國內(nèi)鹽穴儲氣庫發(fā)展現(xiàn)狀初探

馬華興

(1.山東魯銀鹽穴儲能工程技術(shù)有限公司，山東 泰安 271605；2.山東肥城精制鹽廠有限公司，山東 泰安 271605)

1 前言

國外儲氣庫建設(shè)已有100多年歷史，世界總儲氣庫工作氣占世界天然氣消費總量的12%，其中發(fā)達國家建成儲氣庫工作氣占天然氣消費量約20%。

作為天然氣消費大國，我國儲氣庫設(shè)施建設(shè)需求量大，參照國際儲氣庫發(fā)展歷程，我國儲氣庫建設(shè)經(jīng)歷20多年的發(fā)展后，正式進入快速發(fā)展階段。全國現(xiàn)役儲氣庫群13座，2018年底形成工作氣量約100億m3，約占年銷售量3.6%左右，與國際平均水平相比仍有較大差距。

鹽穴儲氣庫是重要的儲氣庫類型，具有注采氣量大、注采轉(zhuǎn)換靈活、氣質(zhì)好、地面工藝流程簡單、庫容利用率高等特點。近年來，中國石油、中國石化及地方燃氣企業(yè)和投資公司在山東、江蘇、河南、云南等地陸續(xù)推進鹽穴儲氣庫相關(guān)工作，彰顯了鹽穴儲氣庫良好的發(fā)展前景。

目前國內(nèi)已建設(shè)完畢，處于運行階段的鹽穴儲氣庫全部集中在江蘇金壇，分屬中國石油、中國石化和港華燃氣3家公司；處于在建階段的儲氣庫有3處，分別是中國石化江漢儲氣庫、云南昆明儲氣庫和楚州鹽穴儲氣庫；處于現(xiàn)場試驗和預可研階段的儲氣庫有8處，分別是江蘇淮安、山東泰安、山東菏澤、河北寧晉、湖北云應(yīng)、河南平頂山、湖南衡陽、江蘇師寨。另外，有建設(shè)儲氣庫意向的地區(qū)有江西樟樹、廣東三水、山西柳林等。

2 國內(nèi)鹽穴儲氣庫發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1 處于運行階段的鹽穴儲氣庫

目前中國石油、中國石化、港華燃氣三家公司在金壇各運行1座鹽穴儲氣庫，其中，中國石油已投產(chǎn)超過30口、中國石化已投產(chǎn)6口、港華燃氣已投產(chǎn)4口。截至2020年，金壇礦區(qū)3家儲氣庫共鉆井107口，已投入注采氣井40口；截至2020年，共形成庫容約1.95×109m3、工作氣量約1.3×109m3。其中，中國石油金壇儲氣庫自2007年投用至2019年， 12 a時間已完成近50輪注采循環(huán)，最高日采氣量達到1.235×107m3，累計采氣突破2.4×109m3，為長三角地區(qū)調(diào)峰保供發(fā)揮了重要作用。

江蘇金壇地區(qū)鹽礦鹽巖層發(fā)育于直溪橋凹陷阜寧組沉積末期，屬湖盆萎縮階段局限鹽湖沉積。巖鹽礦床平面形態(tài)呈腎狀分布，含鹽面積60.5 km2。金壇鹽礦建庫區(qū)塊位于陳家莊次洼，遠離較大斷層帶，構(gòu)造簡單，鹽層厚度150 m～230 m，內(nèi)部夾層少，分布穩(wěn)定，NaCl含量高，平均在80%以上，埋深940 m～1 240 m。巖鹽層的頂板為含鈣芒硝泥巖、泥巖，巖性致密，厚度為107.22 m～150.45 m,分布穩(wěn)定，封閉性較好。截至目前，金壇鹽礦被認為是國內(nèi)建庫條件最好的地區(qū)。

