天然氣產(chǎn)能負荷因子計算方法

第30卷第11期開(kāi)發(fā)工程，51●天然氣產(chǎn)能負荷因子計算方法趙素平陸家亮劉素民中國石油勱探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院趙素平等.天然氣產(chǎn)能負荷因子計算方法。天然氣工業(yè),2010,30(11) :51-52.摘要我國天然氣工業(yè)快速發(fā)展起步較晚，因儲備設施不健全,季節性調峰和應急均以上游氣田的提產(chǎn)為主。從氣田科學(xué)開(kāi)發(fā)角度考慮，上游氣田應建設調峰和應急備用能力，實(shí)際產(chǎn)量安排和產(chǎn)能的比值(即生產(chǎn)負荷因子)，是街量生產(chǎn)系統安全平穩運行的一個(gè)關(guān)鍵參數，對于天然氣工業(yè)的有序發(fā)展、最大限度地節約資金有著(zhù)非常重要的意義。調研結果表明，目前國內尚無(wú)該方面的系統研究。為此，通過(guò)研究產(chǎn)能負荷因子的影響因素及其特點(diǎn)，建立了產(chǎn)能負荷因子的計算公式，分析了其存在的前提條件，并利用該公式進(jìn)行了舉例測算。在近期的天然氣發(fā)展規劃和戰略研究中,巳應用該計算方法對各氣區的產(chǎn)能負荷因子進(jìn)行了計算，計算結果符合歷史供氣特點(diǎn)和規律，能夠指導氣田的科學(xué)開(kāi)發(fā)、保障安全平穩供氣。關(guān)鍵詞天然氣生產(chǎn)能力負荷因子影響因素前提計算方法應用效果DOI; 10.3787/j. issn. 1000-0976. 2010. 11. 013上游調峰量。結合氣田實(shí)際狀況.調峰需求和儲氣庫1研究背景建設進(jìn)度等因素確定各時(shí)期合理的產(chǎn)能負荷因子對于由于天然氣的特殊屬性,存儲及運輸等難度都很天然氣工業(yè)的有序發(fā)展、最大限度的節約資金有著(zhù)非大,因而上中下游的協(xié)調發(fā)展至關(guān)重要。實(shí)際運行中,常重要的意義。由于下游用戶(hù)需求存在季節性波動(dòng),且氣井、地面設2計算方法及測算前提條件分析施、管道等不可避免地存在事故風(fēng)險,天然氣消費涉及千家萬(wàn)戶(hù),一旦停供,后果不堪設想"。因此需要有一2. 1計算方法及影響因素定的儲備隨時(shí)應對調峰和應急。從儲備類(lèi)型來(lái)看,有產(chǎn)能負荷因子可以是某一時(shí)刻或某一時(shí)間段的儲氣庫、上游氣田、管道、LNG等手段[2] ,從規模和經(jīng)值,實(shí)際應用中以年或月為單位的較多,但從研究意義濟角度來(lái)看,儲氣庫是最佳選擇。在儲運設施不完善來(lái)說(shuō),以月或天為單位更能反應實(shí)際產(chǎn)能利用情況,不的情況下，上游氣田可建設備用能力以滿(mǎn)足調峰和應論以什么為計算單位,計算方法-一樣。下面以年為例，急生產(chǎn)的需要,氣田實(shí)際產(chǎn)量安排和建成產(chǎn)能的比值分析影響因素及計算方法。即產(chǎn)能負荷因子明。負荷因子的計算公式為:我國天然氣工業(yè)發(fā)展起步較晚,儲備設施不健全，R.=Q%/Qpe(1)長(cháng)期以來(lái),用戶(hù)調峰和應急都靠氣田放壓提產(chǎn)來(lái)解決，式中R。為天然氣產(chǎn)能負荷因子;Q,為天然氣年產(chǎn)量;影響了氣田的科學(xué)開(kāi)發(fā)。近年來(lái)隨著(zhù)對該問(wèn)題的重視Q。為天然氣年生產(chǎn)能力。