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大张坨地下储气库是我国第一座由凝析气藏改建的储气库,是应京津地区稳定供气的需求而产生,是陕京天然气长输管线的有机组成部分。如何建成一个高效、安全运行的地下天然气储气库,这就需要对一系列问题通过数值模拟研究给出定量或半定量的结论。数值模拟技术是大张坨储气库建设研究中必要的手段。 论文是通过数值模拟对大张坨储气库建设所关注的一些相关问题进行了研究,这也是国内首次利用三维组份模型对储气库进行较系统的数值模拟研究。利用最新的地质研究成果,结合流体性质研究;选择合适的数学模型,及CMG公司GEM软件,以发展的虚拟井技术为辅;建立地质模型;通过历史拟合,使模型更接近真实储层,在此基础上,开展储气库运行机理研究、敏感性分析,模拟储气库的动态运行过程,优化储气库设计参数,最终结合市场需求,推荐优化方案并预测指标。 主要结论:1.利用了地质研究成果,结合凝析气原始组份恢复研究,通过历史拟合调整,建立了接近真实储层的模型。2.利用发展的虚拟井技术,将针对油气藏开发的数值模拟软件应用于储气库数值模拟研究,合理解决了储气库的定压边界问题。3.当储气库运行压力区间为29MPa—15MPa时,库容量是16.84×10~8m~3,垫气量是9.94×10~8m~3,有效工作气量6.9×10~8m~3;4.凝析液影响气井的产能,随着井周凝析液的增多,气井产能将大幅度下降。随着储气运行周期的增加,注入的干气使地层流体逐渐轻化,单井产气能力将逐渐提高;5.大张坨凝析气藏的边水能量不足,对建设储气库影响不大,为了减少边水的影响和气窜,新井位到油气边界的距离应大于200m;6.储气库安全调峰、应急能力,因地层压力不同而不同。在采气阶段的初期,储层压力在28MPa以上时,应急能力可达到910×10~4m~3/d以上;7.储气库的注采过程,将大幅度提高凝析油的采收率;8.推荐方案总井数是16口,注气期8口井注气,预测运行压力区间16.5-28MPa。 数值模拟研究推荐的方案是储气库建设的实施方案,储气库建成后,已于2000-2001年冬季首次向北京调峰供气,阶段供气9780×10~4m~3,最大日产供气量为311.9×10~4m~3,当时平均单井产气量为34.6×10~4m~3/d。储气库高日产量供气经受了初步考验。证明这次数值模拟研究是比较成功的,实现了为储气库建设和运行提供科学依据的目的。