2.2 處于在建階段的鹽穴儲氣庫

(1)云南昆明儲氣庫。是目前中緬天然氣管線上唯一的一座擬建儲氣庫，位于昆明市西郊30 km處的安寧盆地東北部，與安寧鹽礦首采區(qū)相鄰。由云能投與中國石油合作建設(shè)(洽談中)、云能投為主，目前已完成可研(審查中)。其中，一期工程對4個原有老腔進行改造再利用，新建采鹵注氣站1座，建設(shè)地面井場4座，建設(shè)配套輸氣管線4.1 km。儲氣規(guī)模8.52×107m3，工作氣量3.38×107m3。安寧儲氣庫的含鹽層系上侏羅統(tǒng)的安寧組二段，安寧盆地鹽巖沉積構(gòu)造簡單，無斷層，成鹽期連續(xù)，鹽層厚度大、分布穩(wěn)定、埋深適中，主要組分易溶。儲氣庫區(qū)域蓋層的總厚度在76 m～160 m，巖性以青灰色、深灰色鈣芒硝巖、石膏巖為主，蓋層條件及蓋層的封閉性較好。

(2)中國石化江漢儲氣庫。項目地處湖北省潛江市王場鎮(zhèn)，儲氣庫規(guī)劃建設(shè)總庫容4.809×109m3，建成有效工作氣量為2.804×109m3，墊氣量2.005×109m3。中國石化獨立建設(shè)、運行，由中國石化川氣東送天然氣管道有限公司具體負責儲氣庫的建設(shè)實施工作，是川氣東送管道配套調(diào)峰設(shè)施。2008年，預可研報告獲得中國石化批復，同年開展儲氣庫先導試驗工作，先后經(jīng)過“地質(zhì)評價論證階段”、“王儲1、3、6、8井工程先導試驗”、“王儲3井厚夾層垮塌專項試驗”等3個階段充分證實其可行性，先導試驗于2018年初通過驗收。2020-06-16，江漢鹽穴天然氣儲氣庫一期工程一階段項目地面工程詳細設(shè)計通過審查，標志著工程即將進入建設(shè)施工階段。目前，江漢儲氣庫一期工程有4口井正在開展現(xiàn)場造腔試驗，已經(jīng)形成聲納可測溶腔體積逾4×105m3。該礦區(qū)構(gòu)造簡單，地層平緩，潛2段鹽層埋深1 212.5 m～2 182.0 m，區(qū)內(nèi)無斷層，裂隙不發(fā)育，由25個含鹽韻律層組成，鹽層總厚度338.8 m,頂?shù)装鍨辂}層與鹽間層間互沉積，鹽間層以泥云巖、含鈣芒硝泥巖、鈣芒硝質(zhì)泥巖為主，巖性致密堅硬。江漢鹽穴儲氣庫建成后，將成為世界上最深的鹽穴儲氣庫之一,也是中國最深、單腔最大、高度最高的鹽穴儲氣庫。

(3)楚州鹽穴儲氣庫，位于江蘇省淮安市淮安區(qū)(原楚州區(qū))，是中俄東線配套工程，分為張興和楊槐兩個區(qū)塊建設(shè)。在前期老腔篩選、水試壓、穩(wěn)定性評價的基礎(chǔ)上，優(yōu)選出蔣南礦區(qū)的安24—安25連通井組進行復雜連通老腔改造試驗。中國石油在江蘇井神鹽化股份有限公司礦區(qū)正在開展單井造腔試驗。目前蘇鹽井神主導建設(shè)的張興儲氣庫已經(jīng)取得江蘇省投資項目備案證，項目總投資64.7億元，設(shè)計庫容3.1×109m3，全部為水平井儲氣庫，環(huán)評、安評等相關(guān)審批工作已經(jīng)完成。鹽礦層主要為淮安中斷陷上白堊系浦口組二段上鹽亞段第三巖性組合,鹽層分布穩(wěn)定,含鹽面積大。第三巖性組合鹽層埋深1 000 m～2 000 m,地層厚度300 m～800 m,鹽巖累計厚度200 m～600 m,含礦率在70%左右,鹽巖品位60%左右。

