天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)課件

1、天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)專題講座2021/6/10天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)專題講座2021/6/10提綱1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述2 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的選型及庫(kù)址的選擇3 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定4 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬 5 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)6 地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面工藝技術(shù)7 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)仿真及優(yōu)化運(yùn)行8 相關(guān)建議2021/6/102提綱1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述2021/6/102天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第一章地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述2021/6/10天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第一章2021/6/10第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究的意義 在天然氣工業(yè)體系中，天然氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施是聯(lián)

2、系天然氣生產(chǎn)與使用的紐帶，是將開(kāi)采出來(lái)并經(jīng)凈化處理達(dá)標(biāo)的合格天然氣提交給用戶的不可或缺的中間環(huán)節(jié)。 在天然氣供應(yīng)與消費(fèi)之間，一直存在著可靠、安全、平穩(wěn)、連續(xù)供氣與消費(fèi)需求量季節(jié)、晝夜、小時(shí)不均衡性的固有矛盾。解決這一矛盾的主要措施是實(shí)行天然氣儲(chǔ)備。2021/6/104第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究的意義 地下儲(chǔ)氣庫(kù)容量大，儲(chǔ)氣壓力高，儲(chǔ)氣成本低，是當(dāng)今世界天然氣的主要儲(chǔ)存方式。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，是季節(jié)安全調(diào)峰，確保連續(xù)平穩(wěn)供氣的重要工程。 隨著我國(guó)天然氣產(chǎn)量的進(jìn)一步增

3、加以及其在工業(yè)和日常生活中的日趨普遍，完善天然氣管網(wǎng)、建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)成為發(fā)展我國(guó)天然氣工業(yè)的緊迫課題。對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)進(jìn)行研究正是基于此背景提出來(lái)的。2021/6/105第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究的意義 我國(guó)上世紀(jì)90年代開(kāi)始了大規(guī)模的天然氣管網(wǎng)建設(shè)工程：陜京線的貫通、西氣東輸管道工程的實(shí)施，中原地區(qū)天然氣管網(wǎng)以及陜京二線的規(guī)劃建設(shè)將對(duì)我國(guó)天然氣管網(wǎng)及消費(fèi)布局產(chǎn)生重大影響。為了解決我國(guó)華東地區(qū)、中原地區(qū)以及北京市天然氣供需之間的矛盾，這些管網(wǎng)工程都配套規(guī)劃了天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)工程。因此，對(duì)地下儲(chǔ)氣

4、庫(kù)技術(shù)進(jìn)行研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。2021/6/106第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.1 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.2 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的作用 調(diào)節(jié)供氣不均勻性的最有效手段；show 提高供氣的可靠性和連續(xù)性； 提高管線利用系數(shù)和輸氣效率，降低輸氣成本和輸氣系統(tǒng)的投資費(fèi)用； 能為國(guó)家和石油公司提供原料和燃料的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。 在新的石油和凝析油開(kāi)采區(qū)，能保存暫時(shí)不可利用的石油氣；對(duì)老采油區(qū)，有助于提高原油采收率。2021/6/107第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.2 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.3 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的類型儲(chǔ)氣庫(kù)主要有以

5、下幾類： 枯竭油氣藏型（Depleted Reservoirs） 地下含水層型（Aquifers） 鹽穴型（Salt Caverns） 煤礦礦井型（Mines） 溶洞型（Hard-Rock Caverns）2021/6/108第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.3 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述Figure 3Types of Underground Storage2021/6/109第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述Figure 3Type第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述Figure 4Development of a Salt Cavern for Natural Gas

6、 Storage 2021/6/1010第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述Figure 4Deve第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.4 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀 自1915年加拿大利用枯竭氣藏建成世界上第一個(gè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)以來(lái)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)經(jīng)歷了近90年的發(fā)展歷程。目前全世界地下儲(chǔ)氣庫(kù)的總?cè)萘恳呀?jīng)超過(guò)5.01011m3。美國(guó)、歐洲及前蘇聯(lián)等國(guó)家建設(shè)了大量的地下儲(chǔ)氣庫(kù)。單美國(guó)從上世紀(jì)90年代到現(xiàn)在就新建了近50坐地下儲(chǔ)氣庫(kù)，使得其儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容總量達(dá)到了2.51011m3的規(guī)模。地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存的天然氣滿足了美國(guó)全年天然氣總需求量的1/3。2021/6/1011第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.4 天

7、然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.4 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界水平，目前建成的只有兩座：大慶喇嘛甸油田地下儲(chǔ)氣庫(kù)和大張坨地下儲(chǔ)氣庫(kù)。大慶喇嘛甸油田地下儲(chǔ)氣庫(kù)的主要作用是平衡大慶油田內(nèi)部用氣的季節(jié)不均衡性，天津大張坨地下儲(chǔ)氣庫(kù)與陜京輸氣管道相連，以平衡北京市季節(jié)性用氣不均衡性和保障安全平穩(wěn)供氣為主要目的。 我國(guó)目前正在規(guī)劃的儲(chǔ)氣庫(kù)包括西氣東輸配套工程金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)、中石化中原地區(qū)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)、大張坨三期工程。2021/6/1012第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.4 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)

8、氣庫(kù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 一個(gè)工程的好壞關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)。對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)一類的大型工程，優(yōu)化的思想必須貫穿于項(xiàng)目實(shí)施的整個(gè)過(guò)程。采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法不僅可以使地下儲(chǔ)氣庫(kù)更好的滿足建設(shè)要求，而且也可以有效降低工程投資及運(yùn)行管理費(fèi)用。 地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)涉及地質(zhì)、氣藏工程、采氣、天然氣集輸與凈化、天然氣管道輸送和城市配氣方面的相關(guān)理論知識(shí)，而地下儲(chǔ)氣庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及模擬技術(shù)是地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)的核心。在國(guó)外，優(yōu)化及數(shù)值模擬技術(shù)已經(jīng)成為地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)必不可少的手段。2021/6/1013第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 20世紀(jì)70年

