油氣藏型儲氣庫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究與構(gòu)建

馬守鋒 韓月卿 范春 孟雷 張梅 幸雨

摘 要：隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人類對天然氣使用需求的日益增加，歐美國家不斷加快儲氣庫建設(shè)力度。近年來，我國亦在加快推動儲氣能力建設(shè)，儲氣庫建設(shè)進入了“黃金發(fā)展時期 ”。本文分析了國內(nèi)外儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，并對油氣藏型儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的必要性進行了充分論證，結(jié)合實際建立了油氣藏型儲氣庫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，提出了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃方向，高標(biāo)準(zhǔn)助力儲氣庫建設(shè)加速駛?cè)搿翱燔嚨馈薄?/p>

關(guān)鍵詞：油氣藏，儲氣庫，標(biāo)準(zhǔn)體系，儲氣能力

隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對天然氣的需求在快速增長。全球10%左右的天然氣用氣量由地下儲氣庫供應(yīng)，西歐國家和俄羅斯分別達到20%、30%。國外儲氣庫建設(shè)起步較早，1915年加拿大利用枯竭氣藏建成世界上第一座地下儲氣庫，1916年美國利用枯竭氣田建立了美國第一座地下儲氣庫。地下儲氣庫具有儲氣量大、安全系數(shù)高、經(jīng)濟效益好、隱蔽性好的優(yōu)點，有利于增強儲氣調(diào)峰及應(yīng)急供氣能力，具有重大的戰(zhàn)略儲備意義。就國際上儲氣庫發(fā)展趨勢看，歐美國家正在不斷加大儲氣庫的建設(shè)力度，增大儲氣量。

我國地下儲氣庫建設(shè)起步較晚，從20世紀(jì)90年代開始儲氣庫在國內(nèi)正式開工建設(shè)和運營[1]，尤其是2010年以來建庫工程全面提速[2]。全球儲氣庫主要包括：枯竭油氣藏儲氣庫、含水層儲氣庫、鹽穴儲氣庫、廢棄礦坑儲氣庫4種類型，其中油氣藏型儲氣庫工作氣量占81%；我國地下儲氣庫主要采用油氣藏和鹽穴建庫，其中油氣藏型儲氣庫工作氣量占90%以上。

1 標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀分析

1.1 國外儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)分析

經(jīng)調(diào)研，歐美地下儲氣庫發(fā)達國家較重視儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，在多年的研究和實踐中，結(jié)合實際情況，制定了地下儲氣庫設(shè)計、建設(shè)和運行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）API（美國石油協(xié)會）發(fā)布了API RP1114-2013《地儲庫的設(shè)計推薦實施規(guī)程》，主要對新建地下儲氣庫的選址、建造、測試和投產(chǎn)、報廢等方面進行了規(guī)范；API RP 1170-2015《鹽穴地下儲氣庫的設(shè)計和運行》，對鹽穴地下儲氣庫存儲天然氣的功能方面提出了建議；API RP 1171-2015《枯竭油氣藏和含水層儲氣庫的功能完整性》，對兩種類型儲氣庫的建設(shè)、維護、運行、風(fēng)險管理和完整性管理程序方面給出了建議。

（2） CSA（加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）發(fā)布了CAN/CSA-Z341《碳?xì)浠衔锏叵聝臁罚譃?個部分：儲層型儲庫、鹽穴儲庫、礦洞儲庫。分別規(guī)定了3種類型儲氣庫的設(shè)計、建造、運行、維護、報廢和安全的最低要求，對井口、采油樹、地面設(shè)備、地下部分、監(jiān)測設(shè)備、控制和緊急停工安全設(shè)備提出了基本要求。

（3） CEN（歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會）發(fā)布了EN1918《天然氣供應(yīng)系統(tǒng)-地下儲氣庫》，作為通用的基本原則，規(guī)定了地下儲氣庫的設(shè)計、建造、測試、運行和維護的基本要求，同時對地面設(shè)備、地下設(shè)備到井口進行了規(guī)范。

