SY/T 7761-2024 储气库地质体密封性评价方法

　　ICS75.060CCSE12

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T7761—2024

　　储气库地质体密封性评价方法

　　Sealing capacity evaluation method of geologic body for gasstorage

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/ T7761—2024

　　目次

　　前言 Ⅱ

　　1范围 1

　　2规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4基础资料 2

　　5 油气圈闭密封性评价 3

　　5.1静态评价 3

　　5.2 渗流一地应力模拟评价 3

　　5.3监测评价 4

　　6盐穴密封性评价 4

　　6.1静态评价 4

　　6.2 模拟评价 5

　　6.3监测评价 5

　　参考文献 6

　　SY/T7761—2024

　　前言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会储气库专业标准化技术委员会(CPSC/TC25)提出并归口。

　　本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院、国家石油天然气管网集团有限公司、中国石油天然气股份有限公司储气库分公司、中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司。

　　本文件主要起草人：刘满仓、邱小松、完颜祺琪、郭凯、阳小平、曾大乾、刘伟、吴洪波、张广 权、李康、徐海涛、白晓斌、苏云河、付亚平、李骞、周源、张士杰、商琳、张开元、垢艳侠、赵艳杰、闵忠顺、唐治平、王文厚、徐淑娟、罗瑜、吴张帆、赖欣、张天广、朱思南、杨智斌、丰先艳、吴炎圻。

　　SY/T7761—2024

　　储气库地质体密封性评价方法

　　1范围

　　本文件给出了储气库地质体密封性评价所需基础资料的信息，描述了油气圈闭、盐穴的密封性评价内容和方法。

　　本文件适用于气藏型、油藏型及盐穴型储气库地质体密封性评价。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB 50007建筑地基基础设计规范

　　SY/T6942石油天然气盖层评价方法

　　SY/T7378油气藏三维定量地质模型建立技术规范

　　SY/T7642储气库术语

　　SY/T 7686 储气库库存评价技术规范

　　SY/T 7687 气藏型储气库动态分析技术规范

　　3术语和定义

　　SY/T7642界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　岩石气体突破压力gasbreakthroughpressureinrock

　　气体在一定压差作用下，在用液态饱和过的岩样中形成连续流动相时，对应的进出口端压力差值。

　　[来源：SY/T5748—2020,3.1]3.2

　　动态岩石气体突破压力gasbreakthroughdynamicpressureinrock

　　在多轮次应力加卸载条件下的岩石气体突破压力。

　　3.3

　　扩散系数diffusion coefficient

　　沿扩散方向，在单位时间每单位浓度梯度的条件下，垂直通过单位岩石面积所扩散某物质的质量或摩尔数。

　　[来源：SY/T6129—2016,3.1]

　　3.4

　　岩石剪切指数shearindex 剪应力与岩石剪切强度的比值。

　　注1:剪应力是垂直于受力面法线方向单位面积所承受的力。

　　注2:剪切强度是岩石产生剪断时的极限应力。

　　3.5

　　断层滑移趋势指数faultsliptendencyindex

　　作用在断层上剪应力与摩擦力的比值。

　　3.6

　　底托层bottomsealrock

　　储气层相邻的下伏非渗透地层。

　　4基础资料

　　基础资料宜包括但不限于以下资料：

　　a) 三维地震处理及解释成果。

　　b) 钻井及完井试油资料，包括：

　　——井位坐标、补心海拔等钻井资料;

　　——录井资料及解释成果;

　　——取心及岩心描述资料;

　　——常规测井、阵列声波等特殊测井资料及解释成果;

　　钻井原位地应力测试资料;

　　——完井及试油等资料。

　　c) 岩心分析化验，包括：

　　—岩石孔隙度、渗透率、排替压力试验资料

　　——岩石突破压力、扩散系数地层测试资料;

　　——岩石单轴压缩、三轴压缩、巴西劈裂力学属性资料，以及室内地应力测试资料;

　　——多周期岩石力学损伤测试资料;

　　——多周期储层相对渗透率、出砂测试资料

　　——盐岩矿物组成、可溶物含量测试资料;

　　——盐岩蠕变参数资料。

　　d) 流体分析化验，包括：

　　——流体分析化验资料;

　　——油气相态分析资料。

　　e)生产动态，包括：

　　——单井油压、套压、日注采量生产资料;

　　——井底压力、井底温度、产能测试、流体性质动态监测资料;

　　——盐矿采卤量、卤水浓度、腔体声呐检测、地面沉降监测资料。

　　f)方案设计及研究成果，包括：

　　——油气藏开发方案、调整方案、生产措施及专项研究成果;

　　——盐矿地质研究成果;

　　储气库先导试验方案、可行性研究、初步设计、单井(单腔)设计及专项研究成果。

　　SY/T 7761—2024

　　5油气圈闭密封性评价

　　5.1静态评价

　　5.1.1盖层密封性评价

　　盖层密封性评价包括宏观评价、微观评价：

　　a) 宏观评价包括地层组合、岩性特征、空间展布，评价方法按照SY/T 6942执行;

　　b)微观评价包括矿物组成、孔隙结构、突破压力、扩散系数、孔隙度、渗透率，其中突破压力宜用动态岩石气体突破压力评价，评价方法按照SY/T6942执行。

　　5.1.2断层密封性评价

　　断层密封性评价宜根据断层特征、对接关系、断层泥比率(SGR)、压力系统等进行综合评价：

　　a) 根据断层类型、走向、倾向、倾角、断距、组合方式、空间分布，分析描述断层特征;

　　b) 分析断层两盘岩性对接关系;

　　c) 利用测井、地震反演等资料计算SGR;