和工作的不斷深人，部分氣田開(kāi)始建設備用能力,天然天然氣年產(chǎn)量預測可利用戰略規劃上中下游平衡氣產(chǎn)能負荷因子已經(jīng)呈現下降趨勢。后的結果數據。天然氣產(chǎn)能建設要滿(mǎn)足季節性波動(dòng)生利用氣田調峰也存在弊端，如氣井、地面設施、長(cháng)產(chǎn)和應急備用,其中供應波動(dòng)主要與需求季節性波動(dòng)輸管道設備閑置、投資巨大、氣田距離用戶(hù)遠應急反應和儲備調節量(儲氣庫、LNG、管道調用)有關(guān),測算公較慢等,隨著(zhù)儲氣庫等設施的不斷完善,可以適當降低式為:作者簡(jiǎn)介:趙素平,女,1979年生,工程師,碩士:現從事天然氣開(kāi)發(fā)戰略規劃研究工作。地址:(065007)河北省廊坊市萬(wàn)莊44號信箱。電話(huà):(010)69213421. E-mail:zhaosp69@ petrochina. com. cn●52.天然氣工業(yè)2010年11月Qp = (x.n +9qo) X 365輸能力和投資規模的限制。首先是上游天然氣資源的富足程度,若足夠豐富，9..= (qm.. ...)/R.(3)則可以根據消費需求和儲備需求來(lái)建產(chǎn);若供不應求,式中q.m為氣田生產(chǎn)井最大日生產(chǎn)能力;qw為氣田則根據氣田最大合理生產(chǎn)能力來(lái)建產(chǎn)。應急生產(chǎn)備用井日產(chǎn)能力;9ma.為最大日需求量;其次,管輸能力要有富余,在用氣高峰和應急時(shí)能qumr.為第i種儲備設施最大日供應量;R_為商品率。夠將氣輸送到用戶(hù)，管道富余能力多少也是限制負荷氣田生產(chǎn)井最大日生產(chǎn)能力的確定可參考供氣歷因子值大小的一-個(gè)關(guān) 鍵因素。史波動(dòng)規律進(jìn)行預測，也可以根據需求量和儲備設施產(chǎn)能建設投資巨大.建設富余能力來(lái)應急和調峰,供氣能力來(lái)確定。在春秋季節用氣低谷時(shí)期關(guān)井或減產(chǎn)設備閑置,從企應急備用能力根據氣區實(shí)際位置、氣田個(gè)數和規業(yè)角度來(lái)講,投資回報率降低,所以在這部分產(chǎn)能建設模、供需關(guān)系來(lái)確定,如英國應急備用能力基本為供氣上的投資多少也是影響建產(chǎn)的一個(gè)因素。規模的5%左右0],美國在2000年之前基本在5%~以上3個(gè)都是瓶頸制約因素,只有三者都存在且10%之間,2000年以后隨著(zhù)氣田生產(chǎn)能力的下降,供富足,負荷因子的測算結果對于科學(xué)開(kāi)發(fā)氣田、安全平需壓力變大,基本不再留富余能力[5。國內氣區主要穩供氣才有意義。分布在中西部,而消費市場(chǎng)集中在東部、東南部,重點(diǎn)氣區、重點(diǎn)氣田應留有應急備用能力。如塔里木氣區3舉例計算單氣田規模大、氣田個(gè)數少的情況,重點(diǎn)氣田備用能力應在10%以上。實(shí)際運行中,有些氣區氣井多,單井產(chǎn)以某假定市場(chǎng)為例測算,假設;①冬季高峰用氣量量低,在建設了調峰能力后,不再建設應急備用能力。為7500X10* m'/d, 儲氣庫日采出量為2 000X 10*最大日需求量可由市場(chǎng)調研結果,用戶(hù)結構及供m3 ,應急備用能力為最大日供氣量的5%,月度日均消氣合同來(lái)確定,最大日儲備供應量根據儲氣庫等儲備費量如表1所示,商品率按0.9考慮;②氣田資源和管手段的最大日工作氣量確定。輸能力足夠大,投資按照需求下達,儲氣庫夏季注氣量上述公式針對的是對未來(lái)年負荷因子的計算方由該氣源提供。