經(jīng)分析，國外地下儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)較少，均為推薦做法，優(yōu)點是涉及的范圍全面、原則指導(dǎo)性強，提出了各個階段的原則性要求；缺點是沒有細(xì)致的專業(yè)劃分和缺乏細(xì)化的專項標(biāo)準(zhǔn)[3]。

1.2 國內(nèi)儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)分析

隨著20多年我國儲氣庫業(yè)務(wù)的發(fā)展，已形成完善的儲氣庫選址評價與建庫地質(zhì)設(shè)計、超低壓地層交變載荷工況鉆完井、高壓大規(guī)模儲氣庫地面核心技術(shù)、風(fēng)險評價與控制、層狀鹽巖建庫高效造腔等5大關(guān)鍵核心技術(shù)[4]，儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)化工作逐步規(guī)范化。目前已發(fā)布儲氣庫相關(guān)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20項，主要涉及儲氣庫設(shè)計、安全、注采井修井、選井、評價及運行等，其中適用于兩種及以上類型儲氣庫的標(biāo)準(zhǔn)7項、油氣藏9項（其中油氣藏4項、只適用于氣藏的5項）、鹽穴4項，詳見表1。

近年來，我國不斷完善儲氣庫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，消化和吸收儲氣庫建設(shè)和運營的研究成果及實踐經(jīng)驗，規(guī)范、指導(dǎo)儲氣庫的高質(zhì)量建設(shè)，但在儲氣庫監(jiān)測、評價、運行維護等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不夠健全。

2 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的必要性

目前，我國天然氣行業(yè)處于快速發(fā)展的起步階段，隨著天然氣使用需求的日益增加，儲氣庫作為不可缺少的配套工程，必將呈“井噴式”增長態(tài)勢。由于優(yōu)質(zhì)大型儲氣庫庫址資源缺乏、規(guī)模選址難度大、有些枯竭氣田改建儲氣庫時鉆井難度大、建設(shè)周期長、建設(shè)投資大，同時儲氣庫數(shù)量多，儲集層類型多，如何科學(xué)合理設(shè)計、高效開發(fā)建設(shè)及優(yōu)化運行是擺在我們面前的重要難題。

因此在儲氣庫選址、方案論證、設(shè)計及施工等各個階段，急需系統(tǒng)配套的系列標(biāo)準(zhǔn)作為技術(shù)支撐，便于安全、有效規(guī)范儲氣庫建設(shè)及運維，進一步提高儲氣庫建設(shè)水平，增大儲氣量，滿足儲氣庫業(yè)務(wù)發(fā)展的需要和技術(shù)需求，支撐和引領(lǐng)儲氣庫業(yè)務(wù)科學(xué)、規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展。為此，可通過標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，完善體制機制、突破關(guān)鍵技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)參數(shù)和施工工藝，系統(tǒng)全面地指導(dǎo)儲氣庫的建設(shè)及運維，為打造優(yōu)質(zhì)高效建設(shè)工程，提供良好的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)支撐。

3 油氣藏型儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建

以華北地區(qū)最大的儲氣庫群為例。中原油田地理位置優(yōu)越、周邊管網(wǎng)完善，歷經(jīng)40余年的勘探開發(fā)，部分區(qū)塊進入開發(fā)后期，地下形成了封閉性良好的油氣儲集空間，具備了建設(shè)儲氣庫的條件，華北最大天然氣地下儲氣庫群——中原儲氣庫群規(guī)模增至10座，均為油氣藏型儲氣庫。經(jīng)過儲氣庫的設(shè)計與建設(shè)實踐，形成了一套低滲復(fù)雜斷塊油氣藏型儲氣庫建設(shè)運行技術(shù)體系，在工藝技術(shù)方面，形成了老井處置、新井投產(chǎn)、儲層保護、動態(tài)監(jiān)測等多項成熟技術(shù)。

在充分認(rèn)識儲氣庫建設(shè)和運行維護工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過分析、研究國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，形成一套適合油氣藏型儲氣庫的標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足儲氣庫建設(shè)和高效運行的需要。

3.1 構(gòu)建原則

（1） 重點突出。突出油氣藏型儲氣庫特色，注重與各級標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，貫徹地上地下工程一體化理念，技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，兼具系統(tǒng)性和針對性。