9、代，國(guó)外開(kāi)始應(yīng)用數(shù)值模擬來(lái)研究地下儲(chǔ)氣庫(kù)從建造到注采動(dòng)態(tài)運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程，美國(guó)、德國(guó)、丹麥、意大利等國(guó)家根據(jù)不同類型儲(chǔ)氣庫(kù)和不同流動(dòng)過(guò)程、地質(zhì)地層以及氣體種類的差異性，提出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，為儲(chǔ)氣庫(kù)的實(shí)際運(yùn)行提供了理論依據(jù)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效地控制地下儲(chǔ)氣庫(kù)的目的。2021/6/1014第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 儲(chǔ)氣庫(kù)模擬基本數(shù)學(xué)模型 三維氣流模型 定容無(wú)水驅(qū)封閉型枯竭氣藏。 三維氣水置換模型 帶水驅(qū)的枯竭氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)、地下含水層儲(chǔ)氣庫(kù)。 三維氣體混合模型 考慮了氣體的滲流、注入氣與墊底氣之間的混合、

10、對(duì)流和擴(kuò)散等問(wèn)題。 二維氣油混合模型 枯竭油藏型，考慮氣油兩相流動(dòng)和相互傳質(zhì)問(wèn)題2021/6/1015第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 國(guó)外目前數(shù)值模擬已經(jīng)成為指導(dǎo)各種類型儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行的重要手段，而且正逐步與經(jīng)濟(jì)分析模型和地質(zhì)力學(xué)模型相結(jié)合，通過(guò)數(shù)值模擬，可以達(dá)到在不增加儲(chǔ)氣費(fèi)用的情況下，提高儲(chǔ)氣庫(kù)的儲(chǔ)存能力及注采應(yīng)變能力，建立儲(chǔ)氣庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行模型，從而帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。2021/6/1016第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣

11、庫(kù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 大慶喇嘛甸油田地下儲(chǔ)氣庫(kù)從1975投產(chǎn)到90年只采不注，因此沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化及數(shù)值模擬方面的研究。 “八五”期間，華北油田對(duì)北京地區(qū)建設(shè)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的可行性進(jìn)行了研究，“九五”期間又承擔(dān)了總公司重點(diǎn)科技工程項(xiàng)目“天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采技術(shù)研究”。研究成果對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)工程的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。大張坨地下儲(chǔ)氣庫(kù)為了保證凝析液的采收率、估計(jì)油環(huán)和邊水以及凝析液對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)的影響，采用了凝析氣藏?cái)?shù)值模擬模型進(jìn)行了模擬。2021/6/1017第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.5 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.6 存在的問(wèn)題未形成完整的理論方法體系，沒(méi)有制定相關(guān)的國(guó)家和

12、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)科技人員對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)的研究目前還處在對(duì)國(guó)外資料的消化吸收的層面。在儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)值模擬及管網(wǎng)仿真方面做了一些研究，對(duì)根據(jù)下游用戶工況來(lái)確定儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容特別是對(duì)多個(gè)城市和大區(qū)域供氣系統(tǒng)調(diào)峰儲(chǔ)氣量如何計(jì)算沒(méi)有具體的方法可循，優(yōu)化運(yùn)行方面有一些研究但沒(méi)有得到具體的論證。沒(méi)有一本完整介紹地下儲(chǔ)氣庫(kù)綜合技術(shù)的資料，沒(méi)有形成完整的理論方法體系，沒(méi)有制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)顯得比較無(wú)序。 2021/6/1018第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.6 存在的問(wèn)題2021第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.6 存在的問(wèn)題經(jīng)濟(jì)及綜合分析問(wèn)題 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的論證主要還是在技術(shù)上可行的層面上，提出幾種方案中部分方案

13、由于在技術(shù)上不可行就否定掉了。剩下的方案經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)論證就確定了最后的方案。這種做法有可能會(huì)遺漏最優(yōu)的方案。另外，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的影響因素很多，應(yīng)該權(quán)衡各方面的因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 2021/6/1019第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.6 存在的問(wèn)題2021第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.6 存在的問(wèn)題地面工程對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的影響問(wèn)題 一般氣田的開(kāi)發(fā)中，輸氣系統(tǒng)的建設(shè)服從于氣田開(kāi)發(fā)方案的要求和限制，而地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)作為天然氣輸配系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，其建設(shè)應(yīng)服從于輸配系統(tǒng)建設(shè)的要求，其工作特性受到輸配系統(tǒng)工況的影響，其也反過(guò)來(lái)影響輸配系統(tǒng)的工況。儲(chǔ)氣庫(kù)的模擬和優(yōu)化應(yīng)該充分考慮這種影響。因此，應(yīng)當(dāng)

14、將儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)和輸氣干線系統(tǒng)看成一個(gè)整體加以分析。 2021/6/1020第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.6 存在的問(wèn)題2021第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)1）用惰性氣體代替天然氣作儲(chǔ)氣庫(kù)的墊層氣 地下儲(chǔ)氣庫(kù)總?cè)萘恐邪üぷ鳉猓ɑ顒?dòng)氣）和墊層氣（殘余氣）兩部分。墊層氣的主要作用是使儲(chǔ)氣庫(kù)在一次抽氣末期保持一定的壓力、提高氣井產(chǎn)量、抑制地層水流動(dòng)等。墊層氣在儲(chǔ)氣庫(kù)中是不能抽出的氣體。迄今為止在建庫(kù)時(shí)都采用注入天然氣作墊層氣，這不僅大大增加了地下儲(chǔ)氣庫(kù)的初期投資，還沉積了大量的“死資金”。以美國(guó)為例，1987年美國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)中總墊層氣量達(dá)1080億m3。按天然氣礦場(chǎng)平均每$6

