邱小松 鄭雅麗 葉 穎 賴 欣 劉滿倉 徐淑娟 姚秋昌 皇甫曉紅

（1 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司油氣地下儲庫工程重點(diǎn)實驗室；2 中國石油勘探開發(fā)研究院；3 中國石油華北油田公司第四采油廠；4 中國石油浙江油田公司 ）

0 引言

我國經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展對天然氣的需求量不斷增加，天然氣對外依存度不斷攀升[1-7]，政府出臺相關(guān)政策要求加快儲氣設(shè)施能力建設(shè)保障國家能源安全。從安全性和經(jīng)濟(jì)性考慮，建設(shè)地下儲氣庫滿足國家儲氣、供氣需求成為重要戰(zhàn)略措施[8-9]。地下儲氣庫包括氣藏、鹽穴、含水層和礦坑等4 種類型，根據(jù)2020 年國際天然氣聯(lián)盟（IGU）數(shù)據(jù)統(tǒng)計[10]，目前全球運(yùn)行地下儲氣庫共計689 座，總工作氣量為4165×108m3，其中含水層儲氣庫80 座，占總數(shù)量的12%，工作氣量為471×108m3，占總工作氣量的11%。不同類型儲氣庫日高峰采氣量為97×108m3，其中含水層儲氣庫日高峰采氣量為16×108m3，約占總?cè)崭叻宀蓺饬康?6%。含水層儲氣庫主要建設(shè)于美國、歐洲、獨(dú)聯(lián)體等國家和地區(qū)，工作氣量分別占其總工作氣量的7%、15%、16%，說明含水層儲氣庫在調(diào)峰保供過程中發(fā)揮了重要的作用。

截至2019 年年底，我國已建成15 座地下儲氣庫群29 座儲氣庫，主要分布在環(huán)渤海、東北、西北、西南和中西部地區(qū)[11]，長江三角洲（簡稱長三角）、中南地區(qū)等天然氣主要消費(fèi)區(qū)油氣資源匱乏，氣藏建庫目標(biāo)缺乏[12]。借鑒國外經(jīng)驗，建設(shè)含水層儲氣庫是滿足這些地區(qū)調(diào)峰需求的首選。我國目前沒有建設(shè)含水層儲氣庫，選址評價沒有標(biāo)準(zhǔn)可依，若按照國外含水層儲氣庫選址評價標(biāo)準(zhǔn)幾乎無庫可選、無庫可建。國內(nèi)學(xué)者在渤海灣、長三角、中南等地區(qū)開展了含水層前期評價工作，康永尚等[13]綜合考慮含水層地層埋深、圈閉規(guī)模、鉆井費(fèi)用等因素，優(yōu)選最經(jīng)濟(jì)的含水層建庫目標(biāo);賈善坡等[14-15]通過建立選址技術(shù)、地質(zhì)安全、社會環(huán)境、經(jīng)濟(jì)性等四方面因素的層次分析法，定量評價潛在建庫目標(biāo)優(yōu)劣程度;金鳳鳴等[16]通過建立否決性、能力型、控制型、經(jīng)濟(jì)性等四方面因素的多層次、多指標(biāo)目標(biāo)優(yōu)選的綜合評價體系，定量評價潛在建庫目標(biāo)并排序;賈善坡等[17]、孟祥杰等[18]、劉團(tuán)輝等[19]分別提出了含水層改建儲氣庫蓋層密封性、儲氣能力等評價方法。上述研究雖考慮不同因素初步建立庫址篩選原則與評價方法，但針對含水層儲氣庫是利用具有良好儲滲條件的儲層，通過高壓注氣形成人工氣頂?shù)慕◣焯攸c(diǎn)所需要地質(zhì)密封性、井筒密封性等方面研究不夠深入;高壓注采、有效儲氣空間方面研究基本沒有;篩選原則還需進(jìn)一步完善，評價內(nèi)容尚需進(jìn)一步明確。本文在總結(jié)國外含水層建庫經(jīng)驗和我國氣藏型儲氣庫運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，提出了適合我國含水層庫址篩選評價的基本原則，明確含水層儲氣庫前期評價關(guān)鍵參數(shù)和技術(shù)內(nèi)容，用以指導(dǎo)我國中東部地區(qū)有利含水層目標(biāo)前期評價，以及勘探該區(qū)域潛在優(yōu)質(zhì)含水層庫址的領(lǐng)域，對我國含水層儲氣庫建設(shè)具有重要的推動作用。