2.3 處于現(xiàn)場試驗或預可研階段的鹽穴儲氣庫

(1)淮安地下儲氣庫。由中國石油東部管道有限公司在淮安市淮陰區(qū)趙集鎮(zhèn)的趙集鹽礦區(qū)內(nèi)投資建設(shè)，該項目場地距離淮安市區(qū)約30 km，在西氣東輸與陜京二線的聯(lián)絡(luò)線冀寧線附近。項目共設(shè)42口鹽腔，其中38口為注采井，4口為備用井。造腔試驗項目已完成3口井鉆井工程，試驗井井深約1 600 m。設(shè)計總工作氣量6.24×108m3，其中季節(jié)調(diào)峰氣量5.554×108m3，應(yīng)急調(diào)峰氣量8.631×107m3。新建1座注采站、3個集配站和35個井場；新建34.64 km集輸管線、26 km輸鹵輸水管線和26 km輸氣管道。該項目巖鹽礦段與楚州地下儲氣庫同屬淮安中斷陷上白堊系浦口組二段上鹽亞段第三巖性組合。

(2)山東泰安鹽穴儲氣庫。位于山東省泰安市肥城市邊院鎮(zhèn)。2021-01，魯銀投資集團股份有限公司、山東國惠改革發(fā)展基金合伙企業(yè)(有限合伙)、山東省鹽業(yè)集團有限公司共同出資3 000萬元設(shè)立山東魯銀鹽穴儲能工程技術(shù)有限公司，開展鹽穴儲能相關(guān)先導性試驗，重點突破當前泰安地區(qū)井礦鹽地下空間資源深度利用相關(guān)技術(shù)難題，為后續(xù)巖鹽溶腔油氣儲庫建造提供技術(shù)支撐。該地區(qū)礦床屬古代內(nèi)陸湖相沉積巖礦床，構(gòu)造上位于魯西隆起區(qū)汶蒙凹陷西端，包含于大汶口盆地東向洼地之中，該礦總面積36.44 km2，NaCl D級儲量7.5×109t；NaCl平均品位86.76%，最高98.99%。鹽層平均埋深800 m～1 000 m，最深1 380 m，最淺690 m，層數(shù)最大厚度14.98 m，鹽層累計平均厚度95.11 m。礦床頂、底板及層間夾板均為堅硬的石膏層，礦層界線清楚,傾角平緩，無斷層與褶曲。

(3)山東菏澤鹽穴儲氣庫。位于山東省菏澤市單縣，由荷儲能源科技(山東)有限公司主導建設(shè)，由江蘇煤炭地質(zhì)物探隊完成“菏澤鹽穴儲氣庫先導性造腔實驗項目”的三維地震勘查，已與中國石油集團儲氣庫有限公司簽訂《菏澤鹽穴儲氣庫合作意向書》。2019-05，菏澤鹽穴儲氣庫先導性造腔實驗項目獲得核準，建設(shè)內(nèi)容包括三維地震勘探、鉆井工程、造腔工程、管道建設(shè)工程、注氣排鹵工程等。項目部署建庫先導試驗井2口，形成腔體總庫容3.3×107m3，新建1座集注站，2座配氣閥組，2座井場。項目所在的單縣黃崗潛凹陷含鹽地層含鹽地層深度大約1 100 m～1 800 m，含鹽地層36層，累計含鹽厚度327 m，其中最厚單層巖鹽達到51 m。