15、0/1000m3，當(dāng)年墊層氣長(zhǎng)期沉積的資金達(dá)64億美元。2021/6/1021第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)1）用惰性氣體代替天然氣作儲(chǔ)氣庫(kù)的墊層氣 因此，美國(guó)、前蘇聯(lián)等一些地下儲(chǔ)氣庫(kù)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，就如何減少儲(chǔ)氣庫(kù)中的墊層氣量、采用惰性氣體、氮?dú)?、二氧化碳或壓氣機(jī)組廢氣等代替天然氣作儲(chǔ)氣庫(kù)墊層氣，開(kāi)展了廣泛而大量的研究工作，并取得了可喜的成績(jī)。 減少地下儲(chǔ)氣庫(kù)中墊層氣量，增大工作氣量，用惰性氣體作墊層氣，已成為降低地下儲(chǔ)氣庫(kù)投資和運(yùn)行費(fèi)用的最主要的發(fā)展方向。2021/6/1022第一章 天然氣地

16、下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2）實(shí)現(xiàn)地下儲(chǔ)氣庫(kù)工藝設(shè)計(jì)統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化 僅管地下儲(chǔ)氣庫(kù)按地質(zhì)對(duì)象分為衰竭油氣藏型、含水層型和鹽穴型幾種類型，且它們的地質(zhì)物理參數(shù)各不相同，但在儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)方面它們?nèi)跃哂幸恍┕餐奶匦?。如為了制訂建?kù)方案，都必須掌握如下一些原始資料：儲(chǔ)氣庫(kù)的礦藏類型，生產(chǎn)井和注氣井的數(shù)量和產(chǎn)量、晝夜抽氣量和注氣量、抽出氣體溫度和壓力、注氣壓力、儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)層（儲(chǔ)層）數(shù)、采出氣休組分（凝析液和水分含量）等。它們都以某種方式影響技術(shù)方案的確定。對(duì)各種地下儲(chǔ)氣庫(kù)而言，天然氣采集、分配和處理工藝設(shè)計(jì)上的區(qū)別并不在原理上，而在具體構(gòu)成

17、和設(shè)備上。這就為地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)從工藝流程設(shè)計(jì)到設(shè)備選擇實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化提供了可能性。2021/6/1023第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2）實(shí)現(xiàn)地下儲(chǔ)氣庫(kù)工藝設(shè)計(jì)統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化 前蘇聯(lián)在這方面得了大量的研究成果，先后為地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面站的配氣、氣體收集與處理、氣井產(chǎn)品計(jì)量、氣體干燥、低溫分離等開(kāi)發(fā)出了標(biāo)準(zhǔn)化的工藝流程，并各自組成一個(gè)獨(dú)立的模塊，從而使儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)從個(gè)別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)上來(lái)，使設(shè)備由單個(gè)制造轉(zhuǎn)為成批生產(chǎn)，最大限度地采用早先為氣田建設(shè)新開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方寨和工廠整體組裝式設(shè)備。實(shí)現(xiàn)地下儲(chǔ)氣庫(kù)工藝

18、設(shè)計(jì)的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，可最大限度地減少設(shè)計(jì)部門之間的協(xié)調(diào)工作，簡(jiǎn)化一系列的工藝計(jì)算。這是加快建庫(kù)速度，縮短建庫(kù)周朔，提高建庫(kù)質(zhì)量的重要措施之一。2021/6/1024第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)3）建設(shè)生產(chǎn)效率高、可靠性好的氣井 建設(shè)高氣密性氣井的施工工藝是提高地下儲(chǔ)氣庫(kù)生產(chǎn)能力的重要條件。目前圍繞這一間題的研究課題有：采用由膨脹水泥制作的不縮水套管柱和生產(chǎn)套管；采用氣密性好的管予和合理的氣井結(jié)構(gòu)；研究既能鉆開(kāi)儲(chǔ)層又能避免井底地帶泥漿污染的新的鉆井工藝；改進(jìn)井底施工工藝，采用不含粘土溶液擴(kuò)大井底附近地帶；研究向儲(chǔ)氣庫(kù)

19、下部地層夾層注氣的技術(shù)工藝，防止氣體滲漏到圈閉層外，增大工作氣體積等。2021/6/1025第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)4）研制開(kāi)發(fā)新的工藝和設(shè)備 長(zhǎng)期以來(lái)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面氣體處理方法與氣田氣體處理方法沒(méi)有什么區(qū)別?？墒堑叵聝?chǔ)氣庫(kù)的采氣制度是不固定的，其工藝指標(biāo)晝夜間會(huì)發(fā)生很大變化，由人工進(jìn)行調(diào)整使其優(yōu)化是不可能的。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，防止在內(nèi)部和外部指標(biāo)發(fā)生變化時(shí)氣體采集和處理系統(tǒng)出現(xiàn)臨界操作條件，需研究開(kāi)發(fā)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)。如：研制出口壓力波動(dòng)范圍大的新式壓縮機(jī)組；氣并成組連接情況下的輸入管帶模塊；氣流方向調(diào)

20、節(jié)模塊；壓力和處理量波動(dòng)范圍較大的初級(jí)分離裝置；在小流量條件下的再生裝置等。2021/6/1026第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)方面的科技進(jìn)步還有：采用模塊化施工技術(shù)，加快施工進(jìn)度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在氣田建設(shè)時(shí)研制成功的大量施工模塊，其中一部分無(wú)需進(jìn)行大的修改，就可用于地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。研究各種地下儲(chǔ)氣庫(kù)生產(chǎn)過(guò)程集約化的理論基礎(chǔ)，通過(guò)技技術(shù)裝置改造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程集約化，改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)的發(fā)展主要是在消化吸收國(guó)外先進(jìn)資料的同時(shí)，總結(jié)我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，盡快制定我國(guó)的儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)