1 含水層庫址篩選標(biāo)準(zhǔn)

1.1 國外含水層建庫基本情況

國外含水層儲氣庫歷經(jīng)70 余年的發(fā)展，積累了選址、評價、建設(shè)階段技術(shù)經(jīng)驗，總結(jié)這些經(jīng)驗有利于我國含水層儲氣庫選址建設(shè)。

（1）論證含水層是否適合改建儲氣庫所需時間很長，可以劃分為老井修復(fù)、縱向密封性論證、側(cè)向密封性論證、工業(yè)廢水回注論證等4 個階段開展地質(zhì)勘查工作，其中任一階段成果表明不適合建庫將停止后續(xù)地質(zhì)勘查工作并轉(zhuǎn)入其他區(qū)塊勘探，一般4～5個含水層中最終只有1 個適合改建儲氣庫。

（2）工業(yè)性試注是含水層改建儲氣庫必經(jīng)階段，一般在含水層構(gòu)造頂部進(jìn)行，是形成次生氣頂?shù)闹匾緩?。通過工業(yè)性試注，一方面可以證實地質(zhì)勘探與評價研究成果，加深對含水層圈閉地質(zhì)特征的認(rèn)識;另一方面可以評估地層的吸收能力，為注采氣能力評價和建庫方案設(shè)計提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（3）含水層改建儲氣庫需要通過注氣形成次生氣頂，注氣壓力高于原始靜水壓力，一般運(yùn)行壓力為原始地層壓力的1.1～1.5 倍，最大可達(dá)1.7 倍[20]，存在注入的天然氣泄漏或運(yùn)移至周邊的風(fēng)險，需要布置大量的監(jiān)測井。一般監(jiān)測井?dāng)?shù)量達(dá)總井?dāng)?shù)的1/3～1/2，主要監(jiān)測氣泡形成過程、氣水界面變化、流體運(yùn)移、圈閉有效性等信息，確保含水層儲氣庫安全運(yùn)行。

（4）含水層儲氣庫建設(shè)需要經(jīng)歷漫長的過程，如俄羅斯Kasimovskoe 儲氣庫建設(shè)歷時43 年，分為5 個階段。1977 年Kasimovskoe 儲氣庫開始注氣試運(yùn)行，第一次注氣量為800×104m3，一期建設(shè)完成注采井10 口，集氣站1 座;1983 年開始擴(kuò)建，二期建設(shè)新鉆注采井70 口，集氣站2 座;1998 年以后開始鉆大井眼井和增加建設(shè)壓縮機(jī);2019 年按照計劃執(zhí)行五期擴(kuò)建工作，現(xiàn)有注采井287 口，日最大供氣量為1.3×108m3，目前工作氣量為111.0×108m3，庫容量為211.0×108m3。

根據(jù)2020 年IGU 數(shù)據(jù)統(tǒng)計[10]，全球運(yùn)行中的含水層儲氣庫埋深最淺的為美國Doe Run Upper 儲氣庫（為137.2m），埋深最大的為西班牙Yale 儲氣庫（為2300m），主體埋深小于1000m，其中埋深小于500m 和500～1000m 的含水層儲氣庫分別占總數(shù)量的32.9%和51.9%（圖1a）;儲層巖性以砂巖為主，占比為71.4%，白云巖次之（圖1b）;儲層孔隙度為8%～32%，以大于15%為主（圖1c）;儲層滲透率為10～10000mD，以大于50mD 為主（圖1d）;庫容量為（0.2～211.0）×108m3，工作氣量為（0.1～111.0）×108m3，均以小于10×108m3為主（圖1e、f）。總體而言，目前運(yùn)行中的含水層儲氣庫具有構(gòu)造埋深相對較淺，儲層巖性簡單，儲層孔隙度、滲透率高，工作氣量、庫容量相對小的特點(diǎn)。

圖1 全球含水層儲氣庫地質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計圖Fig.1 Statistics of geological parameters of global aquifer gas storage

1.2 國內(nèi)含水層庫址篩選關(guān)鍵指標(biāo)

