SY/T 7759-2024 储气库天然气损耗计算与评价方法

　　ICS75.060CCSE12

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T7759—2024

　　储气库天然气损耗计算与评价方法

　　Caculation and evaluationmethod of gas loss in undergroundgasstorage

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/ T7759—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 1

　　5损耗构成 1

　　5.1一般构成 1

　　5.2 地面损耗 1

　　5.3井筒损耗 2

　　5.4 地质损耗 2

　　6损耗计算 2

　　6.1 计算要求 2

　　6.2计算方法 2

　　6.3天然气损耗率 5

　　7分析与评价 5

　　7.1 天然气损耗特征曲线 5

　　7.2 指标分析评价与措施建议 6

　　附录A (规范性)储气库多周期残余气饱和度测定试验方法 7

　　附录B (资料性)储气库天然气损耗特征曲线 8

　　SY/T7759—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大港油田分公司、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辽河油田分公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、中国石油大学(北京)。

　　本文件主要起草人：完颜祺琪、赵凯、郭凯、曾大乾、阳小平、李彬、周春明、温海波、翟羽佳、董江洁、刘满仓、邱楠生、赵艳杰、付亚平、宋丽娜、张广权、石磊、胥洪成、李春、李康、朱思南、杨小松、裴根、范家屹、刘君兰、黄发木、贾跃玮、吴佳楠。

　　储气库天然气损耗计算与评价方法

　　1范围

　　本文件描述了储气库天然气损耗的构成、计算与分析评价方法。

　　本文件适用于气藏型储气库和盐穴型储气库的天然气损耗计算。

　　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。

　　SY/T 7642储气库术语

　　SY/T7686储气库库存评价技术规范

　　3术语和定义

　　SY/T 7642界定的术语和定义适用于本文件。

　　4基础资料

　　损耗计算与评价所需的基础资料包括但不限于：

　　a) 建库设计文件、三维地质模型及数值模拟模型;

　　b)室内岩石渗流实验资料、油气水高压物性及相态资料;

　　c) 储气库注采生产资料及监测资料;

　　d) 储气库修井作业及测试放空、地面系统放空等数据。

　　5损耗构成

　　5.1一般构成

　　储气库天然气损耗由地面损耗、井筒损耗和地质损耗三部分构成。因事故造成的损失气量，不计入天然气损耗。

　　5.2地面损耗

　　地面损耗包括系统维修维护、压缩机启停机等过程中放空的天然气量，以及凝液溶解携带的低压天然气量。

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　　5.3井筒损耗

　　井筒损耗包括修井、测试等作业过程中放空的天然气量。

　　5.4地质损耗

　　地质损耗包括逸散性损耗和微观地质损耗：

　　a)逸散性损耗为通过盖层、断层、致密围岩、流体界面、盐腔壁隔夹层及井屏障向储气库外逸散的天然气量。

　　b) 微观地质损耗为注采气过程中，在储层微观孔隙或裂缝中形成的新增封闭残余气，该部分气始终无法被采出而形成损耗气量;盐穴型储气库不计算微观地质损耗气量。

　　6损耗计算

　　6.1计算要求

　　6.1.1储气库天然气损耗应以完整的注采周期作为计算评价周期。

　　6.1.2储气库未完成设计的补充垫气量或未达到设计下限压力时，不计算地质损耗。

　　6.1.3 盐穴储气库天然气损耗应以单腔为计算单元。

　　6.2计算方法

　　6.2.1储气库损耗气量

　　储气库损耗气量等于地面损耗气量、井筒损耗气量、地质损耗气量之和，按公式(1)计算。

　　………………………………(1)

　　式中：

　　Q——储气库损耗气量，单位为万立方米(10m³);

　　Qng——储气库地质损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Qh——储气库井筒损耗气量，单位为万立方米(10m³);

　　Qns——储气库地面损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³)。

　　6.2.2地面损耗气量

　　6.2.2.1总体气量

　　地面损耗气量等于地面系统放空与凝液溶解携带的低压气量之和，按公式(2)计算。

　　Q=Qm+Q……………………………………(2)

　　式中：

　　Qn——储气库地面系统放空损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Qn——凝液溶解携带损耗气量，单位为万立方米(104m³)。

　　6.2.2.2 地面系统放空损耗气量

　　有现场计量数据的，以实际计量数据为准;无计量数据的，按公式(3)计算。

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　　…………………………(3)