21、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2021/6/1027第一章 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)概述1.7 發(fā)展趨勢(shì)2021/天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第二章地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2021/6/10天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第二章2021/6/10第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的選型2.1.1枯竭氣藏型 將枯竭廢棄的氣藏轉(zhuǎn)為夏注冬采的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，這是在各種地下巖層類型中建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)的最好選擇，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：1）有蓋層、底層、無(wú)水驅(qū)或弱水驅(qū)，具備良好的封閉條件，密閉性好，儲(chǔ)氣不易散溢漏失，安全可靠性高。 2）有較多現(xiàn)成采氣井可供選擇利用。作為注采氣井，有完整配套的天然氣地面集輸、水、電、礦建等系統(tǒng)工程設(shè)施可供選擇

22、，建庫(kù)周期短，試注、試采運(yùn)行把握性大，工程風(fēng)險(xiǎn)小，有完整成套的成熟采氣工藝技術(shù)。3）不需或僅需少量的墊底氣，一般調(diào)峰工作氣量為注氣量的7090，注入氣利用率高。 2021/6/1029第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的選型第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.2枯竭油藏型 利用枯竭油藏或油藏氣頂建造儲(chǔ)氣庫(kù)，雖具備了枯竭氣藏型的部分優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也較為突出，首先需把部分油井改造成天然氣注采井，原油集輸系統(tǒng)也要改為天然氣集輸系統(tǒng)；其次隨同采氣必然會(huì)攜帶出部分輕質(zhì)油，因此需新建配套輕質(zhì)油脫除及回收系統(tǒng)，而且建造周期長(zhǎng)，需試注、試采運(yùn)行，檢驗(yàn)、考核費(fèi)用較高。 盡管存在上述缺點(diǎn)，在

23、無(wú)枯竭氣田的情況下，枯竭油藏仍不失為建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)的良好選擇。 2021/6/1030第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.2枯竭油藏型20第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.3地下含水層型 在大型工業(yè)中心和大城市附近，并非都有適于建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的枯竭油氣田。在這種情況下，最有利的建庫(kù)條件便首推在含水層中建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)。在含水層中建庫(kù)的方法是，將巖層孔隙中的水排走，并在非滲透性的含水層蓋層下直接形成儲(chǔ)氣場(chǎng)所。在水層邊部利用老井，或新打若干口監(jiān)測(cè)井定期測(cè)井、探測(cè)氣水界面的變化，分析天然氣驅(qū)水移動(dòng)狀況，以便確定含水層氣庫(kù)邊界范圍及天然氣在水層漏失量、氣庫(kù)運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀況。 2021/6

24、/1031第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.3地下含水層型2第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.3地下含水層型 適合做儲(chǔ)氣庫(kù)的地下含水層應(yīng)具備以下條件：1）地質(zhì)構(gòu)造是穹隆型隆起或背斜構(gòu)造，有完整封閉的地下含水層構(gòu)造，無(wú)斷層。含水巖層有一定孔隙度、滲透率，可作為儲(chǔ)氣的容積空間，越大越好。2）含水巖層上下有良好的蓋層及底層，密封性好，注氣后不會(huì)發(fā)生漏失、散溢。通常氣庫(kù)的漏失率要控制在3%以內(nèi)。 3）含水巖層埋藏有一定深度，能承受一定的注氣能力，與城市生活用水等水源不相互連通。 2021/6/1032第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.3地下含水層型2第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址

25、的選擇2.1.3地下含水層型 利用含水層建造儲(chǔ)氣庫(kù)存在的不利因素是，勘察、研究選庫(kù)工作難度大，工作量大，時(shí)間長(zhǎng)，需鉆一定數(shù)量的注采井、觀察井；需建設(shè)完整的配套工程，投資運(yùn)行費(fèi)用高；氣庫(kù)需要一定的墊底氣，墊底氣量一般是氣庫(kù)儲(chǔ)氣量的3565（一般取50%）；儲(chǔ)氣量、調(diào)峰能力較枯竭油氣藏小。 2021/6/1033第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.3地下含水層型2第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.4鹽穴型 對(duì)于周圍缺乏多孔結(jié)構(gòu)地下構(gòu)造層的城市，特別是在具有巨大的巖鹽礦床地質(zhì)構(gòu)造的地區(qū)，將天然氣儲(chǔ)存在地下含鹽巖層內(nèi)，在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)提供高容量的儲(chǔ)備，也是目前各國(guó)普遍采用的方法。鹽穴天然氣儲(chǔ)

26、氣庫(kù)的建造分為兩種，一是將廢棄的采鹽鹽穴改建為天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)；二是新建鹽穴儲(chǔ)庫(kù)。 2021/6/1034第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.4鹽穴型2021第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.4鹽穴型 鹽穴儲(chǔ)庫(kù)的特點(diǎn)是，單個(gè)巖鹽空間容積大，最大可達(dá)500104m3以上，儲(chǔ)氣量可達(dá)1108m3，開(kāi)井采氣量大，調(diào)速快，調(diào)峰能力強(qiáng)，儲(chǔ)氣無(wú)泄漏。與其它地下儲(chǔ)存方式相比，雖然建庫(kù)的投資成本較高，天然氣有效容積相對(duì)較小，但產(chǎn)氣能力相對(duì)較高，注氣時(shí)間短，墊層氣用量少。我國(guó)為解決長(zhǎng)江三角洲和上海城市用氣較為集中的問(wèn)題，作為西氣東輸管道季節(jié)性調(diào)峰的大型地下儲(chǔ)氣庫(kù)擬建在金壇市。屆時(shí)，金壇鹽礦將成為我