　　d) 根据压力测试、流体分析、流体界面等资料分析断层两侧压力系统。

　　5.1.3围岩及底托层评价

　　5.1.3.1岩性圈闭的围岩密封性评价按照5.1.1执行。

　　5.1.3.2储气层之下存在其他开发层系，宜进行底托层密封性评价，按照5.1.1执行。

　　5.1.4溢出点分析

　　描述溢出点埋深、油气水界面、闭合高度等，分析圈闭油气充满程度。

　　5.2渗流一地应力模拟评价

　　5.2.1三维地质模型建立

　　建模范围包括盖层、储气层、边界断层外盘、溢出点，边界断层外盘及溢出点相邻区域根据需要外延;若储气层之下存在其他开发层系，建模层位宜包括底托层。

　　三维地质模型建立按照SY/T 7378执行。

　　5.2.2三维地质力学模型建立

　　三维地质力学模型建立宜按照以下方法步骤开展：

　　a)利用岩心测定的杨氏模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、内聚力、内摩擦角等参数，对测井解释的力学参数进行校正，建立单井岩石力学参数剖面模型;

　　b) 建立杨氏模量、泊松比、抗压强度等三维岩石力学参数模型;

　　c)利用测井密度积分法计算垂向主应力，利用测井解释、岩心样品测试等方法确定最大、最小水平主应力及其方向，宜利用原位地应力测试结果校正最小水平主应力方向和大小;

　　d) 将构造模型、三维岩石力学参数模型转换为有限元网格模型，设置力学边界条件，模拟任意点地应力场，建立三维地应力模型。 5.2.3数值模拟

　　储气库注采模拟应采用多周期注采相渗参数，并考虑高速注采的影响。数值模拟参见SY/T6744。

　　5.2.4渗流一力学耦合模型

　　建立多周期注采数值模拟预测的地层压力场、三维岩石力学参数、地应力场耦合模型，预测不同时间力学参数和地应力场。

　　5.2.5密封能力预测

　　5.2.5.1盖层拉张临界压力法

　　根据力学-渗流耦合模型模拟结果，以盖层任意点最小水平主应力作为拉张破坏的临界压力，取临界压力的80%作为盖层不发生拉张破坏的安全压力。

　　5.2.5.2盖层剪切指数法

　　根据力学一渗流耦合模型模拟结果，以盖层任意点剪切指数达到1时对应地层压力为盖层剪切破坏的临界压力，取临界压力的80%作为盖层不发生剪切破坏的安全压力。

　　5.2.5.3断层滑移趋势指数法

　　根据力学-渗流耦合模型模拟结果，以断层任意点滑移趋势指数达到1时对应地层压力为断层滑移激活的临界压力，取临界压力的80%作为断层不发生滑移的安全压力。

　　5.2.5.4溢出点评价

　　采用数值模拟预测不同注采工况条件下气液界面的变化，分析不同注采条件下溢出点的封闭压 力，根据注采制度确定合理安全压力。

　　5.2.5.5综合评价

　　取5.2.5.1～5.2.5.4预测计算的安全压力最小值作为安全压力上限值，结合实际运行情况对储气库动态密封性进行综合评判。储气库注采运行后宜两年开展一次评价。

　　5.3监测评价

　　监测评价按照以下方法步骤实施：

　　a) 根据监测井压力变化分析断层、盖层、溢出点的密封性，具体方法按照SY/T 7687执行;

　　b)根据库存特征曲线分析判断储气库的密封性，具体方法按照SY/T 7686执行;

　　c)若有微地震监测系统，宜根据微地震监测信号位置、强度、频率等参数，分析微地震事件原因及对地质体密封性影响。

　　6盐穴密封性评价

　　6.1静态评价

　　6.1.1盖层夹层密封性评价

　　盖层夹层密封性评价按照5.1.1执行，夹层密封性实验样品水平方向取样。 6.1.2断层评价

　　根据断层类型、走向、倾向、倾角、断距、组合方式、空间分布，分析描述断层特征;分析断层对老腔利用选择及新腔部署的影响。

　　6.2模拟评价

　　6.2.1地质力学模型建立

　　6.2.1.1建模范围包括含盐地层、上覆地层，以及评价腔体或腔群范围内的地层。

　　6.2.1.2新腔形态模型根据设计形态建立，老腔形态模型根据声呐检测或预测形态建立。

　　6.2.1.3岩石力学参数与地应力场建立按照5.2.2执行。

　　6.2.2模拟计算

　　将地质力学模型转换为有限元网格模型，设置边界约束条件，开展腔体密封性与稳定性计算。

　　6.2.3密封性评价

　　6.2.3.1腔顶剪切破坏强度不应超过套管鞋破坏变形的应变值。

　　6.2.3.2相邻腔体夹层损伤区应不连通。

　　6.2.3.3腔体年收缩率前5年不超过5%,30年不超过20%。

　　6.2.3.4预测腔体地面沉降应符合GB50007的要求。

　　6.3监测评价

　　6.3.1库存评价

　　建立单腔体库存特征曲线，分析判断腔体的密封性，具体方法按照SY/T7686执行。

　　6.3.2示踪剂监测评价

　　对动态密封性评价过程中存在风险腔体，进行示踪剂监测，根据邻腔示踪剂的监测结果评价目标腔体的密封性。

　　6.3.3地面沉降监测

　　地面监测形变量应符合GB50007的要求，若形变值超标，应分析原因，采取措施。

　　SY/T 7761—2024

　　参考文献

　　[1]SY/T 5748—2020 岩石气体突破压力测定方法

　　[2]SY/T 6129—2016 岩石中烃类气体扩散系数测定方法

　　[3]SY/T6744油气藏数值模拟应用技术规范