　　式中：

　　Q——储气库地面系统放空损耗气量，即放空段的储气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　V——放空段容积，单位为立方米(m³);

　　T——标准条件下的温度，取值293.15K;

　　Pc——标准条件下的压力，取值0.101325MPa;

　　T—— 放空段天然气平均温度，单位为开尔文(K);

　　R——放空前平均压力，单位为兆帕(MPa);

　　P₂——放空后平均压力，单位为兆帕(MPa);

　　Z—— 天然气对应放空前放空段平均压力P时的偏差系数。

　　Z₂——天然气对应放空后放空段平均压力P 时的偏差系数。

　　6.2.2.3凝液溶解携带损耗气量

　　凝液溶解携带损耗气量与凝析油外输体积、压力和温度有关，按公式(4)计算。

　　Qm=q×GOR……………………………………(4)

　　式中：

　　Qn——凝液溶解携带损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　q——分离器出口压力和温度条件下的凝析油体积，单位为万立方米(104m³);

　　GOR——分离器出口压力和温度条件下的凝析油溶解气油比，单位为立方米/立方米(m³/m³)。

　　6.2.3井筒损耗气量

　　井筒损耗气量等于修井、测试等作业过程中放空的天然气量之和。有现场计量数据的，以实际计量数据为准;无计量数据的，按公式(5)计算。

　　……………………………

　　(5) 式中：

　　Qs—— 储气库井筒损耗气量，即放空井段的储气量，单位为万立方米(104m³);V——放空井段容积，单位为立方米(m³);

　　T——标准条件下的温度，取值293.15K;

　　Pa——标准条件下的压力，取值0.101325MPa;

　　T——放空井段天然气平均温度，单位为开尔文(K);R—— 放空前井筒平均压力，单位为兆帕(MPa);

　　P₂——放空后井筒平均压力，单位为兆帕(MPa);

　　Z——天然气对应放空前放空段平均压力P时的偏差系数;

　　Z₂——天然气对应放空后放空段平均压力P₂ 时的偏差系数。

　　6.2.4地质损耗气量

　　6.2.4.1总体气量

　　地质损耗气量等于微观地质损耗气量与逸散性损耗气量之和，计算方法见公式(6)。

　　Qng=Q+Qy ……………………………………(6)

　　式中：

　　Q-—— 微观地质损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Qny——储气库逸散性损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³)。

　　6.2.4.2微观地质损耗气量

　　储气库某一注采周期微观地质损耗气量计算见公式(7)。残余气饱和度取值通过岩心测试，按附录A 规定的方法获得。气水过渡带孔隙体积宜采用数值模拟获取。

　　。-S)……………………………………(7)

　　6.2.4.3 逸散性损耗气量

　　6.2.4.3.1气藏型储气库逸散性损耗气量

　　气藏型储气库逸散性损耗气量计算步骤如下：

　　a)绘制多周期垫气变化率曲线，垫气变化率按公式(8)计算;

　　b)综合垫气变化率曲线、地质研究成果及实际动态监测资料，判断逸散性损耗情况;

　　c)根据本周期实际垫气变化率递减趋势预测本周期预测垫气变化率E';并根据本周期实际垫气变化率E计算储气库逸散性损耗气量，计算见公式(9),可动垫气量及未动用库存量按SY/T 7686规定的方法获得。

　　(8)

　　Qny=Q×(E-Esh) (9)

　　式中：

　　E——储气库本周期实际垫气变化率，用百分数表示(%);

　　Gmin(-1)——第H1周期储气库垫气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Gmm()——第 i周期储气库可动垫气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Gn()—— 第 i周期储气库未动用库存量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Qy—— 储气库逸散性损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Q——储气库注气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　E—— 储气库本周期预测垫气变化率，用百分数表示(%)。

　　6.2.4.3.2盐穴型储气库逸散性损耗气量

　　根据测腔结果及计算周期前后压力、温度，计算单腔逸散性损耗气量，计算见公式(10)。

　　……………………

　　(10) 式中：

　　Qny——逸散性损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　Qm——单腔注气量，单位为万立方米(10m³);

　　Q——单腔采气量，单位为万立方米(10⁴m³);

　　T——标准条件下的温度，取值293.15K;

　　P——标准条件下的压力，取值0.101325MPa;