27、國(guó)第一個(gè)利用鹽礦建立的鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)。 2021/6/1035第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.4鹽穴型2021第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.4煤礦礦井型 利用采過(guò)煤的廢棄地下礦井及巷道容積，經(jīng)過(guò)改造修復(fù)后作為地下儲(chǔ)氣庫(kù)。優(yōu)點(diǎn)是廢物利用，建庫(kù)費(fèi)用?。蝗秉c(diǎn)是通常礦井有裂縫發(fā)育，密封性差，高壓注入天然氣易漏失，易導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生，安全性差。因此需做較長(zhǎng)時(shí)間的試注、觀察和監(jiān)測(cè)，建庫(kù)周期長(zhǎng)，經(jīng)營(yíng)運(yùn)行成本高。 2021/6/1036第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.1.4煤礦礦井型20第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.2 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址的選擇 地下儲(chǔ)氣庫(kù)是最為理想的季節(jié)調(diào)峰儲(chǔ)氣設(shè)

28、施。建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)的基本條件是：地下有合適的儲(chǔ)氣巖層，該巖層具有足夠的孔隙度（15%）和滲透率（50毫達(dá)西），天然氣能夠按設(shè)計(jì)的速度、壓力進(jìn)入巖層和從巖層中采出，且能夠容納設(shè)計(jì)要求的儲(chǔ)氣量；在儲(chǔ)氣庫(kù)的上部應(yīng)有不滲漏的蓋層，蓋層與儲(chǔ)氣層之間形成完整的構(gòu)造，以防止儲(chǔ)存的天然氣向上部運(yùn)移、滲漏，造成儲(chǔ)氣損失；儲(chǔ)氣層應(yīng)是垂直傾斜的或向上隆起形成背斜構(gòu)造，以防止氣體的水平運(yùn)移造成儲(chǔ)氣損失；儲(chǔ)氣層底部應(yīng)沒(méi)有水或易于按制的水，以防止水將被儲(chǔ)存的天然氣融離（即被淹沒(méi)）而無(wú)法采出；儲(chǔ)氣層應(yīng)有一定的埋深，太淺無(wú)法承受壓力，太深則儲(chǔ)氣壓力過(guò)高不經(jīng)濟(jì)。 2021/6/1037第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.2

29、地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址的第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.2 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址的選擇 在相同的地質(zhì)構(gòu)造條件下選擇庫(kù)址，應(yīng)進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和各種方案比較。從經(jīng)濟(jì)上考慮，氣庫(kù)與氣源和城市用戶距離越近越好。但地下儲(chǔ)氣庫(kù)不管是建在含水層還是利用枯竭油氣田，常常會(huì)在一定范圍內(nèi)影響到深含水層，造成大量水位移，使壓力出現(xiàn)紊亂。儲(chǔ)層滲透率越大，壓力波及范圍越大，因此從安全角度考慮，儲(chǔ)庫(kù)的選址應(yīng)避開(kāi)人口稠密、工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，同時(shí)應(yīng)盡量建在用戶區(qū)主風(fēng)向的下游。若采用情性氣體作墊層氣，還要考慮惰性氣體的氣源問(wèn)題。此外，鉆井、地面設(shè)施與輸配系統(tǒng)的連接等所需的投資規(guī)模也應(yīng)考慮。前蘇聯(lián)學(xué)者認(rèn)為，距離城市用戶超過(guò)200km是

30、不適宜建造儲(chǔ)氣庫(kù)的，羅馬尼亞學(xué)者認(rèn)為50km為宜。 根據(jù)國(guó)外從儲(chǔ)備能力和經(jīng)濟(jì)效益考慮的建庫(kù)經(jīng)驗(yàn)，枯竭油氣田儲(chǔ)氣庫(kù)適宜深度為1500m左右，含水層儲(chǔ)庫(kù)深度不應(yīng)超過(guò)1000m。2021/6/1038第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)選型及庫(kù)址的選擇2.2 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址的天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第三章地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定2021/6/10天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第三章2021/6/10第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)有效庫(kù)容的組成 所謂儲(chǔ)氣庫(kù)有效庫(kù)容量就是根據(jù)用戶需用工況以及氣源和上游輸氣干線系統(tǒng)來(lái)氣工況確定滿足儲(chǔ)氣庫(kù)預(yù)定功能所需要的儲(chǔ)氣容積。因此，確定儲(chǔ)氣庫(kù)的庫(kù)容量是規(guī)劃設(shè)計(jì)以及優(yōu)化運(yùn)行儲(chǔ)氣庫(kù)的基礎(chǔ)和

31、前提。 確定儲(chǔ)氣庫(kù)的有效庫(kù)容量首先要知道儲(chǔ)氣庫(kù)必須滿足的功能要求，即：設(shè)計(jì)一個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)的目的是什么？其所要完成的任務(wù)是哪些？2021/6/1040第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)有效庫(kù)容的第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定一般而言，地下儲(chǔ)氣庫(kù)所要求的有效儲(chǔ)氣量應(yīng)由下列因素確定：（1）在一個(gè)供氣區(qū)域內(nèi)，在正常氣候條件下，因季節(jié)需求不平衡靠輸氣系統(tǒng)又不能確保提供的儲(chǔ)氣量V0。（2）在供氣區(qū)域內(nèi)，遇到嚴(yán)寒氣候時(shí)，為確保季節(jié)性不平衡所需要的天然氣量V1。（3）在用戶區(qū)內(nèi)，考慮到季節(jié)變化的模擬誤差而需要的儲(chǔ)備氣量V2。（4）在供氣區(qū)內(nèi)，當(dāng)天然氣管道系統(tǒng)發(fā)生事故而造成供氣不足時(shí)所需要的應(yīng)急儲(chǔ)氣量

