中國地下儲氣庫現(xiàn)狀與發(fā)展展望

1、Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse中國地下儲氣庫現(xiàn)狀與發(fā)展展望一、地下儲氣庫發(fā)展現(xiàn)狀地下儲氣庫是將從天然氣田采出的天然氣重新注入地下可以保存氣體的空間而形成的一種人工氣田或氣藏。地下儲氣庫主要建設(shè)在靠近下游天然氣用戶城市的附近，用途是保障下游用戶的調(diào)峰需要。目前世界上的主要天然氣地下儲氣庫類型包括四種：即枯竭油氣藏儲氣庫、含水層儲氣庫、鹽穴儲氣庫和廢棄礦坑儲氣庫。利用地下儲氣庫進行調(diào)峰比建設(shè)地面球罐等方式進行調(diào)峰具有以下優(yōu)點：一是儲存量大，機動性強，調(diào)峰范圍廣；二是經(jīng)濟合理，雖然一次性投資大，但經(jīng)久耐用，使用年限長；

2、第三是安全系數(shù)大，其安全性要遠遠高于地面設(shè)施。地下儲氣庫的歷史可以上溯到上個世紀初，到目前為止，全世界約有地下儲氣庫634座，可以進行調(diào)峰的氣量約3100億立方米，分屬不同國家的110多個公司。其中既有儲氣量超千億立方米的天然氣上下游一體化的大型跨國公司，也有僅經(jīng)營單純12個地下儲氣庫的小公司。由于地下儲氣庫在調(diào)峰和保障供氣安全上具有不可替代的作用，地下儲氣庫的建設(shè)受到許多國家的重視，天然氣生產(chǎn)和消費大國都把地下儲氣庫的建設(shè)作為整個天然氣上下游一體化利用的一個重要組成部分進行總體規(guī)劃，歐美國家在不斷加大儲氣庫的建設(shè)力度，增大儲氣量，除了常規(guī)的調(diào)峰應(yīng)急外，已經(jīng)開始研究建立天然氣的戰(zhàn)略儲備。美國已

3、經(jīng)就長輸管網(wǎng)地下儲氣庫建立相關(guān)的法律加以約束，歐洲國家也有立法的趨勢。在儲氣庫的建設(shè)和運行管理上一般采用4種方式：第一種方式是由天然氣供應(yīng)商承建和管理地下儲氣庫；第二種方式是由城市燃氣分銷商建設(shè)和管理地下儲氣庫；第三種方式是由獨立的第三方以盈利為目的建設(shè)和管理地下儲氣庫；第四鐘方式是由多方合資建設(shè)地下儲氣庫。其中主要的方式是前兩種，第三種是作為對前兩種的補充。二、地下儲氣庫技術(shù)發(fā)展趨勢（1）儲氣庫技術(shù)經(jīng)過50多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了比較完善的建庫技術(shù)體系。包括利用廢棄油氣藏改建地下儲氣庫建庫評價設(shè)計與運行技術(shù)體系、含水層建庫評價、設(shè)計技術(shù)體系和鹽穴儲氣庫建庫評價設(shè)計技術(shù)體系。（2）儲氣庫技術(shù)隨著

4、油氣田開采技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，將油氣開發(fā)的最前沿技術(shù)應(yīng)用于儲氣庫的建設(shè)。包括將地震、測井等多種勘探評價技術(shù)用于氣庫的勘探，將地質(zhì)建模等精細地質(zhì)描述技術(shù)用于儲氣庫的地質(zhì)評價，將實驗分析與數(shù)值模擬等油藏工程分析技術(shù)用于儲氣庫的設(shè)計，水平井、分枝井開采技術(shù)等鉆完井工程技術(shù)用于儲氣庫的開采，將聲納技術(shù)用于鹽穴溶腔形成預(yù)測等。（3）隨著儲氣庫技術(shù)的不斷發(fā)展完善。儲氣庫建庫技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)以下幾個趨勢。1）趨勢之一是加強氣庫的上下游協(xié)調(diào)優(yōu)化，提高儲氣庫的協(xié)調(diào)能力。在儲氣庫建庫運行期間特別強調(diào)儲氣庫的協(xié)調(diào)運行，包括地面地下一體化管理、氣庫與管網(wǎng)的一體化管理、氣庫與市場用戶一體化管理等。2）趨勢之二是加強地下儲氣庫

