第30卷第11期開發(fā)工程，51●天然氣產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發(fā)研究院廊坊分院趙素平等.天然氣產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(jié)性調峰和應急均以上游氣田的提產為主。從氣田科學開發(fā)角度考慮，上游氣田應建設調峰和應急備用能力，實際產量安排和產能的比值(即生產負荷因子)，是街量生產系統安全平穩(wěn)運行的一個關鍵參數，對于天然氣工業(yè)的有序發(fā)展、最大限度地節(jié)約資金有著非常重要的意義。調研結果表明，目前國內尚無該方面的系統研究。為此，通過研究產能負荷因子的影響因素及其特點，建立了產能負荷因子的計算公式，分析了其存在的前提條件，并利用該公式進行了舉例測算。在近期的天然氣發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略研究中,巳應用該計算方法對各氣區(qū)的產能負荷因子進行了計算，計算結果符合歷史供氣特點和規(guī)律，能夠指導氣田的科學開發(fā)、保障安全平穩(wěn)供氣。關鍵詞天然氣生產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。結合氣田實際狀況.調峰需求和儲氣庫1研究背景建設進度等因素確定各時期合理的產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(jié)約資金有著非大,因而上中下游的協調發(fā)展至關重要。實際運行中,常重要的意義。由于下游用戶需求存在季節(jié)性波動,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險,天然氣消費涉及千家萬戶,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應對調峰和應急。從儲備類型來看,有產能負荷因子可以是某一時刻或某一時間段的儲氣庫、上游氣田、管道、LNG等手段[2] ,從規(guī)模和經值,實際應用中以年或月為單位的較多,但從研究意義濟角度來看,儲氣庫是最佳選擇。在儲運設施不完善來說,以月或天為單位更能反應實際產能利用情況,不的情況下，上游氣田可建設備用能力以滿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，急生產的需要,氣田實際產量安排和建成產能的比值分析影響因素及計算方法。即產能負荷因子明。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)長期以來,用戶調峰和應急都靠氣田放壓提產來解決，式中R。為天然氣產能負荷因子;Q,為天然氣年產量;影響了氣田的科學開發(fā)。近年來隨著對該問題的重視Q。為天然氣年生產能力。和工作的不斷深人，部分氣田開始建設備用能力,天然天然氣年產量預測可利用戰(zhàn)略規(guī)劃上中下游平衡氣產能負荷因子已經呈現下降趨勢。后的結果數據。天然氣產能建設要滿足季節(jié)性波動生利用氣田調峰也存在弊端，如氣井、地面設施、長產和應急備用,其中供應波動主要與需求季節(jié)性波動輸管道設備閑置、投資巨大、氣田距離用戶遠應急反應和儲備調節(jié)量(儲氣庫、LNG、管道調用)有關,測算公較慢等,隨著儲氣庫等設施的不斷完善,可以適當降低式為:作者簡介:趙素平,女,1979年生,工程師,碩士:現從事天然氣開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃研究工作。地址:(065007)河北省廊坊市萬莊44號信箱。電話:(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(guī)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建產;若供不應求,式中q.m為氣田生產井最大日生產能力;qw為氣田則根據氣田最大合理生產能力來建產。應急生產備用井日產能力;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，管道富余能力多少也是限制負荷氣田生產井最大日生產能力的確定可參考供氣歷因子值大小的一-個關 鍵因素。史波動規(guī)律進行預測，也可以根據需求量和儲備設施產能建設投資巨大.建設富余能力來應急和調峰,供氣能力來確定。在春秋季節(jié)用氣低谷時期關井或減產設備閑置,從企應急備用能力根據氣區(qū)實際位置、氣田個數和規(guī)業(yè)角度來講,投資回報率降低,所以在這部分產能建設模、供需關系來確定,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的一個因素。規(guī)模的5%左右0],美國在2000年之前基本在5%~以上3個都是瓶頸制約因素,只有三者都存在且10%之間,2000年以后隨著氣田生產能力的下降,供富足,負荷因子的測算結果對于科學開發(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(qū)主要穩(wěn)供氣才有意義。分布在中西部,而消費市場集中在東部、東南部,重點氣區(qū)、重點氣田應留有應急備用能力。