地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)情況概述及我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展的趨勢(shì)

王月

摘要：地下儲(chǔ)氣庫(kù)容量大，儲(chǔ)氣壓力高，存儲(chǔ)成本低，是當(dāng)今世界主要的天然氣存儲(chǔ)方式。天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)成為天然氣輸配系統(tǒng)的重要組成部分。目前，我國(guó)天然氣消費(fèi)量處于快速增長(zhǎng)期，市場(chǎng)需求矛盾不斷增加，地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)成為國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備、安全平穩(wěn)供氣的重要設(shè)施。

關(guān)鍵詞：天然氣? ? 地下儲(chǔ)氣庫(kù)類型? ?國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)

1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的作用

天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)是調(diào)節(jié)供氣不均勻性的最有效的手段，利用地下儲(chǔ)氣庫(kù)注氣手段在用氣低峰期將天然氣注入地下儲(chǔ)氣庫(kù)，進(jìn)入冬季用氣高峰期，在打開注采井采氣裝置，進(jìn)行采氣，參與調(diào)峰。提高供氣的連續(xù)性，將富余天然氣存儲(chǔ)在地下儲(chǔ)氣庫(kù)，能夠有效保證氣源，進(jìn)行連續(xù)性供氣。提高管線利用率和輸氣效率，降低輸氣成本，提高投資收益率。

2 地下儲(chǔ)氣庫(kù)類型

天然氣的地下儲(chǔ)存通常有下列幾種方式：枯竭油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù);巖穴儲(chǔ)氣庫(kù);地下水層儲(chǔ)氣庫(kù);鹽礦層型儲(chǔ)氣庫(kù)[1]。其中利用枯竭的油氣田儲(chǔ)氣較為經(jīng)濟(jì)，利用巖穴儲(chǔ)氣造價(jià)較高。

2.1? 枯竭油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)

利用已經(jīng)開采枯竭廢棄的氣藏或開采到一定程度的退役氣藏，轉(zhuǎn)為地下儲(chǔ)氣庫(kù)是在各種地下巖層類型中建造儲(chǔ)氣庫(kù)的最好選擇。這種油氣層的孔隙度、滲透率、有無水浸現(xiàn)象、構(gòu)造形狀和大小、油氣巖層厚度、有關(guān)井身結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)及地層和鄰近地層隔絕（斷層）的可靠性等已掌握，可大大節(jié)省投資，因此已枯竭的油氣藏是最好和最可靠的地下儲(chǔ)氣庫(kù)。圖1為枯竭油氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)。

2.2? 巖穴儲(chǔ)氣庫(kù)

鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)是利用巖穴儲(chǔ)氣的主要形式。鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)是將天然氣儲(chǔ)存在人工溶鹽后形成的腔體中。鹽穴儲(chǔ)氣具有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢(shì)，由于鹽穴深埋在地下，高溫高壓下的鹽具有一定的可塑性，在產(chǎn)生一定的裂縫條件下具有自動(dòng)愈合的特點(diǎn)。因此，地下鹽穴就成了很好的密封儲(chǔ)氣庫(kù)，將采出的天然氣注入這個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)，便形成了一個(gè)大型的人工氣藏。降低鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)成本的主要方法，是應(yīng)用現(xiàn)代溶鹽技術(shù)增加巖穴體積，降低最小運(yùn)行壓力，提高最大運(yùn)行壓力。圖2為鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)。

2.3 地下水層儲(chǔ)氣庫(kù)

含水層型地下儲(chǔ)氣庫(kù)，是人為將天然氣注入地下合適的含水層而形成的人工氣藏。天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)由含水砂層和不透氣覆蓋層組成。儲(chǔ)存氣包括工作氣和墊層氣。工作氣是指在儲(chǔ)存周期內(nèi)儲(chǔ)進(jìn)和重新排出的氣體，墊氣層是指在儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)持續(xù)保留或作為工作氣和水之間的緩沖墊層的氣體。含水砂層要有一定的滲透性，這種滲透性對(duì)于用天然氣置換水的速度起決定作用，滲透性越好，天然氣置換的速度就越快，工作氣和墊層氣的比例也就越大。圖3為地下水層儲(chǔ)氣庫(kù)。

2.4 鹽礦層型儲(chǔ)氣庫(kù)

一般利用鹽礦建造的儲(chǔ)氣庫(kù)容量較小，但是對(duì)于周圍缺乏多孔結(jié)構(gòu)地下構(gòu)造層的城市，特別是具有巨大的巖鹽礦床地質(zhì)構(gòu)造的地區(qū)，可采取此種類型儲(chǔ)氣庫(kù)。另一種是新建鹽穴儲(chǔ)庫(kù)，這種鹽穴是按調(diào)峰氣量要求，選定氣庫(kù)井位、井?dāng)?shù)、層位、地層巖鹽厚度及鹽穴幾何形狀、容積大小，進(jìn)行有計(jì)劃的淋洗造穴。

為了防止儲(chǔ)庫(kù)頂部被鹽水沖溶，要加入一種遮蓋液，它不溶于鹽水，而浮于鹽水表面。不斷地?cái)U(kuò)大瓶蓋液液量和改變?nèi)芙馓坠荛L(zhǎng)度，使儲(chǔ)庫(kù)的高度和直徑不斷擴(kuò)大，直到達(dá)到要求為止。