32、V3。在設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容時(shí)一般只考慮V0和V3。2021/6/1041第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定一般而言，地下儲(chǔ)氣庫(kù)所要求的第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2 季節(jié)性調(diào)峰儲(chǔ)氣量 調(diào)節(jié)燃?xì)饧竟?jié)供需不平衡，保證供氣高峰用戶的需要，是建立地下儲(chǔ)氣庫(kù)的主要目的。調(diào)峰儲(chǔ)氣量由兩方面的條件來(lái)確定，一是氣源或上游輸氣系統(tǒng)的生產(chǎn)工況，二是下游用戶的用氣工況。對(duì)于前者，由于建立地下儲(chǔ)氣庫(kù)的目的之一就是使長(zhǎng)距離輸氣干線和設(shè)備均衡運(yùn)行，以提高管線和設(shè)備的利用率，故對(duì)于建設(shè)有地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)的天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)，氣源和輸氣干線系統(tǒng)的工況變化不大，一般在確定儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容時(shí)可以按照穩(wěn)定生產(chǎn)和供氣考慮。因此，確定季節(jié)性調(diào)峰儲(chǔ)氣

33、量時(shí)主要考慮下游用戶的用氣工況。不同類型的用戶其用氣有不同的特點(diǎn)，在天然氣供應(yīng)消費(fèi)系統(tǒng)中所起的作用也不盡相同。在確定儲(chǔ)氣庫(kù)的調(diào)峰儲(chǔ)氣量時(shí)必須分別討論各類用戶的用氣工況，各類用戶用氣工況的總和即是整個(gè)下游用戶總的用氣工況。2021/6/1042第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2 季節(jié)性調(diào)峰儲(chǔ)氣量20第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.1 城市燃?xì)庥脩簦?）特點(diǎn)：用氣不連續(xù)、用氣時(shí)間相對(duì)短而集中、用氣量隨季節(jié)變化大，用氣極不均勻。主要受氣溫的影響。（2）不均勻系數(shù)的確定：用氣的波動(dòng)情況用用氣不均勻系數(shù)來(lái)衡量。其確定步驟如下 1）確定各個(gè)城市每月的用氣量； 2）根據(jù)城市總用氣量確定該城市各月的不

34、均勻系數(shù)； 3）根據(jù)各城市的在總用氣中的比例確定總的不均勻系數(shù)。 2021/6/1043第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.1 城市燃?xì)庥脩?0第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.2 天然氣發(fā)電用戶 天然氣發(fā)電用戶的用氣工況除了受氣溫因素影響外，其主要受天然氣電站的用途的影響。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)展一定的天然氣發(fā)電用戶主要是為了城市電網(wǎng)的調(diào)峰所用。城市用電也具有相當(dāng)大的不均勻性，具有冬季和夏季兩個(gè)高峰。天然氣電站的發(fā)電工況與其所調(diào)峰的電網(wǎng)主力發(fā)電性質(zhì)有關(guān)。以水力發(fā)電為主的電網(wǎng)，對(duì)于夏季用電高峰，由于此時(shí)處于豐水期，發(fā)電量充沛，需要的調(diào)峰量相對(duì)較小，天然氣發(fā)電站的天然氣負(fù)荷也相對(duì)較小，因此對(duì)于以水力

35、發(fā)電的電網(wǎng)，天然氣電站主要用作冬季用電高峰的調(diào)峰，很顯然，由于電網(wǎng)的調(diào)峰加劇了天然氣用氣工況的不均勻性。對(duì)于以火力發(fā)電的電網(wǎng)，電網(wǎng)發(fā)電量相對(duì)比較均勻，此時(shí)天然氣調(diào)峰電站在冬季和夏季用電高峰均需發(fā)揮調(diào)峰作用，對(duì)于夏季，天然氣調(diào)峰電站有利于降低天然氣用氣工況的不均勻性，而對(duì)于冬季，天然氣調(diào)峰電站加劇了天然氣用氣工況的不均勻性。 2021/6/1044第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.2 天然氣發(fā)電用戶2第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 西氣東輸儲(chǔ)氣庫(kù)天然氣發(fā)電用戶不均勻系數(shù) 中原地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫(kù)天然氣發(fā)電用戶不均勻系數(shù) 對(duì)比二表可以看出，西氣東輸天然氣調(diào)峰電站不均勻系數(shù)只具有一個(gè)峰值（冬季），而中

36、原地區(qū)天然氣調(diào)峰電站不均勻系數(shù)具有兩個(gè)峰值（冬季和夏季）。 1234567891011121.31.31.31.01.00.630.630.630.631.01.31.31234567891011121.331.331.01.00.670.671.331.330.670.671.01.02021/6/1045第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 西氣東輸儲(chǔ)氣庫(kù)天然氣發(fā)電第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.3 化工及工業(yè)燃料用戶 化工和工業(yè)燃料是較穩(wěn)定的用氣大戶，其用氣不均勻系數(shù)變化較小。因此，發(fā)展一定數(shù)量的工業(yè)用戶對(duì)天然氣系統(tǒng)的調(diào)峰和平衡用氣工況十分有利。化工及工業(yè)燃料用戶的不均勻系數(shù)因根據(jù)天然氣

37、系統(tǒng)中各工業(yè)用戶的實(shí)際用氣情況和規(guī)劃情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到。3.2.4 總用氣不均勻系數(shù)天然氣供應(yīng)系統(tǒng)用氣總不均勻系數(shù)應(yīng)根據(jù)各類用戶的用氣不均勻系數(shù)以及各類用戶在總系統(tǒng)中的比例進(jìn)行計(jì)算。 2021/6/1046第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.3 化工及工業(yè)燃料用第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.5 調(diào)峰儲(chǔ)氣量 根據(jù)用氣量、用氣不均勻系數(shù)以及氣源供氣情況可以求得天然氣系統(tǒng)季節(jié)性調(diào)峰儲(chǔ)氣量。設(shè)氣源供氣量為100，按均勻供氣則月供氣量為100/12=8.33，即月供氣量為年供氣量的8.33%。而用氣不均勻系數(shù)反映了用氣偏離平穩(wěn)供氣的程度。我們可以把用氣月不均勻系數(shù)換算成月用氣百分比。 用氣百