（2）科學(xué)先進。積極采用國際國外先進標(biāo)準(zhǔn)，密切跟蹤儲氣庫建設(shè)和運行維護領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝，增強體系的前瞻性和可操作性。

（3） 實際適用。覆蓋儲氣庫“設(shè)計—注氣—采氣”全過程，體現(xiàn)油氣藏型儲氣庫的技術(shù)優(yōu)勢，統(tǒng)籌規(guī)劃，注重實用，有利于規(guī)范油氣藏型儲氣庫建設(shè)和生產(chǎn)運行管理，提升整體效益。

3.2 建立標(biāo)準(zhǔn)體系

以油氣藏型儲氣庫建設(shè)和運維為核心，圍繞“建設(shè)的整個流程、輸入氣到應(yīng)急供氣”，構(gòu)建覆蓋油氣藏型儲氣庫全生命周期的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，體系結(jié)構(gòu)見圖1。

通過梳理現(xiàn)有相關(guān)的各級標(biāo)準(zhǔn)，分析其適用性、協(xié)調(diào)性及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，采取最佳優(yōu)選和整合的方案，確定納入體系的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化可行性分析

為進一步滿足儲氣庫生產(chǎn)運營和安全管理的需要，發(fā)揮調(diào)峰能力、突破關(guān)鍵技術(shù)、強化科技創(chuàng)新，開展儲氣庫圈閉動態(tài)密封性、儲氣庫高效注采方案等領(lǐng)域的儲氣庫地質(zhì)與工程技術(shù)研究，深化氣頂建庫對油藏開發(fā)影響的認(rèn)識，探尋儲氣庫建設(shè)與油藏開發(fā)兼顧的技術(shù)路線；開展鉆完井工程技術(shù)研究，優(yōu)化鉆完井工藝，優(yōu)選適合的鉆井助劑，探尋高效環(huán)保、配伍性好的鉆井助劑產(chǎn)品體系技術(shù)路線；開展老井利用工程技術(shù)研究，按照井筒內(nèi)外、層間不竄漏的原則，做到老井利用最大化，探尋地上地下工程一體化系統(tǒng)先導(dǎo)技術(shù)體系路線。對其進行標(biāo)準(zhǔn)化可行性分析，分析其先進性、成熟性、適時性，支撐和引領(lǐng)儲氣庫業(yè)務(wù)科學(xué)、規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃項目的提出

通過體系的構(gòu)建，結(jié)合實踐經(jīng)驗，將建設(shè)中的特色技術(shù)、科技成果及管理經(jīng)驗，固化或轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)，形成可復(fù)制、可傳承、適合儲氣庫建設(shè)和運行維護的技術(shù)規(guī)范，并加以實施運用，滿足儲氣庫安全高效運行的需要，規(guī)劃項目見表2。

3.5 體系的構(gòu)成分析

通過對現(xiàn)有各級標(biāo)準(zhǔn)的研究、整合和優(yōu)化，構(gòu)建系統(tǒng)、協(xié)調(diào)、配套、適應(yīng)發(fā)展需要的油氣藏型儲氣庫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。體系中各級標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成見圖2，應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)在門類中所占比重見圖3。

4 結(jié)論及認(rèn)識

儲氣庫建設(shè)、運維與油氣田勘探開發(fā)存在較大差異。隨著油氣藏型儲氣庫規(guī)?；ㄔO(shè)的飛速發(fā)展和推進，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重滯后，不能滿足實際工作的需求。油氣藏型儲氣庫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，為儲氣庫標(biāo)準(zhǔn)化長遠(yuǎn)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)編制提供了技術(shù)依據(jù)。充分挖掘油氣田開發(fā)到中后期的氣藏和枯竭型油氣藏的剩余價值，優(yōu)化工藝參數(shù)、提升新井部署質(zhì)量、優(yōu)化施工方案，提升儲氣能力，通過研究和標(biāo)準(zhǔn)化分析將其固化為標(biāo)準(zhǔn)并加以實施應(yīng)用，引領(lǐng)油氣藏型儲氣庫高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量發(fā)展，對促進儲氣庫安全高效運行、提升調(diào)峰能力具有重要意義。

參考文獻

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