3 國(guó)內(nèi)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)總體情況情況

從1915年加拿大首次在Wellland氣田開展儲(chǔ)氣試驗(yàn)到現(xiàn)在，全球已建成715座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，共計(jì)23007口采氣井，總工作氣量為3930億m3，平均每小時(shí)產(chǎn)出2.35億m3天然氣?？v觀國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展歷程，一般需經(jīng)歷初期發(fā)展、快速發(fā)展和平穩(wěn)發(fā)展3個(gè)階段，以美國(guó)和俄羅斯為例，地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展初期分別經(jīng)歷13年和15年，快速發(fā)展期分別為46年和35年。

4 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展始于20世紀(jì)90代初，經(jīng)過30來年的發(fā)展，地下儲(chǔ)氣庫(kù)在平衡天然氣管網(wǎng)的壓力和輸氣量、調(diào)節(jié)區(qū)域平衡供氣方面發(fā)揮了重要的作用。截至2018年，國(guó)內(nèi)已建成地下儲(chǔ)氣庫(kù)（群）25座，儲(chǔ)氣規(guī)模400億m3，相當(dāng)于三峽水庫(kù)的總蓄水量，冬季最高日調(diào)峰氣量超9000萬m3，相當(dāng)于全國(guó)最高日用氣量的十分之一。綜合減排8000萬噸，惠及10余省市2億人口。預(yù)計(jì)到2030年中國(guó)天然氣年消費(fèi)量將達(dá)到5000億m3，地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求將超過500億m3。中國(guó)將形成四大區(qū)域性聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)的儲(chǔ)氣庫(kù)群，東北儲(chǔ)氣庫(kù)群、西南儲(chǔ)氣庫(kù)群、長(zhǎng)三角儲(chǔ)氣庫(kù)群和華北儲(chǔ)氣庫(kù)群，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)將迎來新的建設(shè)高峰。

5 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展趨勢(shì)

5.1加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)力度

天然氣主要是通過地下儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行調(diào)配，地下儲(chǔ)氣庫(kù)中數(shù)量關(guān)系到人們的日常生活。為了能夠有效保證天然氣的儲(chǔ)備量，我國(guó)要加大對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)，這樣才可以增加天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的儲(chǔ)備量，滿足人們對(duì)于天然氣的需求量，適應(yīng)市場(chǎng)的需求，從而平衡天然氣在需求中供應(yīng)關(guān)系。此外，在對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行建設(shè)時(shí)，一定要嚴(yán)格按照國(guó)家建設(shè)的要求進(jìn)行，確保天然氣在地下儲(chǔ)氣庫(kù)的安全。為此，我國(guó)要加大對(duì)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的力度，提高我國(guó)天然氣調(diào)配的數(shù)量。

5.2建庫(kù)前充分論證分析

在建設(shè)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)時(shí)，要先了解天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)主要是包括建設(shè)的地區(qū)、建設(shè)的類型以及建設(shè)的作用。相關(guān)的設(shè)計(jì)、建設(shè)部門要綜合考慮、科學(xué)合理的規(guī)劃計(jì)劃。既要有合適的建庫(kù)條件，還要滿足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、地形以及氣候等等。開展建庫(kù)可行性評(píng)價(jià)、充分論證庫(kù)容參數(shù)、注采井井位部署、注采能力評(píng)估、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署等研究。

5.3 建立多學(xué)科科技人才聯(lián)合隊(duì)伍

地下儲(chǔ)氣庫(kù)是一個(gè)多學(xué)科、系統(tǒng)工程，應(yīng)建立地下、井、地面三位一體的技術(shù)和管理團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)跟蹤評(píng)價(jià)及管理，完善相關(guān)機(jī)制，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范操作規(guī)程。另外，加強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)攻關(guān)，針對(duì)不同類型地下儲(chǔ)氣庫(kù)開展地質(zhì)評(píng)價(jià)與氣藏工程、鉆完井工程、注采工程、地面配套工藝及地下儲(chǔ)氣庫(kù)完整性評(píng)價(jià)等方面的核心技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)新的工藝、設(shè)備為地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)提供技術(shù)支持[2]。

5.4積極建設(shè)數(shù)字化儲(chǔ)氣庫(kù)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的快速發(fā)展，我國(guó)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)要順應(yīng)時(shí)代的步伐。為此，我國(guó)在加大對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)時(shí)，要多學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的理論知識(shí)以及技術(shù)，研究總結(jié)出適合我國(guó)地質(zhì)建設(shè)的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)。在建設(shè)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)時(shí)，可以充分運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)，建立大數(shù)據(jù)化的數(shù)字地下儲(chǔ)氣庫(kù)，其主要特點(diǎn)是有效方便，科學(xué)進(jìn)行天然氣的開采以及儲(chǔ)備，降低了天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)存在的安全隱患。

6 結(jié)論

作為天然氣消費(fèi)大國(guó)，我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)應(yīng)該加快技術(shù)改進(jìn)，向國(guó)外成熟的儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)地下儲(chǔ)氣庫(kù)工藝設(shè)計(jì)統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，加快建庫(kù)速度，縮短建庫(kù)周期、提高建庫(kù)質(zhì)量，最終提高經(jīng)濟(jì)效益。

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