38、分比和供氣百分比之間的差值即為該月所需要的調(diào)峰儲(chǔ)氣量百分比。各月調(diào)峰儲(chǔ)氣量之和即為儲(chǔ)氣庫(kù)的調(diào)峰儲(chǔ)氣量。 2021/6/1047第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.2.5 調(diào)峰儲(chǔ)氣量202第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.3 系統(tǒng)事故應(yīng)急氣量 輸氣系統(tǒng)事故應(yīng)急氣量是指當(dāng)氣源或管道發(fā)生事故時(shí)，利用天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的能力最大限度地滿足下游用戶安全用氣的量，也稱為保安氣量。不同性質(zhì)的用戶其事故應(yīng)急氣量的要求不同，因此需要分別加以計(jì)算。 天然氣發(fā)電的事故應(yīng)急氣量與電網(wǎng)供電系統(tǒng)的負(fù)荷備用率、事故熱備用率、事故冷備用率以及天然氣發(fā)電裝機(jī)容量占電網(wǎng)總裝機(jī)容量的百分比有關(guān)，另外在發(fā)生事故時(shí)，供電系統(tǒng)的負(fù)荷備用和系統(tǒng)

39、的事故熱備用可以承擔(dān)部分的安全供電量，據(jù)此可以求出不可中斷的天然氣發(fā)電機(jī)組占系統(tǒng)最大發(fā)電負(fù)荷的百分比。從而求出天然氣發(fā)電用戶的事故應(yīng)急氣量。 2021/6/1048第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.3 系統(tǒng)事故應(yīng)急氣量20第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 在管道事故工況下，化工用戶的事故應(yīng)急氣量與化工設(shè)備的最小安全負(fù)荷有關(guān)，需要根據(jù)用戶的實(shí)際情況加以統(tǒng)計(jì)分析。在沒(méi)有詳細(xì)統(tǒng)計(jì)資料的情況下，化工設(shè)備的最小安全負(fù)荷可以按照設(shè)備額定負(fù)荷的30%40%考慮，據(jù)此可以求出化工用戶的事故應(yīng)急氣量。 對(duì)于天然氣工業(yè)燃料用戶，在事故工況下某些用戶如：煉鋼、陶瓷、玻璃行業(yè)等，若中斷供氣后會(huì)給設(shè)備造成不可估量的損失，

40、這些企業(yè)用戶為不可中斷的工業(yè)燃料用戶。在確定工業(yè)燃料事故應(yīng)急氣量時(shí)要對(duì)這部分用戶的用氣量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定整個(gè)工業(yè)燃料用戶的事故應(yīng)急氣量。一般說(shuō)來(lái)，不可中斷的工業(yè)燃料用戶占整個(gè)天然氣工業(yè)燃料用戶的40%左右。 2021/6/1049第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 在管道事故工況下，化第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 城市居民和商業(yè)用氣為城市燃?xì)獾闹匾M成部分，如果對(duì)其中斷供氣，勢(shì)必會(huì)造成十分惡劣的影響。城市居民和商業(yè)用氣占整個(gè)城市燃?xì)庥脩舻?0%左右。據(jù)此可以求出城市燃?xì)獾氖鹿蕬?yīng)急氣量。 各類用戶的保安氣量之和即為整個(gè)供氣系統(tǒng)在一次事故情況下所需要的應(yīng)急氣量。2021/6/1050第三章 地下儲(chǔ)

41、氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 城市居民和商業(yè)用氣為城第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.4 管道事故工況分析 干線輸氣管道系統(tǒng)輸氣中斷主要是線路故障引起的。管道事故量與管道本身的可靠度、事故率、事故平均維修時(shí)間有關(guān)。 3.4.1管道事故率 管道事故是指造成輸氣介質(zhì)從管道中泄漏的任何事件，主要是管道區(qū)段的事故。根據(jù)管道事故的嚴(yán)重程度可將其分為泄漏、穿孔和破裂。管道事故率是指管道線路部分的可靠性指標(biāo)，它并非專門指線路的管子或其它組成單元，而是對(duì)整個(gè)管道線路系統(tǒng)而言的。通常干線管道事故率定義為每年每千公里管線上發(fā)生事故的平均次數(shù)。 2021/6/1051第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定3.4 管道事故工況分析20第

42、三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.4.2 管道事故持續(xù)時(shí)間 管道事故持續(xù)時(shí)間也就是管道停輸時(shí)間，是指管道發(fā)生事故導(dǎo)致輸氣干線管道被迫截?cái)鄵屝薜某掷m(xù)停輸時(shí)間。它與事故維修水平有直接關(guān)系，在數(shù)值上等于平均事故維修時(shí)間。很顯然，管道事故持續(xù)時(shí)間直接影響儲(chǔ)氣庫(kù)應(yīng)對(duì)管道事故所需的儲(chǔ)氣容積。 圖3-1 管道事故維修時(shí)間與管經(jīng)關(guān)系曲線2021/6/1052第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.4.2 管道事故持續(xù)時(shí)第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.4.2 管道事故持續(xù)時(shí)間 我國(guó)新建的幾條主要輸氣干線中，陜京線1998年因山洪爆發(fā)造成的管道破裂事故持續(xù)時(shí)間為66小時(shí)；靖西線1999年也是山洪爆發(fā)造成一次管道破

43、裂事故，持續(xù)時(shí)間為72小時(shí)，兩條管線的平均事故持續(xù)時(shí)間為69小時(shí)。 世界主要天然氣生產(chǎn)和利用大國(guó)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，管道事故持續(xù)時(shí)間通常為三天。通過(guò)綜合分析，結(jié)合我國(guó)管道事故維修的水平，目前我國(guó)管道事故維修時(shí)間取為70小時(shí)。2021/6/1053第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.4.2 管道事故持續(xù)時(shí)第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.4.3 管道事故延滯氣量 當(dāng)管道發(fā)生破裂泄漏時(shí)，為了便于維修，必然關(guān)閉事故管段兩端的閥門，管道停輸，輸氣延滯。由下式可以估算出輸氣干線管道一次事故的延滯氣量。 3.4.4管道事故應(yīng)急氣量分析 事故應(yīng)急氣量的確定是輸氣管道配套地下儲(chǔ)氣庫(kù)研究的重要組成部分，決定著地下