我國氣藏型儲氣庫建設(shè)（投資）、運(yùn)行（效率）顯示，碎屑巖儲層為含水層儲氣庫首選的儲層類型，應(yīng)以中—高孔、中—高滲儲層為主，埋藏深度小于2500m，老井?dāng)?shù)量少且井況簡單為優(yōu)。在國外含水層儲氣庫調(diào)研成果分析基礎(chǔ)上，結(jié)合我國氣藏型儲氣庫運(yùn)行經(jīng)驗和地質(zhì)背景等，提出我國含水層庫址選擇必須滿足地面條件、資料條件、地質(zhì)條件三方面要求。

1.2.1 地面條件

地面條件是含水層儲氣庫建設(shè)首要考慮因素，主要涉及含水層的地理位置、地面建設(shè)可行性兩方面。地理位置:主要通過踏勘調(diào)研了解含水層目標(biāo)與天然氣消費(fèi)市場或主要管道之間的距離，明確周邊是否有調(diào)峰需求，一般儲氣庫距離主要天然氣消費(fèi)市場或可接入的管網(wǎng)不超過100km。地面建設(shè)可行性:主要為避免安全問題，儲氣庫選址一般需要避開工廠、大型建筑物、生活居民區(qū)及環(huán)保特區(qū)等，建庫范圍內(nèi)存在需要拆遷的建筑或公共設(shè)施必須按照相關(guān)法規(guī)處理。

1.2.2 資料條件

資料條件是含水層儲氣庫評價的重要基礎(chǔ)，國內(nèi)含水層目標(biāo)一般是油氣勘探過程中發(fā)現(xiàn)的沒有油氣成藏的構(gòu)造，其錄井、地震、分析化驗資料相對較少，對建庫條件評價帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，一般選擇資料相對齊全的目標(biāo)開展篩選評價工作，包括地震、鉆井、分析化驗等相關(guān)資料。其中地震資料方面需要具有二維/三維地震資料，能夠落實含水層圈閉、埋深、密封性特征;鉆井資料方面需要具有鉆遇目的層老井，能夠驗證蓋層、儲層的存在;分析化驗資料方面需要具有巖石儲層、流體相關(guān)分析化驗參數(shù)，能夠支撐圈閉有效性、儲氣空間、儲氣規(guī)模等特征評價。

1.2.3 地質(zhì)條件

根據(jù)地面條件、資料條件篩選出適合改建儲氣庫的含水層目標(biāo)，進(jìn)一步從圈閉有效性、儲氣性能、動態(tài)密封性、水體及儲氣規(guī)模、工程條件等5 個方面開展研究論證，篩選出相對有利的含水層目標(biāo)，篩選原則如下。

（1）圈閉有效性:圈閉形態(tài)為背斜、斷背斜、斷鼻構(gòu)造，構(gòu)造幅度大，內(nèi)部斷層少，埋藏深度小于2500m，構(gòu)造幅度大于150m，蓋層、斷層封閉性相對較好，保證圈閉內(nèi)氣體不會滲漏。

（2）儲氣性能:砂巖儲層，儲層孔隙度大于10%，滲透率大于50mD，單層厚度大于5m，保證有足夠的儲氣空間和較好的注采氣能力。

（3）動態(tài)密封性:儲氣庫運(yùn)行壓力區(qū)間為靜水壓力的1.1～1.7 倍時含水層圈閉蓋層和斷層依然保持密封。

（4）水體及儲氣規(guī)模:原始水體具備一定規(guī)模，庫容量大于2×108m3，連通水體規(guī)模約為原始水體規(guī)模的10 倍才可能形成次生氣頂。

（5）工程條件:無特殊易漏、易塌層段，降低鉆井事故風(fēng)險;老井井?dāng)?shù)較少、井況簡單，無裸眼井的含水層優(yōu)先。

2 含水層庫址篩選評價

我國中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)天然氣消費(fèi)需求巨大，調(diào)峰需求也大[21-22]。為滿足調(diào)峰需求，中國石油在華北、長三角、中南地區(qū)（河南、湖北、湖南、安徽）及長輸管網(wǎng)沿途開展含水層庫址篩選及建庫前期評價工作，根據(jù)地面條件、資料條件在以上區(qū)域初步篩選出適合開展建庫條件評價的目標(biāo)，進(jìn)行圈閉有效性、儲氣性能、水體及儲氣規(guī)模等方面的評價工作，初步得出分區(qū)建庫條件優(yōu)劣的排序（表1）。