法,而對于月和天而言,式(1)中產(chǎn)量和生產(chǎn)能力分別根據式(3)計算,氣田最大日供氣量為5 500X 10*為月產(chǎn)量、日產(chǎn)量和月產(chǎn)能力、日產(chǎn)能力,式(2)中的計m2 ,氣田需要建設最大日產(chǎn)能力6 111X10* m'.算天數分別改為30和1即可。依次根據式(1).(2)計算，該氣田年度產(chǎn)能負荷因2.2測算的前提條件子為0.91,月度負荷因子在0.85~0.96之間(如表1產(chǎn)能負荷因子的測算受天然氣資源豐富程度、管所示)。表1天然氣產(chǎn)能負荷因子測算數據表年度合計/項目1月2月3月4月5月6月8月9月10月11月 12月10'm'月度日均需求量/7500 7000 5800 4 0003 0004000:40004000 5800 7000 7 500194101 m'儲庫月度日均采出量/20001500 300 -900 -1 900 -1900 -900 -1 000 -1 0003001500 2 00010' m'氣田月度日均供氣量/5500 5500 5500 4900 4 9004 9004 9005000 5000 5500 5500 5 50094氣田月度日均產(chǎn)氣量/61116111 6111 5 44445444 5444 5444 556 5556 6111 6111 6 1116l0'm’應急備用量/275 275 275 275275271010'm'●d'氣田生產(chǎn)能力/6386 6386 6386 6 3863866 3866386 6386 6386 6386 6 386 ;13810*m'●d'月度負荷因子0.96 0,.96 0.96 0.85 0.850.850.87 0.87 0.96 0.96 0.96 0.91(下轉第55頁(yè))第30卷第11期開(kāi)發(fā)工程，55.clipse軟件能夠定量顯示每個(gè)網(wǎng)格單元剩余天然氣的參考文獻地質(zhì)儲量。以此為基礎,尋找儲量動(dòng)用程度低的“甜點(diǎn)”進(jìn)行局部加密。設計14口加密井,方案預測指標[1]楊華,金貴孝,張明祿,等.低滲透氣田開(kāi)發(fā)理論與實(shí)踐見(jiàn)表2。從表2中可以看出:井網(wǎng)加密后,儲量動(dòng)用程[M].北京:石油工業(yè)出版社.2001.度提高,氣田采收率增加了4. 41%。[2]李安琪,譚中國,洪鴻,等.榆林氣田南區高效開(kāi)發(fā)技術(shù)探討[J].低滲透油氣田，2006.11(3).52 59.[3]王建國,何順利,劉婷婷,等.榆林氣田山2段低滲砂巖儲層表2井網(wǎng)加密前 后開(kāi)發(fā)指標對比表測井綜合評價(jià)[J].西南石油大學(xué)學(xué)報,2007,29(1):54-56.方案井數/穩產(chǎn)期/ 穩產(chǎn)期采出30a采出[4]李福塏.黑油和組分模型的應用[M].北京:科學(xué)出版社，口程度1996:170-171.未加密13220, 85%52. 85%[5]莊惠農.氣裁動(dòng)態(tài)描述和試井[M].北京:石油工業(yè)出版社，加密146523. 12%57. 26%2001.[6]孫小平,徐文,黃有根,等.榆林氣田山2段氣藏描述技術(shù)及4結論應用[J].天然氣工業(yè).2005 ,25(4):53-56.[7]張明祿.長(cháng)慶氣區低滲透非均質(zhì)氣藏可動(dòng)儲量評價(jià)技術(shù)1)常規數值模擬方法模擬非均質(zhì).非連續性氣藏[J].天然氣工業(yè),2010,30(4) :50-53.