8%左右的不可動氣體量，或不可動庫存量。水淹區(qū)可變動含氣飽和度為60．8%，即可動庫存量最大可達60．8%左右，占最大含氣飽和度(72．6%)約83．75%，即水淹區(qū)通過注氣最大可恢復(fù)可動庫容到原始庫容的83．75%，說明因水侵而形成的封閉氣量達到原始庫容的16．25%(相滲曲線如圖1所示)。

圖1 氣水相對滲透率曲線

2 實例分析

A儲氣庫為A氣藏改建而成，A氣藏板2油組1小層原始地層壓力為22．69MPa，在生產(chǎn)末期，氣藏邊水已推進至氣藏內(nèi)部砂體。該氣藏于1998年4月停采，時測地層壓力已降至8．29MPa左右。

從A儲氣庫的庫容變化曲線看(見圖2)，隨著注采周期的增加，曲線斜率逐年呈下降趨勢，即相同的地層壓力下每個周期的注氣量和采氣量在逐年增加。第一～五注采周期，地層壓力庫存氣量曲線右移，說明氣庫在不斷的擴容，氣庫趨于良性發(fā)展。目前氣庫庫容增幅較大，由初始庫容的1．53×108m3增加到目前的4．01×108m3，庫容增加2．48×108m3，增長了162．09%，總庫容接近設(shè)計的庫容。第六、七、八周期的庫容曲線基本重疊，注采趨于平衡，可動庫容量和含氣孔隙體積基本保持穩(wěn)定，反映庫容量已趨近固定值，處于擴容停止期。

圖2 A氣庫運行過程中庫容變化曲線

氣庫方案設(shè)計不含水條件下的原始庫容為4．65×108m3，根據(jù)氣庫運行數(shù)據(jù)計算，目前氣庫庫容為4．01×108m3，達到設(shè)計庫容的84．42%，與設(shè)計值相差0．64×108m3，這部分不可動庫容主要是由于氣水在互驅(qū)過程中形成的封閉氣，封閉氣量為原始庫容的13．76%。根據(jù)驅(qū)替實驗結(jié)果，封閉氣主要占據(jù)原始庫容的16．25%左右，實驗與實際的誤差，是由于氣庫實際生產(chǎn)壓力區(qū)間為13～25MPa，而相滲實驗的壓力區(qū)間大于氣庫的實際生產(chǎn)壓力區(qū)間，導(dǎo)致了封閉氣量的差異，總的來說，氣庫在注采運行過程中水鎖產(chǎn)生的封閉氣量是較高的。

3 結(jié)論

本文主要利用相滲曲線和A氣庫的實際生產(chǎn)狀況進行對比評價，氣庫在循環(huán)注采過程中因受繞流、卡斷等因素的影響，形成比較大的封閉氣量，占原始庫容的16．25%。對以后儲氣庫的庫容量設(shè)計具有實際意義。

[1]周克明,李寧,等.氣水兩相滲流及封閉氣的形成機理實驗研究[J].天然氣工業(yè),2002,5(22):123-125.

[2]何順利,門成全,周家勝,等.大張坨儲氣庫儲層注采滲透特征研究[J].天然氣工業(yè),2006,26(5):90-92.