表1 我國中東部地區(qū)含水層目標(biāo)篩選評價參數(shù)表Table 1 Geological parameters for aquifer site screening and evaluation in eastern China

白駒含水層位于長三角江蘇省興化市合陳鎮(zhèn)三河鄉(xiāng)，調(diào)峰需求巨大;地表以農(nóng)田為主，村莊分散，人口密度小，周邊有多條省道及高速公路，地面條件滿足工程建設(shè)需求;區(qū)域已部署完成三維地震勘探，背斜圈閉構(gòu)造落實;在油氣藏勘探階段已完鉆兩口探井（裸眼完井），鉆遇泰州組二段（泰二段）泥巖，以及泰州組一段（泰一段）和赤山組細(xì)砂巖，具有巖石物性和地層水分析數(shù)據(jù)，滿足含水層庫址篩選評價所需的資料條件。因此，認(rèn)為白駒構(gòu)造是長三角地區(qū)相對較好的含水層庫址目標(biāo)。

3 白駒含水層建庫關(guān)鍵指標(biāo)評價

3.1 圈閉有效性

圈閉有效性是根據(jù)客觀存在含水構(gòu)造的形態(tài)、幅度及靜態(tài)封閉能力，給出儲氣庫圈閉的有效范圍、高度、壓力等，從而判斷含水層圈閉是否能“存得住”天然氣。通常利用鉆井、測井、地震、測試、生產(chǎn)動態(tài)等資料精細(xì)刻畫斷層組合及空間配置關(guān)系，落實含水層圈閉構(gòu)造類型、形態(tài)、溢出點(diǎn)、閉合高度、閉合面積，以及斷裂發(fā)育的類型、要素、組合形式、分布等特點(diǎn)，根據(jù)圈閉埋深、閉合高度、溢出點(diǎn)深度等相關(guān)研究結(jié)果，確定溢出點(diǎn)能夠承受的最大地層流體壓力。

結(jié)合鉆井、測井資料對三維地震工區(qū)精細(xì)構(gòu)造解釋表明，白駒含水層為斷層—構(gòu)造圈閉，形態(tài)為長寬比小于3 的背斜構(gòu)造，圈閉高點(diǎn)埋深為1170m，溢出點(diǎn)位于構(gòu)造西北部，埋藏深度為1460m，圈閉閉合面積為13.4km2，構(gòu)造幅度為290m。圈閉范圍內(nèi)斷層極為發(fā)育，主要可以劃分為兩期次斷層，其中第一期斷層發(fā)育于拉張斷陷成盆期，斷層規(guī)模較大，繼承性較強(qiáng)，控制了泰州組、阜寧組的沉積和構(gòu)造演化，形成了洼隆相間的構(gòu)造格局[23-25]。該期斷層主要為近東西向正斷層，斷層延伸長度為1000～7500m，絕大多數(shù)延伸2000～5000m，斷距一般為80～150m。第二期斷層發(fā)育于阜寧組—鹽城組沉積期，斷層規(guī)模較小，其使得三級構(gòu)造復(fù)雜化，形成多個獨(dú)立的斷鼻和斷塊構(gòu)造。該期斷層主要為近北西—南東向、北東—南西向正斷層，斷層延伸長度為100～5000m，絕大多數(shù)為2000～4000m，斷距一般為50～100m。兩期斷層在剖面上的組合形式多樣，主要為“Y”形、階梯狀或平行排列，多個斷層面相交，部分為復(fù)雜的樹枝狀或花狀斷層。淺層以“Y”形為主，深層以平行排列為主，且淺層的多條斷層至深層交會成一條斷層（圖2）。

圖2 蘇北盆地白駒含水層泰一段頂面斷層及圈閉展布圖Fig.2 Fault and trap distribution on top of 1st member of Eocene Taishan Formation of Baiju aquifer，Subei Basin

白駒含水層構(gòu)造溢出點(diǎn)深度為1460m，根據(jù)F502井、FT6井壓力測試資料計算出目的層段壓力梯度約為1.05MPa/100m，估算圈閉能承受的最大地層流體壓力為15.0MPa。

