[发明专利]储存天然气的盐穴井注采能力下降概率计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐穴型天然气地下储气库完整性管理技术领域，特别涉及一种储存天然气的盐穴井注采能力下降概率计算方法。

背景技术

盐穴井是将气体通过井筒注入到盐丘或盐层上的废弃盐穴或水溶建造的盐穴内而储存，并可采出来满足市场需求的一种地下储气设施（如图1所示，其中1为井口，2为表层套管，3为生产套管，4为环空保护液，5为井下安全阀，6-注采管，7为封隔器8-套管鞋9-天然气10-残余卤水）。考虑天然气具有易燃、易爆的特性和盐穴井为用户安全供气的功能要求，盐穴井应具备两种能力：其一，储存天然气并阻止天然气释放到周围环境的能力；其二，以有效速率为用户提供储存天然气的能力。盐穴井丧失以上两种或其中一种能力，即定义为失效，失效模式包括泄漏和注采能力下降两种，并均已被国外事故报道证实。盐穴井注采能力下降一旦发生，将大大影响其调峰和运行效率，严重的将造成运行中断或盐穴井报废，带来不必要的经济损失。

盐穴井注采能力决定着其是否能够安全高效经济运行，已成为盐穴井风险评估重点研究对象之一。评估注采能力下降风险大小关键是解决注采能力下降概率和产生的不良后果的计算问题。然而，目前针对注采能力下降风险评估仍无具体的报道。因此，建立盐穴井注采能力下降的概率计算方法迫在眉睫，是建立盐穴型地下储气库风险评估技术的关键点之一，对于预防盐穴型地下储气库注采能力下降发生和确保其安全高效经济运行具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种储存天然气的盐穴井注采能力下降概率计算方法，用于判断盐穴井发生注采能力下降的可能性，为盐穴井风险评估提供失效概率数据。本发明可解决盐穴型天然气地下储气库风险评估中失效概率计算的关键问题之一，为预防盐穴地下储气库注采能力下降发生提供技术手段，从而确保盐穴地下储气库安全高效经济运行。

为实现上述发明目的，提供一种储存天然气的盐穴井注采能力下降概率计算方法，所述方法包括步骤：

步骤1、获取待评价盐穴井的信息资料，所述信息资料包括盐穴井基本信息、盐穴井几何形状参数、盐岩特性参数、运行参数和维护/维修历史资料；

步骤2、识别引发盐穴井注采能力下降的风险因素；所述风险因素归类为设备失效、运行相关、水合物生成及机械损伤四类；

步骤3、基于故障树方法建立盐穴井注采能力下降的故障树逻辑，以注采能力下降事件作为顶事件，确定次级事件、基本事件和引起顶事件的割集；

步骤4、确定步骤3的基本事件与步骤2的各类风险因素的关系；

步骤5、基于历史统计数据和工程评价模型，计算各类风险因素引起相关联的基本事件发生概率；

步骤6、确定各类风险因素引起注采能力下降的不同影响模式发生的概率分布规律；

步骤7、根据步骤5的基本事件发生概率和步骤6中的概率分布，计算不同影响模式的基本事件发生概率；

步骤8、根据步骤7确定的不同影响模式基本事件发生概率，计算不同影响模式的割集发生概率；

步骤9、根据步骤8的不同影响模式的割集发生概率和步骤3建立的故障树逻辑，计算不同影响模式的次级事件发生概率；

步骤10、根据步骤3建立的故障树逻辑和步骤9的不同影响模式的次级事件发生概率，确定不同影响模式的注采能力下降事件的发生概率。

所述步骤1中的待评价盐穴井的信息资料包括盐穴井基本信息、盐穴井几何形状参数、盐岩特性参数、运行参数和维护/维修历史资料；其中，盐穴井基本信息包括盐穴井所属储气库名称、储气库类型、盐穴井编号、盐穴井设计寿命、盐穴井服役时间和储存介质特性参数；盐穴井几何形状参数包括盐穴体积、库容量、工作气量、垫气量和管柱尺寸；盐岩特性参数包括参考应力、参考应力下的盐岩蠕变率、静岩压力梯度以及幂指数；运行参数包括井口最大运行压力、井口最小运行压力、盐穴最大设计压力、盐穴最小设计压力、盐穴温度、注入气体温度和最大生产率；维护/维修历史资料包括已发生的泄漏事件、已发生的盐穴失稳事件和维修历史。

所述步骤2中的引发盐穴井注采能力下降的主要风险因素归类为设备失效、运行相关、水合物生成及机械损伤四类。

所述步骤3中的基于故障树方法建立盐穴井注采能力下降的故障树，以注采能力下降事件作为顶事件、确定次级事件(包括运行减缓和运行中断)、基本事件和引起顶事件的割集；从注采能力下降程度上而言，盐穴井注采能力下降可能包括运行减缓和运行中断两种情况，因此，建立故障树以注采能力下降为顶事件，将运行减缓和运行中断作为顶事件的次级事件。