5、優(yōu)化管理，提高儲氣庫的利用效率。主要包括加大氣庫運行壓力范圍，提高儲氣庫運行效率；優(yōu)化注采井網(wǎng)與注采量，減少水侵對氣庫運行的影響；利用焊接注采管柱，提高儲氣庫安全性；提高最大注采速度，加快氣庫周轉(zhuǎn)；廣泛采用新型壓縮機、脫水方式；實現(xiàn)儲氣庫的在線監(jiān)控及遠程遙控等3）趨勢之三是在油藏和含水層儲氣庫領(lǐng)域進行實驗和摸索。包括將儲氣庫建設(shè)與提高原油采收率相結(jié)合的建庫技術(shù)、大幅度提高單井產(chǎn)能的鉆完井技術(shù)、減少墊氣量的墊氣混相技術(shù)、低幅度水平層建庫技術(shù)、儲氣庫泄漏監(jiān)測與泡沫堵漏技術(shù)和鹽穴儲氣庫氣囊應(yīng)用技術(shù)等。4）趨勢之四是鹽穴儲氣庫建庫技術(shù)將得到進一步發(fā)展。由于利用鹽丘建設(shè)儲氣庫技術(shù)已經(jīng)成熟，鹽丘建腔將向百

6、萬立方米以上大型化溶腔方向發(fā)展；鹽層儲氣庫技術(shù)已經(jīng)得到快速發(fā)展，但還有很大的發(fā)展空間。從厚鹽層（500m）以上建庫將逐步向200m甚至以下的薄鹽層方向發(fā)展；適應(yīng)薄鹽層建庫的系列造腔技術(shù)、穩(wěn)定評價技術(shù)、泄漏控制與監(jiān)測技術(shù)將會得到繼續(xù)發(fā)展。三、中國地下儲氣庫建設(shè)中國的地下儲氣庫起步較晚，20世紀70年代在大慶油田曾經(jīng)進行過利用氣藏建設(shè)氣庫的嘗試，真正開始研究地下儲氣庫是在20世紀90年代初，隨著陜甘寧大氣田的發(fā)現(xiàn)和陜京天然氣輸氣管線的建設(shè)，才開始研究建設(shè)地下儲氣庫以確保北京、天津兩大城市的安全供氣。到目前為止，為保證北京和天津兩大城市的調(diào)峰供氣，在天津市附近的大港油田利用枯竭凝析氣藏建成了3個地下

7、儲氣庫，即大張坨地下儲氣庫、板876地下儲氣庫和板中北儲氣庫。這3個儲氣庫總的調(diào)峰氣量為20億立方米左右。為保證“西氣東輸”管線沿線和下游長江三角洲地區(qū)用戶的正常用氣，現(xiàn)正著手在長江三角洲地區(qū)內(nèi)的江蘇金壇鹽礦和江蘇劉莊氣田建設(shè)地下儲氣庫，2個儲氣庫設(shè)計總工作氣量將達到20億立方米。此外，為保證忠縣武漢天然氣輸氣管線的安全平穩(wěn)供氣，正準備建設(shè)忠武線配套地下儲氣庫。在華北地區(qū)，為確保京津地區(qū)的安全穩(wěn)定供氣，相繼將在大港板橋凝析氣田中德板中南構(gòu)造、華北油田的京58氣頂油藏和文23凝析氣藏等開展儲氣庫建設(shè)。四、中國地下儲氣庫技術(shù)發(fā)展水平中國天然氣地下儲氣庫技術(shù)經(jīng)過幾年的發(fā)展，取得很大進步，可概括為以下

8、幾點。（1）氣藏改建地下儲氣庫技術(shù)基本成熟。在選址評價方面，中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院牽頭與華北油田、大港油田等單位聯(lián)合，自1992開始進行儲氣庫庫址評價，完成了目前主要3座儲氣庫評價，實踐證明現(xiàn)有儲氣庫庫址選擇的合理性。在設(shè)計與實施方面，國內(nèi)三座儲氣庫的設(shè)計基本達到預(yù)期的設(shè)計指標。在工程建設(shè)方面，目前有3座地下儲氣庫建設(shè)順利完成，建庫過程中各種工程技術(shù)得到了應(yīng)用，并形成了部分特色技術(shù)。因此，我國氣藏改建地下儲氣庫技術(shù)已基本成熟，但在儲氣庫監(jiān)測、氣庫安全管理等方面還存在不足。（2）枯竭油藏改建地下儲氣庫技術(shù)正在摸索之中，技術(shù)發(fā)展亟待完善。國內(nèi)于2001年首先開始系統(tǒng)研究油藏改建地下儲氣庫建

9、庫技術(shù)，取得了部分成果認識。針對陜京輸氣管線、忠武線的油藏目標改建地下儲氣庫進行了一系列基礎(chǔ)研究，在注排機理、滲流機理、建庫方式、建庫周期、井網(wǎng)部署、方案設(shè)計等方面取得了突破。（3）鹽穴儲氣庫的研究取得了長足的進步，開啟了中國利用深部洞穴實施能源儲存的先河。利用鹽穴建設(shè)地下儲氣庫的研究始于1998年，經(jīng)過5年多的努力，完成了在金壇、定遠建設(shè)鹽穴地下儲氣庫的可行性研究。在地址選區(qū)、區(qū)塊評價、溶腔設(shè)計、造腔控制、穩(wěn)定性分析、注采方案設(shè)計、鉆完井工藝等多方面取得了一批研究成果和技術(shù)手段。金壇儲氣庫老腔利用工程已經(jīng)開工實施，金壇儲氣庫的實施，將會為中國利用鹽穴進行油氣儲備奠定技術(shù)基礎(chǔ)。（4）水層儲氣庫

