水淹油环地下储气库高速注采过程中损失气赋存规律及表征方法研究

The underground gas storages operation in our country existence of loss gas quantity in the process of injection production , low effective capacity rate and long liquid discharging time and other issues. What’s more, the underground gas storage reservoir reconstructed by gas reservoirs with phase seepage in the coexistence of oil/gas/water, the contradiction of injection is more prominent. Therefore, to research the influence mechanism of oil ring gas reservoir operation, to make clear the contact seepage rules in the process of high-speed injection production phase are the keys to solve these problems. The project is based on the analysis of geology and dynamic monitoring data of three running condensate gas reservoir with oil ring reconstruction of underground gas storage reservoir, starting from the operation parameters of gas dynamic and static data library review, explore the main control factors of it’s inefficient operation; by combining the improved microscopic physics experiment and numerical simulation, characterize three-phase flow process of high strength injection production conditions, revealed influence mechanism of the existent state of the oil ring on reservoir operation, clarify gas loss quantity and occurrence state in the injection production process; finally, to establish the mathematical model can simulate the high strength injection production process, provide prediction method of tapping potential and expansion scheme for this type of underground gas storage.

损失气量大是我国地下储气库运行普遍面临的问题，造成了天然气资源的严重浪费，而由带油环气藏改建的地下储气库储层中存在油-气-水三相渗流，注采矛盾更加突出。因此，研究水淹油环对气库运行的影响机理，明确高速注采过程中三相接触渗流规律是解决当前问题的关键所在。本项目以我国正在运行的3座水淹油环地下储气库地质及动态监测资料为基础，从气库运行参数的动-静态参数复核入手，探寻其低效运行的主控因素；然后借助改良的室内物模驱替实验，并结合数值模拟方法，从微观及宏观角度对高强度注采条件下三相渗流过程进行表征，揭示水淹油环对地下储气库运行的影响机理，明确注采过程中损失气的产生原因、类型、赋存状态及分布规律；最后，完善损失气数学表征方法，定性并定量描述损失气，为此类型地下储气库损失气动用挖潜及扩容方案制定提供指导。

损失气量大是我国地下储气库运行过程中普遍面临的问题，造成了天然气资源的严重浪费，而由带油环气藏改建的地下储气库注采矛盾更加突出。本次研究从调研分析入手，选取典型地下储气库进行了实例分析，明确了地下储气库注采过程中损失气的存在证据；开展了多项物理模拟实验，研究了微观条件下损失气的赋存机理；建立了损失气的数学表征模型，开展了数值模拟研究，并提出了损失气挖潜建议。取得了如下研究成果. （1）明确了气体损失原因，在理论压力区间内进行高强度注采，损失气主要被水或油俘获，这部分气一旦形成将很难被采出，即为损失气。气-水两相地下储气库的充注率最高可达80%以上，而水淹油环地下储气库原始气顶的充注率不足70%，油环的充注率不足50%，差别较大。. （2）通过开展一系列物理实验可得：在气藏型地下储气库中，损失气主要以水锁气为主；而油藏型地下储气库的损失气类型更为复杂。在大岩心井网实验过程中，损失气占总注入气的比例一般为24%左右，这与实际气藏的统计结果差别不大，具有一定的参考价值。. （3）通过建立损失气表征数学模型和开展高强度注采数值模拟研究，基本明确了宏观条件下气体的串流方向，以及油-气-水的宏观运动规律。并优化出一套损失气动用及挖潜的有效技术对策，可以指导地下储气库的高效、平稳运行。. 本项目依托实际地下储气库的注采运行情况分析，搞清了地下储气库低效运行的主控因素，提出能够描述高速注采过程中损失气产生机理、赋存状态及分布规律的方法，并以此解释了目前我国地下储气库普遍存在的“注多采少”等问题。建立了能够表征损失气的数学模型，从微观和宏观角度表征了损失气，项目设计的板876地下储气库调整方案取得了很好的效果，也为同类型地下储气库的扩容挖潜提供了科学依据。. 项目完成了立项设计的所有研究内容，超额完成了设定的考核指标，取得了丰硕的研究成果。共发表学术论文17篇；出版专著2部；获得专利4项；获得省部级三等奖1项。