　　V₁——计算起始时间点在测量的腔体体积，单位为万立方米(10⁴m³);

　　P₁——计算起始点盐腔内压力，单位为兆帕(MPa);Ti——计算起始点盐腔内温度，单位为开尔文(K);Z—— 对应P1、T₁条件下的气体偏差系数;

　　V₂——计算截止时间点t测量的腔体体积，单位为万立方米(10⁴m³);P₂——计算截至时盐腔内压力，单位为兆帕(MPa);

　　T₂——计算截至时盐腔内温度，单位为开尔文(K);Z₂——对应P₂、T₂条件下的气体偏差系数。

　　6.3天然气损耗率

　　储气库天然气损耗率的计算方法见公式(11)。

　　式中：

　　n———储气库天然气损耗率，用百分数表示(%);Qn——储气库损耗气量，单位为万立方米(10⁴m³);Q—— 储气库注气量，单位为万立方米(10⁴m³)。

　　7 分析与评价

　　7.1天然气损耗特征曲线

　　特征曲线包括但不限于：

　　a)损耗气量变化曲线;

　　b)损耗率变化曲线;

　　c) 储气库累积损耗气量变化曲线;

　　d) 损耗气量构成占比曲线。

　　…………………………………

　　(11)

　　SY/T7759—2024

　　典型天然气损耗特征曲线示例见附录B。

　　7.2指标分析评价与措施建议

　　7.2.1天然气损耗指标分析评价

　　指标分析评价包括以下内容：

　　a) 分析多周期损耗率变化规律;

　　b) 分析损耗产生的主要因素;

　　c)分析与设计损耗指标产生偏差的原因，评价运行效果;

　　d) 提出降低损耗的措施建议。

　　7.2.2措施与建议

　　措施建议包括以下内容：

　　a)针对地质损耗，提出通过优化注采运行、加强流体运移监测等方式降低储气库地质损耗的措

　　施建议;

　　b) 针对井筒损耗和地面损耗，提出加强储气库运行管理、优化地面工艺流程等方式降低储气库

　　工程损耗的措施建议。

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　　附录A

　　(规范性)

　　储气库多周期残余气饱和度测定试验方法

　　A.1试验步骤

　　储气库多周期残余气饱和度测试宜按照以下步骤开展：

　　a) 对岩样清洗、烘干、称重，并进行抽真空饱和模拟地层水;

　　b) 将已饱和模拟地层水的岩样称重，装入岩心夹持器，用驱替泵以一定的压力或流速由夹持器入口注水，待驱替岩样进出口的压差和出口流量稳定;

　　c)选取合适的气驱水驱替压差，初始压差既能克服末端效应又不产生紊流，初始驱替气体流量在7mL/min~30mL/min为宜;

　　d) 调整好夹持器出口气、水流量计量系统，开始由夹持器入口气驱水，记录各个时刻产水量;

　　e) 气驱水至岩心束缚水状态，夹持器出口产水流量不大于0.1mL/h 为宜;

　　f)将夹持器出口气、水流量计量系统转接夹持器人口，开始用驱替泵以一定的压力或流速由夹持器出口注水进行水驱气，记录各个时刻夹持器入口的产水量;

　　g)水驱气至岩样残余气状态，水驱达到20倍孔隙体积以上为宜，将岩心从夹持器中取出称重，至此完成1轮气水互驱;

　　h)重复d)~g) 的步骤，当相邻两次水驱结束岩心质量稳定时，结束试验。A.2计算方法

　　储气库多周期残余气饱和度按公式(A.1) 计算：

　　………………………………(A.1)

　　式中：

　　S——第i轮次气水互驱结束残余气饱和度，以百分数表示 (%) ;

　　V——岩心的孔隙体积，单位为毫升(mL);

　　m——饱和水岩心质量，单位为毫克(mg);

　　m,——第i轮次气水互驱结束岩心质量，单位为毫克(mg);

　　Pw——岩心饱和水的密度，单位为毫克每毫升(mg/mL)。

　　附录B

　　(资料性)

　　储气库天然气损耗特征曲线

　　图B.1～图B.4给出了储气库典型天然气损耗特征曲线。

　　图B.1储气库损耗气量变化曲线

　　图B.2储气库损耗率变化曲线

　　累积注气量，10°m³

　　图B.3 储气库累积损耗气量变化曲线

　　运行周期

　　图B.4储气库损耗气量占比曲线