10、的研究剛開始起步，研究急需深入。水層建設(shè)儲氣庫近幾年有不少專家進行了理論探討，目前正在開展基礎(chǔ)性研究，具體水層目標也在篩選之中。（5）專業(yè)隊伍正在形成。在不同類型儲氣庫研究的同時，逐步形成了一批專業(yè)研究隊伍，并與國外開展了不同層次的技術(shù)合作，加速了中國地下儲氣庫技術(shù)的發(fā)展。五、中國地下儲氣庫建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)中國今后一個時期地下儲氣庫建設(shè)任務(wù)艱巨，主要表現(xiàn)在建庫技術(shù)的不完善和建庫目標資源的缺乏與市場需求之間的矛盾。這種矛盾給中國地下儲氣庫建設(shè)帶來以下挑戰(zhàn)。（1）中國東部地質(zhì)條件復(fù)雜，利用油氣田改建地下儲氣庫的難度大，如何針對中國東部復(fù)雜斷塊油氣藏改建地下儲氣庫是面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)之一。這一挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)

11、在中國東部南部地區(qū)建庫地質(zhì)目標資源的匱乏。中國東部地區(qū)是天然氣主要消費區(qū)，但中國東部斷陷盆地形成復(fù)雜破碎的斷塊構(gòu)造加上儲層復(fù)雜多變的陸相河流相沉積，使淺層難以尋找到合適的構(gòu)造，加上中國東部氣藏少，沒有足夠的氣田用于建庫，而利用復(fù)雜儲層油藏改建儲氣庫的經(jīng)驗尚不成熟。因此建庫存在較大的難度。（2）中國南方中小型盆地儲蓋組合的復(fù)雜，使水層儲氣庫建設(shè)面臨很大的困難，低幅度小構(gòu)造的水層建庫技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在南方中小型盆地缺乏完整的含水層構(gòu)造，非含油氣構(gòu)造儲蓋組合不完整，儲層條件差，不適合建庫；油氣勘探中對水層構(gòu)造研究不深入，給水層構(gòu)造的研究帶來許多的困難，增加了勘探的難度，延長建庫周期。（3）中國

12、鹽層資源豐富但建庫條件不理想，鹽層總厚度大，但單層厚度小，可共集中開采的厚度一般不到300m，而在可集中開采的層段卻含有大量的夾層，鹽層品位50%80%。這類鹽層建庫中腔體的密封性、穩(wěn)定性方面存在著一定風(fēng)險。六、發(fā)展展望(1)中國的天然氣正處在大發(fā)展階段，巨大的國內(nèi)天然氣市場需求將大大推動天然氣管道及配套儲氣庫的發(fā)展。預(yù)測2015年中國天然氣的需求量將超過1200億立方米，2020年天然氣消費量將達到1600萬方。按目前天然氣儲氣庫工作氣量約占世界總天然消費量20%計算，到2015年，按中國天然氣消費量達到1200萬方計算，中國在未來的10年內(nèi)，將需要建設(shè)工作氣量240萬方的地下儲氣庫，根據(jù)中

13、國的具體地質(zhì)條件，預(yù)計將需要建設(shè)地下儲氣1520座。到2020年，儲氣庫的工作氣量將達到320億立方米，需要建設(shè)的地下儲氣庫將達到30座以上。(2)根據(jù)中國天然氣資源與市場的匹配及未來積極利用海外天然氣的戰(zhàn)略部署，中國將可能形成四大區(qū)域性聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)的儲氣庫群：東北儲氣庫群、長江中下游儲氣庫群、華北儲氣庫群、珠江三角洲LNG地下儲氣庫群。(3)中國儲氣庫發(fā)展和完善，將會給中國能源地下儲存帶來革命性的變化，天然氣儲氣庫將從調(diào)峰型向戰(zhàn)略儲備型延伸及發(fā)展，天然氣儲備技術(shù)的發(fā)展將帶動石油及液態(tài)烴類能源地下儲備庫的建設(shè)。(4)隨著中國天然氣工業(yè)的發(fā)展和對能源需求的日益增長，油氣消費安全將直接影響中國經(jīng)濟的發(fā)展，油氣地下儲備將在中國的油氣消費領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。儲備需求將會極大推動建庫技術(shù)的發(fā)展，而建庫技術(shù)的發(fā)展反過來又會促進中國油氣地下儲備庫的建設(shè)。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Forper