地下儲氣庫庫容參數計算

朱小麗（中國石油大港油田勘探開發研究院，天津 300280）

1 氣藏工程方法研究庫容參數

1.1 庫容量參數設計原理

就定容（或弱邊水）氣庫而言，可以簡化為一個封閉（或開啟）的儲集氣、油（或水）的地下容器，油氣水即可以從容器內采出，又可以把流體注入容器內，這種采出和注入的過程，必須保持物質和體積的平衡，而并不考慮容器中流體的空間流動狀態。描述注采過程中壓力、容積與物質數量的原理為物質守恒原理，其關系式為物質平衡方程。

B 氣藏屬于弱邊水驅動氣藏，邊水作用有限，可以不考慮。因此，可選用定容氣藏的物質平衡方程式進行儲氣庫庫容量的研究。可建立氣庫壓力P與氣庫累計庫容量GK關系式。

由庫容量公式可以確定某一累計采出量時的地層壓力值，反之，也可以據某一階段壓力值計算相應的氣庫累計采出量。當進行氣庫容量參數設計時，既可以據庫容量公式計算，也可以從庫容量與氣庫壓力的關系曲線中確定。

1.2 庫容量參數設計

1.2.1 原始庫容量計算

B三個斷塊均為定容氣藏，因此，選用定容氣藏的物質平衡原理進行儲氣庫庫容量的研究。由壓降法計算各斷塊的動態儲量，計算各斷塊在原始地層條件下(原始地層壓力、溫度、流體)對應的天然氣體積系數及原始天然氣地下體積。考慮到氣庫在未來正常運行中，氣庫內的氣體組成與注入氣基本一致。因此，借用陜京管線氣源組成，對應各斷塊的地層溫度，假定原始地層狀態下的天然氣體積不變，即可計算出不同壓力下的原始庫容量，計算式為：

B儲氣庫各井區原始地層壓力下（30.92—40.0MPa），B氣庫總的原始庫容量為8.10×108m3，各斷塊原始庫容與氣庫壓力關系見表1-2所示。

表1-2 B儲氣庫原始庫容量計算結果表

1.2.2 最大庫容和有效庫容量計算

最大庫容指設計氣庫上限壓力時氣庫的最大容量。

有效庫容量是特指油侵或水侵型氣藏改建儲氣庫，所具有的有效孔隙空間在氣庫運行上限壓力所儲存的氣體量，對應無水氣藏的最大庫容量。將B氣庫作為一個整體氣庫進行參數計算，由此計算得到B氣庫壓力與庫容量關系曲線。

1.2.3 基礎墊氣量

氣藏廢棄壓力時氣藏內殘存的天然氣量為氣庫的基礎墊氣量。但考慮到氣庫設計時流體性質的一致性，將氣藏廢棄壓力作為氣庫的廢棄壓力，所對應氣庫內的氣量作為基礎墊氣量。經綜合研究，B 氣藏廢棄壓力在6—10.2MPa 之間，按體積加權平均為8.0MPa，則氣庫對應的基礎墊氣量為2.13×108m3。

1.2.4 附加墊氣量

在基礎墊氣量的基礎上，為提高氣庫的壓力水平，進而保證采氣井能達到最低設計產量所需增加的墊氣量。根據該氣庫方案設計，氣庫運行的壓力下限為13MPa，則附加墊氣量為1.42×108m3。若氣庫運行的最低壓力值升高或降低，則附加墊氣量將相應增加或減少。

1.2.5 總墊氣量

總墊氣量為基礎墊氣量與附加墊氣量之和，在氣庫壓力下限值為13.0MPa時，板南氣庫總墊氣量為3.55×108m3。

1.2.6 有效工作氣量

有效工作氣量是氣庫在上下限壓力運行區間、一個采氣期的總采氣量。它反映儲氣庫的實際調峰規模。B氣庫壓力運行區間31MPa-13MPa，計算得氣庫的有效工作氣量為4.27×108m3。

2 數值模擬研究庫容參數

為了深入研究B儲氣庫的運行情況，定量地描述儲氣庫各斷塊的庫容參數及運行指標。以最新的氣藏地質研究成果為基礎，結合流體性質研究，建立了研究區三維精細地質模型，并以此模型為基礎，進行了各斷塊開發歷史擬合，進行了庫容參數的定量研究。

從對比結果來看，在氣庫上限壓力附近，三個斷塊整體上表現為數值模擬方法計算的庫容量比氣藏工程方法計算值略高，在低壓區數值模擬計算的庫容量比氣藏工程方法計算結果略低，主要原因為氣藏存在弱邊水，在氣庫高壓時有氣驅水擴容趨勢，而在低壓時存在弱邊水內侵減小庫容的趨勢，氣藏工程方法研究時未考慮弱邊水對庫容的影響。在氣庫上限壓力31MPa 時，兩者最大差值只有0.11×108m3，相對誤差1.4%，最大相對誤差在低壓區域，最高為2.6%。總體上看，兩種方法計算結果非常接近，表明了對B擬建庫氣藏的構造、儲層等地質特征認識清楚，各項動靜態參數準確，庫容參數研究方法得當，計算結果可靠。

[1]王旭東,馬小明,伍勇,張順慈,張建國.氣藏型地下儲氣庫的庫容曲線特征與達容規律 ＜天然氣工業＞,2015.35(01).