含水层型地下储气库天然气运移的二维等效渗流模型

"该文基于含水层型地下储气库水平尺度远大于垂直尺度的特性，构建了一种等效渗流模型，旨在简化三维渗流问题为二维平面问题。模型通过垂直方向的积分和垂向高度平均化处理，用于计算特定封闭含水层型地下储气库的注气后气饱和度和压力变化。对比了新模型与传统三维兰维渗流模型的精度，并分析了渗透率、厚度、注气速率、排水量和倾角等因素对天然气运移的影响。研究发现等效渗流模型具有高精度、参数少、计算快且易于数值模拟的优势。储层压力受渗透率、厚度和倾角增加的先降后升影响，与注气速率非线性增加，随排水量非线性减少，这些因素在选址时至关重要。" 本文详细探讨了地下储气库中天然气运移的等效渗流模型。作者针对含水层型地下储气库的特殊结构——水平尺寸显著大于垂直尺寸，建立了一个创新的模型，通过整合垂直方向的流动并进行垂向平均，将原本复杂的三维渗流问题简化为二维平面问题，从而降低了计算复杂性和难度。 该等效渗流模型在实际应用中表现出了较高的计算精度，能够满足工程计算需求，并且具有所需参数少、计算速度快以及数值模拟实现简便等优点。为了验证模型的有效性，研究人员运用模型对中国某拟建的封闭含水层型地下储气库进行了注气后的气饱和度和压力变化计算，并与传统的三维兰维渗流模型进行了比较。 通过对模型的深入研究，作者发现储层的渗透率、厚度、注气速率、排水量和储层倾角等因素显著影响天然气的运移规律。具体来说，储层压力对这些参数的响应是非线性的：随着渗透率、厚度和倾角的增加，储层压力先降低后升高；注气速率的增加会导致压力非线性上升；而排水量的增加则使压力非线性下降。这些发现对于含水层型地下储气库的选址和运营策略制定具有重要指导意义，特别是在评估储层参数对储气库性能和长期稳定性的影响时。 此外，文章还强调了在选择储气库地点时，储层的渗透率、厚度和倾角是需要特别关注的关键因素。这些因素不仅影响天然气的运移效率，还直接影响储气库的压力稳定性和整体储气能力。因此，理解和掌握这些参数对于优化地下储气库的设计和操作至关重要。 该研究通过构建等效渗流模型，为含水层型地下储气库的气体运移提供了新的理论工具，有助于提高储气库的运行效率和经济效益，并为未来的储气库设计和管理提供了科学依据。