3.2 儲氣性能

儲氣性能評價是含水層建庫地質(zhì)條件評價的核心內(nèi)容之一，一般從儲層宏觀展布、儲氣空間特征兩方面開展研究。其中儲層宏觀展布分析與油氣藏分析相同，儲氣空間特征評價需要建立儲氣地質(zhì)體三維模型[8]。含水層儲氣庫多周期注采會引起儲層物性及含氣飽和度的變化，儲層物性變化可通過應(yīng)力敏感性實驗獲取;含氣飽和度變化是由巖石微觀孔隙滲流中的膨脹攜液和氣水互鎖現(xiàn)象引起的，通過長巖心多周期氣水互驅(qū)實驗可獲取含氣飽和度大小。根據(jù)應(yīng)力敏感性和含氣飽和度實驗測試數(shù)據(jù)對原始三維地質(zhì)模型孔隙度、滲透率及含氣飽和度進(jìn)行校正。

研究區(qū)鉆井、錄井、測井資料分析顯示:白駒含水層位于白駒凹陷邊緣斜坡高部位，赤山組為一套沙漠沉積地層，區(qū)內(nèi)鉆遇的多為赤山組上部的沙丘沉積，巖性為厚層狀砂巖夾薄層泥巖，砂巖厚度大于300m;泰一段底部發(fā)育盆地初始裂陷期的辮狀河三角洲沉積，砂體主要為水下分流河道、河口壩和遠(yuǎn)沙壩等三角洲前緣沉積，砂體厚度為8～36m，平均厚度約為15m;泰一段中部主要發(fā)育濱淺湖相泥質(zhì)沉積，間夾薄層粉砂巖;泰一段上部以曲流河三角洲前緣砂體為主，砂體厚度最大可達(dá)29m，平均厚度約為12m。

通過統(tǒng)計區(qū)內(nèi)測井解釋獲取的孔隙度和滲透率可知，赤山組孔隙度為8.5%～30%，平均為15.3%，滲透率為10～80mD，中值為53mD;泰一段底部砂巖孔隙度為5.8%～29%，平均為14.9%，滲透率為8～78mD，中值為38mD;泰一段頂部砂巖孔隙度為3.2%～25%，平均為13.1%，滲透率為6～137mD，中值為28mD?？傮w表現(xiàn)為赤山組砂巖儲層厚度、物性優(yōu)于泰一段底部砂巖和頂部砂巖。

3.3 動態(tài)密封性

動態(tài)密封性是指在儲氣庫多周期注采運(yùn)行環(huán)境下，地質(zhì)體蓋層及斷層的密封能力，是含水層儲氣庫能否建庫的關(guān)鍵參數(shù)。蓋層的動態(tài)密封能力評價包括:（1）實驗室模擬地層溫度、壓力和地應(yīng)力周期擾動條件，測試突破壓力隨注采周期變化規(guī)律;（2）以蓋層巖石力學(xué)實驗參數(shù)和地應(yīng)力場模擬為基礎(chǔ)，根據(jù)摩爾庫侖準(zhǔn)則計算蓋層巖石發(fā)生剪切破壞和拉張破壞的極限流體壓力。綜合二者分析數(shù)據(jù)，最終確定蓋層動態(tài)密封能力。斷層動態(tài)密封性評價需要首先通過斷層空間展布、巖性對接關(guān)系、流體分布、壓力分布、干擾試井響應(yīng)等定性判斷斷層連通關(guān)系，然后采用斷層泥巖涂抹定量評價斷層封堵能力，包括泥巖涂抹因子（SSF）、泥巖涂抹潛力(CSP)、泥巖斷層泥比（SGR）3 種方法，其中SGR 法應(yīng)用效果最好，也是目前最常用的斷層側(cè)向密封性定量評價方法。通過地應(yīng)力—滲流耦合模型模擬獲取儲氣庫注采過程中斷層兩側(cè)動態(tài)地應(yīng)力場，計算出任一流體壓力下沿斷層面的剪應(yīng)力和有效正應(yīng)力，引入滑移趨勢（ST）和張破裂趨勢（DT）兩項參數(shù)表征斷層穩(wěn)定性，滑移趨勢、張破裂趨勢越大，斷層穩(wěn)定性風(fēng)險越高[26]。最后結(jié)合蓋層和斷層動態(tài)密封能力，綜合評價儲氣地質(zhì)體動態(tài)密封性，作為含水層儲氣庫運(yùn)行壓力設(shè)計的重要參考依據(jù)。