如塔里木氣區(qū)3舉例計算單氣田規(guī)模大、氣田個數少的情況,重點氣田備用能力應在10%以上。實際運行中,有些氣區(qū)氣井多,單井產以某假定市場為例測算,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調研結果,用戶結構及供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)中產量和生產能力分別根據式(3)計算,氣田最大日供氣量為5 500X 10*為月產量、日產量和月產能力、日產能力,式(2)中的計m2 ,氣田需要建設最大日產能力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)第30卷第11期開發(fā)工程，55.clipse軟件能夠定量顯示每個網格單元剩余天然氣的參考文獻地質儲量。以此為基礎,尋找儲量動用程度低的“甜點”進行局部加密。設計14口加密井,方案預測指標[1]楊華,金貴孝,張明祿,等.低滲透氣田開發(fā)理論與實踐見表2。從表2中可以看出:井網加密后,儲量動用程[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(qū)高效開發(fā)技術探討[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井網加密前 后開發(fā)指標對比表測井綜合評價[J].西南石油大學學報,2007,29(1):54-56.方案井數/穩(wěn)產期/ 穩(wěn)產期采出30a采出[4]李福塏.黑油和組分模型的應用[M].北京:科學出版社，口程度1996:170-171.未加密13220, 85%52. 85%[5]莊惠農.氣裁動態(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段氣藏描述技術及4結論應用[J].天然氣工業(yè).2005 ,25(4):53-56.[7]張明祿.長慶氣區(qū)低滲透非均質氣藏可動儲量評價技術1)常規(guī)數值模擬方法模擬非均質.非連續(xù)性氣藏[J].天然氣工業(yè),2010,30(4) :50-53.難以精細刻畫儲層連續(xù)特征，導致模型與氣田實際差[8]鐘孚勛。張永生，楊雅和.等.數值模擬技術在氣田開發(fā)中別較大。結合試井和動態(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,通過與常規(guī)模型歷史擬合結果進行對比[9]王永輝,趙金洲,李允低滲透儲層壓委開發(fā)的油藏數值模研究,證實了阻流帶模型的可靠性。擬研究[J].石油學報,2006 ,27(6):89-92.2)基于阻流帶模型精確計算了榆林南區(qū)剩余氣分(收稿日期2010-08-31 編輯韓曉渝)布,通過設計加密井，預測榆林氣田南區(qū)采收率提高4. 41%,為老氣田開發(fā)潛力挖潛提供了科學依據。(上接第52頁)3)根據以上因素和條件測算的產能負荷因子能夠目前國內除了北京及周邊市場有儲氣庫以外,其指導氣田科學開發(fā)和保障安全平穩(wěn)供氣。余市場均不具備規(guī)模儲氣庫,所以部分供氣區(qū)負荷因鄉(xiāng)考文獻子更低。如青海氣區(qū),地處西北高寒地區(qū),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有條[1]石興春.關于天然氣產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的幾點思考[J].天然件建設用于調峰的地下儲氣庫,若按照氣田科學建產氣工業(yè)，2009,29(1):13-16.來測算,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"二線調峰應急問題探討[J].天然氣工業(yè).2008.28(12):92-94.能力的情況下),實際上由于氣田能力限制,年產能符[3]趙素平,陸家亮,馬惠芳,等.天然氣產能負倚因子研究[J].合因子控制在0.8~0.85,供氣高峰期只能通過部分天然氣工業(yè)，2009 ,29(5) :95-97.氣井放壓生產。各氣區(qū)產能負荷因子的差距較大,主[4] Ruairidh( Rory)Stewart.英國天然氣價格揮發(fā)式增長[EB/要與供氣市場位置、用戶類型和儲備設施有關。OL].石油服務工業(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:協會,2002. http: // www. eia. doe. gov/ pub/ oil gas/ natural設施,為滿足高峰期供氣需求和突發(fā)事件,并合理開發(fā). .gas/analysis. publications/ ngcap2003/ ngcap2003. pdf.氣田,上游氣田在產能建設時需要留有余量,保持合理[6]陸家亮.中石油供氣能力及調峰問題研究[D].北京:中國的產能負荷因子。石油勘探開發(fā)研究院.2005.2)產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(jié)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。