天然气产能负荷因子计算方法

第30卷第11期开发工程，51●天然气产能负荷因子计算方法赵素平陆家亮刘素民中国石油勱探开发研究院廊坊分院赵素平等.天然气产能负荷因子计算方法。天然气工业,2010,30(11) :51-52.摘要我国天然气工业快速发展起步较晚，因储备设施不健全,季节性调峰和应急均以上游气田的提产为主。从气田科学开发角度考虑，上游气田应建设调峰和应急备用能力，实际产量安排和产能的比值(即生产负荷因子)，是街量生产系统安全平稳运行的一个关键参数，对于天然气工业的有序发展、最大限度地节约资金有着非常重要的意义。调研结果表明，目前国内尚无该方面的系统研究。为此，通过研究产能负荷因子的影响因素及其特点，建立了产能负荷因子的计算公式，分析了其存在的前提条件，并利用该公式进行了举例测算。在近期的天然气发展规划和战略研究中,巳应用该计算方法对各气区的产能负荷因子进行了计算，计算结果符合历史供气特点和规律，能够指导气田的科学开发、保障安全平稳供气。关键词天然气生产能力负荷因子影响因素前提计算方法应用效果DOI; 10.3787/j. issn. 1000-0976. 2010. 11. 013上游调峰量。结合气田实际状况.调峰需求和储气库1研究背景建设进度等因素确定各时期合理的产能负荷因子对于由于天然气的特殊属性,存储及运输等难度都很天然气工业的有序发展、最大限度的节约资金有着非大,因而上中下游的协调发展至关重要。实际运行中,常重要的意义。由于下游用户需求存在季节性波动,且气井、地面设2计算方法及测算前提条件分析施、管道等不可避免地存在事故风险,天然气消费涉及千家万户,一旦停供,后果不堪设想"。因此需要有一2. 1计算方法及影响因素定的储备随时应对调峰和应急。从储备类型来看,有产能负荷因子可以是某一时刻或某一时间段的储气库、上游气田、管道、LNG等手段[2] ,从规模和经值,实际应用中以年或月为单位的较多,但从研究意义济角度来看,储气库是最佳选择。在储运设施不完善来说,以月或天为单位更能反应实际产能利用情况,不的情况下，上游气田可建设备用能力以满足调峰和应论以什么为计算单位,计算方法-一样。下面以年为例，急生产的需要,气田实际产量安排和建成产能的比值分析影响因素及计算方法。即产能负荷因子明。负荷因子的计算公式为:我国天然气工业发展起步较晚,储备设施不健全，R.=Q%/Qpe(1)长期以来,用户调峰和应急都靠气田放压提产来解决，式中R。为天然气产能负荷因子;Q,为天然气年产量;影响了气田的科学开发。近年来随着对该问题的重视Q。为天然气年生产能力。和工作的不断深人，部分气田开始建设备用能力,天然天然气年产量预测可利用战略规划上中下游平衡气产能负荷因子已经呈现下降趋势。后的结果数据。天然气产能建设要满足季节性波动生利用气田调峰也存在弊端，如气井、地面设施、长产和应急备用,其中供应波动主要与需求季节性波动输管道设备闲置、投资巨大、气田距离用户远应急反应和储备调节量(储气库、LNG、管道调用)有关,测算公较慢等,随着储气库等设施的不断完善,可以适当降低式为:作者简介:赵素平,女,1979年生,工程师,硕士:现从事天然气开发战略规划研究工作。地址:(065007)河北省廊坊市万庄44号信箱。电话:(010)69213421. E-mail:zhaosp69@ petrochina. com. cn●52.天然气工业2010年11月Qp = (x.n +9qo) X 365输能力和投资规模的限制。首先是上游天然气资源的富足程度,若足够丰富，9..= (qm.. ...)/R.(3)则可以根据消费需求和储备需求来建产;若供不应求,式中q.m为气田生产井最大日生产能力;qw为气田则根据气田最大合理生产能力来建产。应急生产备用井日产能力;9ma.为最大日需求量;其次,管输能力要有富余,在用气高峰和应急时能qumr.