白駒含水層蓋層為泰二段淺湖相泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r沉積，區(qū)域上沉積厚度大于100m，巖石孔隙度和滲透率均很低，是很好的區(qū)域蓋層，鄰區(qū)相同蓋層突破壓力達(dá)到5.3MPa;地層水分析測試表明，泰一段地層水類型為CaCl2型，屬于相對封閉的地層水環(huán)境，可以判斷其與上覆鹽城組開放地層水不連通，說明泰二段蓋層密封條件相對很好。

白駒含水層為背斜構(gòu)造圈閉，其斷層密封性決定了圈閉密封性。根據(jù)研究區(qū)地震、鉆井、測井、壓力等資料分析，采用SGR 法定量計算斷層側(cè)向密封能力，采用斷層穩(wěn)定性評價方法定量計算斷層垂向密封能力。側(cè)向密封能力計算結(jié)果表明，研究區(qū)斷層帶支撐最大壓力差為0.2～0.6MPa，在儲氣庫注氣階段斷層兩側(cè)壓力差遠(yuǎn)大于0.6MPa，天然氣能夠側(cè)向運(yùn)移，認(rèn)為斷層帶不具備密封條件，但是考慮將背斜構(gòu)造整體建庫，則不用擔(dān)心側(cè)向密封問題，因此，認(rèn)為研究區(qū)斷層帶側(cè)向密封性不存在問題。研究區(qū)巖石樣品單軸抗壓強(qiáng)度為22.92～40.78MPa，平均為34.6MPa，三軸抗壓強(qiáng)度為77.41～91.44MPa，平均為84.4MPa（表2）。根據(jù)單軸、三軸巖石力學(xué)實驗建立巖石力學(xué)參數(shù)模型，結(jié)合現(xiàn)今應(yīng)力場計算儲層流體壓力達(dá)到23.8MPa 時，滑移趨勢（ST）達(dá)到0.8，斷層帶可能失穩(wěn)，引起垂向滲漏。

表2 巖石力學(xué)實驗參數(shù)測試表Table 2 Lab test results of rock mechanical parameters

綜合白駒含水層蓋層密封性、斷層密封性評價認(rèn)為，白駒含水層能夠承受的最大地層流體壓力為15.0MPa。

3.4 水體及儲氣規(guī)模

含水層建庫過程是通過頂部注氣驅(qū)替地層水，依靠注氣增壓驅(qū)替力和重力的共同作用，將地層水驅(qū)替至構(gòu)造溢出點(diǎn)之外，在構(gòu)造頂部形成一定規(guī)模的次生氣頂。水體及儲氣規(guī)模評價是含水層儲氣庫前期評價的重要內(nèi)容，水體規(guī)模大小直接決定了儲氣規(guī)模的大小。由于水體和巖石骨架壓縮性很小，通常選擇開放水體作為含水層建庫的目標(biāo)。

對于開放水體，天然氣通過高于原始地層壓力注入含水層圈閉后，原始水體被擠壓至低勢區(qū)，最可靠的計算儲氣空間的方法是儲氣地質(zhì)體三維模型計算方法，其計算公式為

式中Q——儲氣規(guī)模，m3;

Ne——圈閉有效孔隙體積（地質(zhì)體三維模型獲取數(shù)據(jù)），m3;

Sg——含氣飽和度（實驗室多輪次氣水互驅(qū)獲取數(shù)據(jù)）;