(4)河北寧晉儲氣庫。位于河北省寧晉縣，是河北省2019年～2022年天然氣儲運體系建設(shè)重點項目，由河北燃氣有限公司出資。2020-03-24，Z1資料井正式開鉆，標志著寧晉鹽穴地下儲氣庫建設(shè)地質(zhì)條件評價與關(guān)鍵技術(shù)研究正式拉開帷幕。Z1資料井鉆深約3 150 m，將進行下管、固井作業(yè)，全井段開展錄井、地球物理測井，并進行地應(yīng)力測量和VSP測井。資料井將采取巖心約400 m，對代表性巖心樣品進行取樣測試。結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)，對在該區(qū)域內(nèi)建設(shè)鹽穴地下儲氣庫的地質(zhì)條件給予評價，對建庫的關(guān)鍵技術(shù)開展研究，提出適合于該區(qū)鹽穴儲氣庫建設(shè)的鉆完井工藝、建腔工藝、注采工藝等技術(shù)的建議方案，為下一步相繼開展“寧晉鹽穴地下儲氣庫建設(shè)可行性研究”和“儲氣庫建設(shè)先導性試驗井”提供依據(jù)。目前，河北省煤田地質(zhì)局與中科院武漢巖土力學研究所正在聯(lián)合開展“寧晉鹽穴地下儲氣庫建設(shè)地質(zhì)條件評價與關(guān)鍵技術(shù)研究”，以及基本完成了資料井的鉆探、巖心測試以及相關(guān)評價和研究工作。該礦區(qū)地層總體呈一向東緩傾斜的向斜構(gòu)造，地層傾角一般在3°～9°之間，構(gòu)造簡單，礦體埋深2 330 m～3 430 m，礦體厚度105.00 m～323.25 m，NaCl品位均高于86%。

(5)湖南衡陽鹽穴儲氣庫。2012年底開始，中國石油西氣東輸管道公司衡陽鹽穴儲氣庫項目在石鼓、珠暉、衡陽、衡南、衡山、衡東等縣區(qū)進行了廣泛的二維地震測試，初步認定衡陽擁有建設(shè)鹽穴儲氣庫的基本條件。2013-07-09，資料井鉆探工程項目開鉆，負責開展資料井鉆探工作，探明鹽礦地質(zhì)條件，優(yōu)選建庫區(qū)域和建庫層段，明確建庫規(guī)模，為項目可研編制提供依據(jù)。該礦區(qū)為金甲嶺巖鹽礦段下第三系霞流市組茶山坳段，巖鹽主礦層埋深最淺530 m,最深1 131.89 m,往北往西埋深逐漸加大。礦層厚224 m～359 m,一般厚320 m左右,單層厚12 m～41 m;夾石層累計厚12 m～40 m;含礦率60%～95%,一般在75%以上,鹽巖儲量規(guī)模大,厚度大,埋藏深度適中,構(gòu)造影響小,蓋層密封性好。

(6)湖北云應(yīng)儲氣庫。為國內(nèi)最淺的鹽穴儲氣庫，在應(yīng)城市東馬坊和郎君鎮(zhèn)內(nèi)，是為西氣東輸二線配套的一座大型儲氣庫，注采站位于應(yīng)城市槐屋灣村附近。共布設(shè)46口井，其中3口為注采井備用井、3口井位備用井，正常注采井40口，預測庫容規(guī)模8.67×108m3，工作氣量規(guī)模5.78×108m3。建設(shè)內(nèi)容：新建1座注采站、4個集配站和39個井場；新建32.2 km集輸管線、104 km輸鹵管線和38 km取水管線；分階段建設(shè)40個鹽腔。作為配套工程將建設(shè)孝感—應(yīng)城的輸氣管線，起點為孝感分輸站，終點為云應(yīng)儲氣庫，全長43 km，依次穿越孝昌縣、云夢縣和應(yīng)城市。礦區(qū)位于江漢盆地東北隅之云應(yīng)凹陷內(nèi)，礦床類型屬古代陸相沉積硫酸鹽—巖鹽礦床，含礦層位為早第三系云應(yīng)群膏鹽組第三段，礦區(qū)內(nèi)共有大小鹽層500層～600層，單層厚度為數(shù)厘米至4.84 m，累計厚度為數(shù)10 m～180 m。石鹽礦層分段密集，與硬石膏巖、鈣芒硝巖互層組成“鹽群”。各鹽群的石鹽層累計厚度一般為1 m～5.5 m，礦體呈薄層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，褶皺、斷裂、裂隙均不發(fā)育；僅局部地段發(fā)育一些正斷層。地層傾角3°～8°。各鹽群的NaCl 平均品位為70%～80%。

