地下储气库库容参数计算

朱小丽（中国石油大港油田勘探开发研究院，天津 300280）

1 气藏工程方法研究库容参数

1.1 库容量参数设计原理

就定容（或弱边水）气库而言，可以简化为一个封闭（或开启）的储集气、油（或水）的地下容器，油气水即可以从容器内采出，又可以把流体注入容器内，这种采出和注入的过程，必须保持物质和体积的平衡，而并不考虑容器中流体的空间流动状态。描述注采过程中压力、容积与物质数量的原理为物质守恒原理，其关系式为物质平衡方程。

B 气藏属于弱边水驱动气藏，边水作用有限，可以不考虑。因此，可选用定容气藏的物质平衡方程式进行储气库库容量的研究。可建立气库压力P与气库累计库容量GK关系式。

由库容量公式可以确定某一累计采出量时的地层压力值，反之，也可以据某一阶段压力值计算相应的气库累计采出量。当进行气库容量参数设计时，既可以据库容量公式计算，也可以从库容量与气库压力的关系曲线中确定。

1.2 库容量参数设计

1.2.1 原始库容量计算

B三个断块均为定容气藏，因此，选用定容气藏的物质平衡原理进行储气库库容量的研究。由压降法计算各断块的动态储量，计算各断块在原始地层条件下(原始地层压力、温度、流体)对应的天然气体积系数及原始天然气地下体积。考虑到气库在未来正常运行中，气库内的气体组成与注入气基本一致。因此，借用陕京管线气源组成，对应各断块的地层温度，假定原始地层状态下的天然气体积不变，即可计算出不同压力下的原始库容量，计算式为：

B储气库各井区原始地层压力下（30.92—40.0MPa），B气库总的原始库容量为8.10×108m3，各断块原始库容与气库压力关系见表1-2所示。

表1-2 B储气库原始库容量计算结果表

1.2.2 最大库容和有效库容量计算

最大库容指设计气库上限压力时气库的最大容量。

有效库容量是特指油侵或水侵型气藏改建储气库，所具有的有效孔隙空间在气库运行上限压力所储存的气体量，对应无水气藏的最大库容量。将B气库作为一个整体气库进行参数计算，由此计算得到B气库压力与库容量关系曲线。

1.2.3 基础垫气量

气藏废弃压力时气藏内残存的天然气量为气库的基础垫气量。但考虑到气库设计时流体性质的一致性，将气藏废弃压力作为气库的废弃压力，所对应气库内的气量作为基础垫气量。经综合研究，B 气藏废弃压力在6—10.2MPa 之间，按体积加权平均为8.0MPa，则气库对应的基础垫气量为2.13×108m3。

1.2.4 附加垫气量

在基础垫气量的基础上，为提高气库的压力水平，进而保证采气井能达到最低设计产量所需增加的垫气量。根据该气库方案设计，气库运行的压力下限为13MPa，则附加垫气量为1.42×108m3。若气库运行的最低压力值升高或降低，则附加垫气量将相应增加或减少。

1.2.5 总垫气量

总垫气量为基础垫气量与附加垫气量之和，在气库压力下限值为13.0MPa时，板南气库总垫气量为3.55×108m3。

1.2.6 有效工作气量

有效工作气量是气库在上下限压力运行区间、一个采气期的总采气量。它反映储气库的实际调峰规模。B气库压力运行区间31MPa-13MPa，计算得气库的有效工作气量为4.27×108m3。

2 数值模拟研究库容参数

为了深入研究B储气库的运行情况，定量地描述储气库各断块的库容参数及运行指标。以最新的气藏地质研究成果为基础，结合流体性质研究，建立了研究区三维精细地质模型，并以此模型为基础，进行了各断块开发历史拟合，进行了库容参数的定量研究。

从对比结果来看，在气库上限压力附近，三个断块整体上表现为数值模拟方法计算的库容量比气藏工程方法计算值略高，在低压区数值模拟计算的库容量比气藏工程方法计算结果略低，主要原因为气藏存在弱边水，在气库高压时有气驱水扩容趋势，而在低压时存在弱边水内侵减小库容的趋势，气藏工程方法研究时未考虑弱边水对库容的影响。在气库上限压力31MPa 时，两者最大差值只有0.11×108m3，相对误差1.4%，最大相对误差在低压区域，最高为2.6%。总体上看，两种方法计算结果非常接近，表明了对B拟建库气藏的构造、储层等地质特征认识清楚，各项动静态参数准确，库容参数研究方法得当，计算结果可靠。

[1]王旭东,马小明,伍勇,张顺慈,张建国.气藏型地下储气库的库容曲线特征与达容规律 ＜天然气工业＞,2015.35(01).