K——圈閉利用系數(shù)（根據(jù)儲氣層物性條件折算取值，一般為0.4～0.6）。

白駒含水層為發(fā)育斷層的完整背斜構(gòu)造，溢出點(diǎn)位于圈閉構(gòu)造的西北部，同時采用疊前反演和疊后反演預(yù)測儲層空間展布，疊前反演得到縱橫波阻抗、密度、速度比、泊松比等數(shù)據(jù)，疊后反演得到電阻率、自然電位、自然伽馬等數(shù)據(jù)體，其中疊前泊松比和疊后自然電位反演結(jié)果與已鉆井符合率高，縱向分辨率較高，井間也有一定連續(xù)性，能較好地刻畫沉積砂體展布。疊后自然電位反演剖面顯示構(gòu)造圈閉內(nèi)部赤山組、泰一段砂巖儲層與溢出點(diǎn)外儲層連通（圖3a），溢出點(diǎn)之外儲層上傾方向連通廣大水體;疊前泊松比（圖3b）和疊后自然電位（圖3c）反演平面屬性圖顯示構(gòu)造圈閉內(nèi)部砂體與溢出點(diǎn)之外砂體連通，表明構(gòu)造圈閉內(nèi)水體與廣大水體連通。綜上所述，白駒含水層為開放水體，建庫形成次生氣頂時，水體可向工區(qū)外擠壓排放，有利于含水層儲氣庫建設(shè)。

圖3 蘇北盆地白駒含水層泰一段儲層反演結(jié)果示意圖Fig.3 Reservoir inversion of 1st member of Eocene Taishan Formation in Baiju aquifer，Subei Basin

圈閉、儲層、密封性、水體研究結(jié)果表明，白駒含水層為斷層—構(gòu)造圈閉，主要儲氣層位為泰州組一段和赤山組砂巖儲層，構(gòu)造高點(diǎn)埋深為1170m，總有效孔隙體積為3864×104m3;多周期驅(qū)替實驗結(jié)果表明，該區(qū)含氣飽和度為64.7%，圈閉利用率為50%，計算含氣孔隙體積為1250×104m3。白駒含水層最高上限壓力臨界值按照密封性評價結(jié)果15.0MPa計算，初步估算庫容量為17.5×108m3。

3.5 工程條件

白駒含水層構(gòu)造高部位H1井和F504井為兩口鉆遇目的層的老井，均為20 世紀(jì)90 年代的鉆井，井眼軌跡數(shù)據(jù)完整，裸眼完井，封井難度相對較大。初步設(shè)計的封堵方案是根據(jù)井眼軌跡數(shù)據(jù)采用水力噴射沖洗尋找老井眼，如果一切順利將按照儲氣庫完井要求改造和封堵老井。由于老井修復(fù)工作難度大，目前還沒有計劃開展修井工程作業(yè)。

4 結(jié)論與建議

長三角、中南、東南沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，天然氣消費(fèi)需求和調(diào)峰需求巨大，僅靠LNG 和管道已無法滿足，且氣藏、鹽穴庫址資源匱乏，建設(shè)含水層儲氣庫是相對現(xiàn)實的選擇。通過國內(nèi)外含水層儲氣庫基本特征調(diào)研和國內(nèi)含水層條件分析，提出我國含水層建庫目標(biāo)必須滿足地面條件、資料條件、地質(zhì)條件三方面基本要求;通過對含水構(gòu)造的圈閉有效性、儲氣性能、水體及儲氣規(guī)模、動態(tài)密封性等進(jìn)行詳細(xì)評價，最終結(jié)合工程條件確定含水層建庫可行性。目前我國華北、長三角、中南地區(qū)已開展含水層庫址目標(biāo)的前期評價工作，其中華北地區(qū)的河北孫虎、長三角地區(qū)的江蘇白駒、中南地區(qū)湖北潛江含水層是相對較好的庫址目標(biāo)，其中江蘇白駒為相對最好的含水層;評價結(jié)果顯示白駒含水層安全運(yùn)行的上限壓力為15.0MPa，容積法計算建庫孔隙體積為3864×104m3，庫容量為17.5×108m3。

國外含水層建庫經(jīng)驗表明，我國尋找埋深淺、物性好、構(gòu)造簡單的含水層目標(biāo)可以考慮淺層鹽巖層下伏含水層。如蘇北盆地古近系阜寧組廣泛分布鹽巖層，埋深相對較淺、下伏發(fā)育砂巖儲層、封閉能力強(qiáng)、水體規(guī)模大，倘若在該區(qū)篩選出優(yōu)質(zhì)含水層目標(biāo)開展儲氣庫建設(shè)，將掀開我國含水層建設(shè)儲氣庫的新篇章，指導(dǎo)我國含水層儲氣庫庫址篩選和評價建設(shè)運(yùn)行，滿足廣大南方油氣資源匱乏地區(qū)的調(diào)峰需求。