为第i种储备设施最大日供应量;R_为商品率。够将气输送到用户，管道富余能力多少也是限制负荷气田生产井最大日生产能力的确定可参考供气历因子值大小的一-个关 键因素。史波动规律进行预测，也可以根据需求量和储备设施产能建设投资巨大.建设富余能力来应急和调峰,供气能力来确定。在春秋季节用气低谷时期关井或减产设备闲置,从企应急备用能力根据气区实际位置、气田个数和规业角度来讲,投资回报率降低,所以在这部分产能建设模、供需关系来确定,如英国应急备用能力基本为供气上的投资多少也是影响建产的一个因素。规模的5%左右0],美国在2000年之前基本在5%~以上3个都是瓶颈制约因素,只有三者都存在且10%之间,2000年以后随着气田生产能力的下降,供富足,负荷因子的测算结果对于科学开发气田、安全平需压力变大,基本不再留富余能力[5。国内气区主要稳供气才有意义。分布在中西部,而消费市场集中在东部、东南部,重点气区、重点气田应留有应急备用能力。如塔里木气区3举例计算单气田规模大、气田个数少的情况,重点气田备用能力应在10%以上。实际运行中,有些气区气井多,单井产以某假定市场为例测算,假设;①冬季高峰用气量量低,在建设了调峰能力后,不再建设应急备用能力。为7500X10* m'/d, 储气库日采出量为2 000X 10*最大日需求量可由市场调研结果,用户结构及供m3 ,应急备用能力为最大日供气量的5%,月度日均消气合同来确定,最大日储备供应量根据储气库等储备费量如表1所示,商品率按0.9考虑;②气田资源和管手段的最大日工作气量确定。输能力足够大,投资按照需求下达,储气库夏季注气量上述公式针对的是对未来年负荷因子的计算方由该气源提供。法,而对于月和天而言,式(1)中产量和生产能力分别根据式(3)计算,气田最大日供气量为5 500X 10*为月产量、日产量和月产能力、日产能力,式(2)中的计m2 ,气田需要建设最大日产能力6 111X10* m'.算天数分别改为30和1即可。依次根据式(1).(2)计算，该气田年度产能负荷因2.2测算的前提条件子为0.91,月度负荷因子在0.85~0.96之间(如表1产能负荷因子的测算受天然气资源丰富程度、管所示)。表1天然气产能负荷因子测算数据表年度合计/项目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'储库月度日均采出量/20001500 300 -900 -1 900 -1900 -900 -1 000 -1 0003001500 2 00010' m'气田月度日均供气量/5500 5500 5500 4900 4 9004 9004 9005000 5000 5500 5500 5 50094气田月度日均产气量/61116111 6111 5 44445444 5444 5444 556 5556 6111 6111 6 1116l0'm’应急备用量/275 275 275 275275271010'm'●d'气田生产能力/6386 6386 6386 6 3863866 3866386 6386 6386 6386 6 386 ;13810*m'●d'月度负荷因子0.96 0,.96 0.96 0.85 0.850.850.87 0.87 0.96 0.96 0.96 0.91(下转第55页)第30卷第11期开发工程，55.clipse软件能够定量显示每个网格单元剩余天然气的参考文献地质储量。以此为基础,寻找储量动用程度低的“甜点”进行局部加密。设计14口加密井,方案预测指标[1]杨华,金贵孝,张明禄,等.低渗透气田开发理论与实践见表2。从表2中可以看出:井网加密后,储量动用程[M].北京:石油工业出版社.2001.度提高,气田采收率增加了4. 41%。[2]李安琪,谭中国,洪鸿,等.榆林气田南区高效开发技术探讨[J].