[发明专利]盐穴储气库密封性测试方法及系统

说明书

本发明公开了一种盐穴储气库密封性测试方法及系统，以氮气作为测试介质，通过测井工具测得不同时间气水界面深度、温度和压力，由这些数据计算出不同时间的氮气质量，根据氮气质量的变化来判断井内泄露量，进而得到储气库是否满足气密性要求。本发明能够准确、方便的完成盐穴机械完整性测试、气体密封性测试以及腔体接收测试等密封性测试的计算，易于应用到工程项目中。

技术领域

本发明属于油气资源开发领域，具体地涉及一种盐穴储气库密封性测试的方法及测试系统。

背景技术

目前国内地下天然气储库处于发展初期，该领域的技术研究还不成熟。在储气库建设方面，很多技术需要依赖国外咨询技术公司提供支持。在盐穴储气库密封性测试方面，目前国内没有较为成熟的标准规范。

地下天然气储库市场相对较小，对于密封性测试目前没有成熟的方法。目前国际上应用较为广泛、可靠度较高的是基于气体质量平衡的盐穴储气库密封性测试，其中技术较为成熟的咨询公司主要有GEOSTOCK公司、DEEP公司等，这些公司只提供最终的计算结果，不提供相关计算过程以及盐穴储气库密封性测试软件，因此目前国内缺乏成熟的盐穴储气库密封性测试方法及系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种盐穴储气库密封性测试的方法及系统，实现盐穴储气库密封性测试的快速、准确计算，克服国外一些公司对密封性测试的垄断。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种盐穴储气库密封性测试方法，以氮气作为测试介质，通过测井工具测得不同时间气水界面深度、温度和压力，由这些数据计算出不同时间的氮气质量，根据氮气质量的变化来判断井内泄漏量，进而得到储气库是否满足气密性要求。

进一步的，所述氮气质量的测试方法包括：

S01、由于氮气作为可压缩流体，在垂直方向上存在着密度梯度，由于测试空间的垂直跨度达上千米，因此该密度梯度不可忽略，同时测试空间内的氮气也会由于地层传热而在垂直方向上存在温度梯度，因此为保证测试空间内氮气质量计算的准确性，将测试空间沿垂直方向划分为若干区间；

S02、根据井口压力、测井温度，得到井口相邻区间的压缩因子，其计算公式如下所示：

ρ_m＝P_WH/(ZRT)

式中：

Z为氮气压缩因子，无量纲，ρ_m为氮气摩尔密度，单位kmol·m^-3，B、C为维利系数，无量纲；P_WH为井口压力，单位bar，R为气体常数，单位J/(mol*K)，T为相邻区间氮气温度，单位K；

以此递推，得到井内任意区间的氮气压缩因子；

S03、根据井口压力、测井温度、压缩因子，得到相邻区间的井内压力，其计算公式如下所示：

式中：

P_i为井口相邻区间的压力，单位bar，g为重力加速度，单位m/s²，d为井口与相邻区间的间隔，单位m；

以此递推，得到井内任意区间的压力；

S04、根据测井界面位置以及套管参数等得到任意区间的氮气质量，其计算公式如下：

式中，

m_i为任意区间的氮气质量，单位kg，P_i为井内任意区间的压力，单位bar，V为井内任意区间的体积，单位m³；