(7)河南平頂山儲氣庫。是西氣東輸二線的配套工程，主要用于西氣東輸二線管道的季節(jié)調(diào)峰以及事故應(yīng)急供氣。儲氣庫庫區(qū)位于葉縣馬莊鎮(zhèn)的黃營村附近。儲氣庫與西氣東輸二線的連接管道首站為西氣東輸二線平頂山分輸站，終點為位于庫區(qū)南側(cè)的儲氣庫注采站。計劃在儲氣庫庫區(qū)新鉆35口井，并采用單井單腔的模式進行溶腔處理，建成35個“梨形”鹽腔，單個腔體的有效儲氣空間約為2.3×105m3，建成1.208×109m3有效儲氣量的規(guī)模。配套建設(shè)一座注采站以及連接儲氣庫與西氣東輸二線平頂山分輸站的連接管道，管道全長約20 km，管徑Φ1 016 mm，設(shè)計壓力10 MPa。該礦區(qū)位于河南省平頂山市南部葉縣、舞陽縣平原區(qū)，含鹽層系賦存于舞陽箕狀凹陷內(nèi),為一套中、新生界的碎屑化學巖系。鹽層埋深在1 100 m左右，鹽層地層總厚度300 m～470 m ,可劃分為21個鹽群,60多個單鹽層。鹽層總厚度占鹽系地層總厚度 的60%～70%, 即鹽層總厚度達到180 m～330 m；鹽層單層厚度最大可達22 m。夾層總厚度在30%～40%之間 ,夾層厚度不等，最厚超過5 m。

(8)江蘇師寨地下鹽穴儲氣庫。位于豐縣師寨盆地。2020年底，由濟徐能源有限公司主導進行儲氣庫造腔先導實驗井鉆探。師寨礦區(qū)處于豐(縣)沛(縣)隆起西部近東西向的歡口向斜南部師砦次級凹陷中，該凹陷是一個北深南淺的箕狀斷陷盆地，東西長10.7 km，南北寬6 km，面積64 km2。鹽層賦存于官莊組中段中部(含鹽亞段),有8個鹽組，21個鹽層。其中，汪屯塊段見鹽深度一般為840 m～980 m，含鹽亞段平均厚455.80 m，鹽層呈中厚層或薄層狀，累計鹽層平均厚度227.96 m，單層鹽層厚度最大的為14鹽層，厚21.57 m～36.46 m，平均厚27.01 m，其他鹽層一般厚9 m～11 m。

2.4 處于意向階段的地區(qū)

山西柳林、廣東三水、江西樟樹等地也有建設(shè)儲氣庫的意向，但是由于各種原因，沒有實質(zhì)性推進。

(1)山西柳林。2019-07，山西燃氣集團組建地下鹽穴儲氣庫項目組。2020-07-23，呂梁市柳林縣與山西能源產(chǎn)業(yè)集團簽署地下鹽穴儲氣庫項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。

(2)廣東三水。2019-07，三水盆地鹽穴儲氣庫資料井巖心礦物組分及水溶分析測試項目完成招標，該項目為巖心樣品鹽巖組分實驗和水溶試驗獲得組分數(shù)據(jù)和水溶數(shù)據(jù)，為儲氣庫前期評價及造腔數(shù)值模擬提供科學依據(jù)。

(3)江西樟樹。江西省“十三五”天然氣規(guī)劃明確提出，“依托樟樹鹽穴地質(zhì)條件，規(guī)劃建設(shè)1座地下儲氣庫”。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，天然氣消費量持續(xù)快速增長，利用鹽穴實施天然氣儲備已成為國內(nèi)能源戰(zhàn)略儲備的重點部署方向，我國將迎來鹽穴儲氣庫建設(shè)的高峰期。