低渗透油气田，2006.11(3).52 59.[3]王建国,何顺利,刘婷婷,等.榆林气田山2段低渗砂岩储层表2井网加密前 后开发指标对比表测井综合评价[J].西南石油大学学报,2007,29(1):54-56.方案井数/稳产期/ 稳产期采出30a采出[4]李福垲.黑油和组分模型的应用[M].北京:科学出版社，口程度1996:170-171.未加密13220, 85%52. 85%[5]庄惠农.气裁动态描述和试井[M].北京:石油工业出版社，加密146523. 12%57. 26%2001.[6]孙小平,徐文,黄有根,等.榆林气田山2段气藏描述技术及4结论应用[J].天然气工业.2005 ,25(4):53-56.[7]张明禄.长庆气区低渗透非均质气藏可动储量评价技术1)常规数值模拟方法模拟非均质.非连续性气藏[J].天然气工业,2010,30(4) :50-53.难以精细刻画储层连续特征，导致模型与气田实际差[8]钟孚勋。张永生，杨雅和.等.数值模拟技术在气田开发中别较大。结合试井和动态研究,引人阻流带模型,克服的应用研究[J].天然气工业,1995,.15(3):95-96.了以上弊端,通过与常规模型历史拟合结果进行对比[9]王永辉,赵金洲,李允低渗透储层压委开发的油藏数值模研究,证实了阻流带模型的可靠性。拟研究[J].石油学报,2006 ,27(6):89-92.2)基于阻流带模型精确计算了榆林南区剩余气分(收稿日期2010-08-31 编辑韩晓渝)布,通过设计加密井，预测榆林气田南区采收率提高4. 41%,为老气田开发潜力挖潜提供了科学依据。(上接第52页)3)根据以上因素和条件测算的产能负荷因子能够目前国内除了北京及周边市场有储气库以外,其指导气田科学开发和保障安全平稳供气。余市场均不具备规模储气库,所以部分供气区负荷因乡考文献子更低。如青海气区,地处西北高寒地区,冬季峰值用气是夏季的2.5倍左右5.6],目前外输管道下游没有条[1]石兴春.关于天然气产业可持续发展的几点思考[J].天然件建设用于调峰的地下储气库,若按照气田科学建产气工业，2009,29(1):13-16.来测算,其年负荷因子在0. 75左右(不考虑应急备用[2]丁国生,李晓波，姜凤光.等.“西气东输"二线调峰应急问题探讨[J].天然气工业.2008.28(12):92-94.能力的情况下),实际上由于气田能力限制,年产能符[3]赵素平,陆家亮,马惠芳,等.天然气产能负倚因子研究[J].合因子控制在0.8~0.85,供气高峰期只能通过部分天然气工业，2009 ,29(5) :95-97.气井放压生产。各气区产能负荷因子的差距较大,主[4] Ruairidh( Rory)Stewart.英国天然气价格挥发式增长[EB/要与供气市场位置、用户类型和储备设施有关。OL].石油服务工业研究,2004. http: // 3gel. co. uk/3GCL/Datasheets/ Alt%20Energy/UK% 20Natural% 20gas. pdf.[5]美国本土48州天然气生产能力[EB/OL].美国能源资料1)目前国内供气系统尚不完善,缺乏足够的储备:协会,2002. http: // www. eia. doe. gov/ pub/ oil gas/ natural设施,为满足高峰期供气需求和突发事件,并合理开发. .gas/analysis. publications/ ngcap2003/ ngcap2003. pdf.气田,上游气田在产能建设时需要留有余量,保持合理[6]陆家亮.中石油供气能力及调峰问題研究[D].北京:中国的产能负荷因子。石油勘探开发研究院.2005.2)产能负荷因子的直接影响因素是调峰量、应急(修改回稿日期2010-08-25 编辑韩晓渝)备用量和储备调节量、,其测算的前提条件是充足的天然气资源、管输能力和投资。