難以精細刻畫(huà)儲層連續特征，導致模型與氣田實(shí)際差[8]鐘孚勛。張永生，楊雅和.等.數值模擬技術(shù)在氣田開(kāi)發(fā)中別較大。結合試井和動(dòng)態(tài)研究,引人阻流帶模型,克服的應用研究[J].天然氣工業(yè),1995,.15(3):95-96.了以上弊端,通過(guò)與常規模型歷史擬合結果進(jìn)行對比[9]王永輝,趙金洲,李允低滲透儲層壓委開(kāi)發(fā)的油藏數值模研究,證實(shí)了阻流帶模型的可靠性。擬研究[J].石油學(xué)報,2006 ,27(6):89-92.2)基于阻流帶模型精確計算了榆林南區剩余氣分(收稿日期2010-08-31 編輯韓曉渝)布,通過(guò)設計加密井，預測榆林氣田南區采收率提高4. 41%,為老氣田開(kāi)發(fā)潛力挖潛提供了科學(xué)依據。(上接第52頁(yè))3)根據以上因素和條件測算的產(chǎn)能負荷因子能夠目前國內除了北京及周邊市場(chǎng)有儲氣庫以外,其指導氣田科學(xué)開(kāi)發(fā)和保障安全平穩供氣。余市場(chǎng)均不具備規模儲氣庫,所以部分供氣區負荷因鄉考文獻子更低。如青海氣區,地處西北高寒地區,冬季峰值用氣是夏季的2.5倍左右5.6],目前外輸管道下游沒(méi)有條[1]石興春.關(guān)于天然氣產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展的幾點(diǎn)思考[J].天然件建設用于調峰的地下儲氣庫,若按照氣田科學(xué)建產(chǎn)氣工業(yè)，2009,29(1):13-16.來(lái)測算,其年負荷因子在0. 75左右(不考慮應急備用[2]丁國生,李曉波，姜鳳光.等.“西氣東輸"二線(xiàn)調峰應急問(wèn)題探討[J].天然氣工業(yè).2008.28(12):92-94.能力的情況下),實(shí)際上由于氣田能力限制,年產(chǎn)能符[3]趙素平,陸家亮,馬惠芳,等.天然氣產(chǎn)能負倚因子研究[J].合因子控制在0.8~0.85,供氣高峰期只能通過(guò)部分天然氣工業(yè)，2009 ,29(5) :95-97.氣井放壓生產(chǎn)。各氣區產(chǎn)能負荷因子的差距較大,主[4] Ruairidh( Rory)Stewart.英國天然氣價(jià)格揮發(fā)式增長(cháng)[EB/要與供氣市場(chǎng)位置、用戶(hù)類(lèi)型和儲備設施有關(guān)。OL].石油服務(wù)工業(yè)研究,2004. http: // 3gel. co. uk/3GCL/Datasheets/ Alt%20Energy/UK% 20Natural% 20gas. pdf.[5]美國本土48州天然氣生產(chǎn)能力[EB/OL].美國能源資料1)目前國內供氣系統尚不完善,缺乏足夠的儲備:協(xié)會(huì ),2002. http: // www. eia. doe. gov/ pub/ oil gas/ natural設施,為滿(mǎn)足高峰期供氣需求和突發(fā)事件,并合理開(kāi)發(fā). .gas/analysis. publications/ ngcap2003/ ngcap2003. pdf.氣田,上游氣田在產(chǎn)能建設時(shí)需要留有余量,保持合理[6]陸家亮.中石油供氣能力及調峰問(wèn)題研究[D].北京:中國的產(chǎn)能負荷因子。石油勘探開(kāi)發(fā)研究院.2005.2)產(chǎn)能負荷因子的直接影響因素是調峰量、應急(修改回稿日期2010-08-25 編輯韓曉渝)備用量和儲備調節量、,其測算的前提條件是充足的天然氣資源、管輸能力和投資。