含水层地下储氢圈闭盖层密封性评价——以Y含水圈闭为例

结合国内外含水层储气库建设中影响盖层密封性的关键指标,构建含水层地下储氢圈闭盖层密封性评价体系,分析得出适合中国含水层盖层密封性评价方法——层次分析法,并运用层次分析法和多因子综合评价法相结合的方法定性分析了华东某油气区内的Y含水圈闭盖层静态密封能力。结果表明:(1)盖层静态密封性评价体系中直接盖层厚度、岩石脆性等传统评价因素占比较高,其次为地层水的酸碱性、矿物类型等特殊因素。(2)基于层次分析法和多因子综合评价法分析可知,Y含水圈闭的盖层在静态条件下具备一定的封气能力,能够在一定程度上封隔储集层中的氢气,避免氢气逸散。研究表明,该评价体系可为初步评价含水层地下储氢盖层密封性提供一定的指导与理论依据。

高温环境下气藏型储气库泥岩盖层密封性评价

为探究高温作用对泥岩盖层密封性的影响,从理论上剖析储气库盖层产生热应力的3种形式,在室内试验的基础上,分析泥岩在高温环境下力学损伤程度和盖层物性封闭评价指标随温度变化特征。结果表明:高温环境下泥岩整体结构性能降低,400℃左右是泥岩在周期热应力作用下损伤的阈值温度;高温作用会显著改变泥岩盖层物性封闭特征,400℃左右是泥岩丧失物性封闭能力的阈值温度。对某气藏型储气库盖层的实证研究和分析结果显示,目标盖层温度区间尚未超过阈值温度,认为泥岩盖层具有良好的封闭性能;评价结果能够反映泥岩盖封的真实情况。

苏北盆地刘庄储气库密封性评价研究

对储气库密闭性进行评价是其建设与运行的重要任务,苏北盆地刘庄储气库属于断层控制的断鼻构造边水储气库,通过岩石力学实验与理论分析相结合的方法,从盖层和断层2个方面综合评价刘庄储气库的密封性;从宏观、微观和力学方面评价盖层密封强度;从侧向和垂向评价断层密封能力。研究表明:阜宁组二段一砂组与阜宁组三段二砂组泥岩为研究区内的巨厚盖层,该盖层全区分布且区域分布稳定,岩性组合优越,其黏土矿物含量在30%以上,储气库盖层杨氏模量和脆性指数整体相对较低,杨氏模量普遍小于20 GPa,脆性指数普遍小于45%,黏土矿物组成以伊蒙混层矿物为主,遇水易膨胀,盖层具有良好的油气封堵性。刘①断层断距和倾角均较大,结合研究区内断层面正压力法和上覆地层埋深的经验得出控藏断层垂向密封;砂泥对接定性方法和泥岩涂抹因子定量方法均证明刘庄控藏断层具有较强的侧向封堵性。

复杂断块油藏建库圈闭密封性综合评价技术

以M储气库为例,通过室内实验与理论分析,从盖层和断层综合评价圈闭密封性。从宏观、微观和力学评价盖层密封强度,从侧向、垂向和动态评价断层密封能力,落实圈闭密封极限压力。研究结果表明:盖层岩性以泥岩为主,厚度大,岩石致密、孔喉细小、排替压力大,岩石力学性质优良。主控断层两盘砂泥对接为主,断层泥岩比率(SGR)均较高,断层开启系数低,断层断面正压力大于7.5 MPa,断层岩排替压力大于储层岩排替压力,示踪剂等动态资料证实断层两侧不连通。综合评价M储气库圈闭密封性良好。由圈闭气体散逸、盖层毛细管密封失效、拉张和剪切破坏及断层剪切滑移失稳条件下盖层和断层的承压极限,综合确定圈闭密封上限压力为44.6 MPa。形成的复杂断块油藏圈闭密封性综合评价技术对同类油藏的密封性评价具有一定推广意义。

基于四维动态地质力学的碳酸盐岩储气库承压能力分析

盖层动态密封性和断层动态密封性是储气库的主要评价指标,对储气库的安全运行具有重要意义。针对储气库盖层与断层静态评价体系的不足,以国内华北地区某碳酸盐岩型储气库为背景,结合测井资料开展岩石力学实验,建立岩石力学动静态参数转换模型和储气库四维地质力学模型,反演地质体初始应力场,开展储气库地质体承压能力分析,获得储气库在注采条件下的四维动态应力场信息(三维应力场在时间维度下的信息)。四维地质力学计算结果表明,当前上限压力(47 MPa)下盖层及断层破坏风险较低,当储气库上限压力提高到49 MPa时,盖层及断层仍然没有发生破坏,结合地面压缩机运行能力,确定储气库上限运行压力为49 MPa。四维动态应力场的建立为储气库的提压扩容提供了科学理论依据。