44、儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、生產(chǎn)能力和地面相關(guān)工藝設(shè)計(jì)方案，直接影響輸氣系統(tǒng)的供氣質(zhì)量。 根據(jù)輸氣管道的的長(zhǎng)度、事故概率和計(jì)算時(shí)間可以求出輸氣干線管道計(jì)算時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生的事故次數(shù)。再根據(jù)保安氣量的要求計(jì)算為應(yīng)對(duì)事故時(shí)儲(chǔ)氣庫(kù)的應(yīng)急儲(chǔ)氣容積。2021/6/1054第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.4.3 管道事故延滯氣第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.5 儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定前面討論了地下儲(chǔ)氣庫(kù)的調(diào)峰儲(chǔ)氣容積（V0）和應(yīng)對(duì)管道事故所需的應(yīng)急氣量容積（V3）的確定方法，前面提到庫(kù)容還包括遇到嚴(yán)寒冬季時(shí)為確保季節(jié)性不平衡所需要的天然氣氣量（V1）以及考慮到季節(jié)變化的模擬誤差而需要的儲(chǔ)備氣量（V2）。這兩部分儲(chǔ)氣

45、庫(kù)容積和儲(chǔ)氣庫(kù)墊底容積以及其它無(wú)法界定的容積可稱為地下儲(chǔ)氣庫(kù)的“灰容積”，灰容積的確定過(guò)程稱為灰容積的“白化”。很顯然，灰容積的白化將有助于對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)容積的準(zhǔn)確掌握，而確定灰容積是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。國(guó)外已經(jīng)運(yùn)行的地下儲(chǔ)氣庫(kù)的資料表明，灰容積占整個(gè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)設(shè)計(jì)容積的15%85%不等，這個(gè)范圍很大，在實(shí)際分析中幾乎沒(méi)有多大的意義，可見(jiàn)合理選擇設(shè)計(jì)庫(kù)容仍然需要進(jìn)行深入的研究。 2021/6/1055第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.5 儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定2第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.5 儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定 墊底容積是指為了維持儲(chǔ)氣庫(kù)的正常生產(chǎn)所需墊層氣的容積。墊層氣系指采氣結(jié)束后，為維持

46、一定的地層壓力而留在儲(chǔ)氣層中的那部分氣，此壓力應(yīng)滿足最低采氣壓力的要求，還能控制地層中底水上升。墊層氣量越大，所維持的地層壓力越高，就能減少采氣井井?dāng)?shù)，并為采出氣提供較高的壓力。但隨著墊層氣量的增加，儲(chǔ)氣庫(kù)的有效氣量相應(yīng)減少。即儲(chǔ)氣層工作的有效容積比例相應(yīng)減少，而且用于墊層氣的費(fèi)用（含墊層氣本身的成本費(fèi)和注入地層的費(fèi)用）也會(huì)增加根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料，墊層氣量和有效氣量的比值為60%140%。 2021/6/1056第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.5 儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定2第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.5 儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定在確定了儲(chǔ)氣庫(kù)的設(shè)計(jì)庫(kù)容后，需要根據(jù)儲(chǔ)氣庫(kù)以及輸氣干線系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)對(duì)整

47、個(gè)輸氣系統(tǒng)的運(yùn)行工況進(jìn)行模擬仿真，看其是否滿足工藝要求。 圖3-2 設(shè)計(jì)庫(kù)容工作程序2021/6/1057第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量的確定 3.5 儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的確定圖天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第四章地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬2021/6/10天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第四章2021/6/10第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬 4.1 儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬的目的 天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬是通過(guò)建立描述儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏中流體滲流過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值求解，從而展現(xiàn)儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏流體滲流過(guò)程，以研究其變化規(guī)律的方法。儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)值模擬是儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化的重要前提和內(nèi)容，通過(guò)儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏?cái)?shù)值模擬可以分

48、析氣庫(kù)儲(chǔ)氣的歷史過(guò)程，預(yù)測(cè)儲(chǔ)氣庫(kù)的儲(chǔ)存容量，研究?jī)?chǔ)氣庫(kù)注采的動(dòng)態(tài)特性。 以枯竭氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)為對(duì)象介紹數(shù)模的方法和步驟。2021/6/1059第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬 4.1 儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬 4.2 數(shù)學(xué)模型的建立4.2.1 假設(shè)條件 為了建立既適合于枯竭氣藏型儲(chǔ)氣庫(kù)的實(shí)際流動(dòng)情況，又能方便求解的數(shù)學(xué)模型，我們做如下假設(shè)：（1）地下儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏內(nèi)只存在單相氣體滲流。（2）氣藏內(nèi)滲流過(guò)程為等溫過(guò)程。（3）由于地下儲(chǔ)氣庫(kù)強(qiáng)注強(qiáng)采的特點(diǎn)，氣體流動(dòng)的速度非常高，特別是壓力梯度最高的井筒附近，氣體流動(dòng)不再符合達(dá)西定律，認(rèn)為此時(shí)流動(dòng)符合修正的達(dá)西定律，即For

49、cheimer關(guān)系式。（4）考慮巖石各向異性和非均質(zhì)性。 2021/6/1060第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬 4.2 數(shù)學(xué)模型的建立2第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.3.2 約束條件 在天然氣的注采過(guò)程中，儲(chǔ)氣庫(kù)的壓力是在不斷變化的。在向地下儲(chǔ)氣庫(kù)注入天然氣時(shí)，氣藏壓力不斷提高直到達(dá)到氣藏的最大允許壓力。天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的最大允許壓力一般控制為氣田未開(kāi)采時(shí)的靜態(tài)壓力，即原始地層壓力，稱為PAMP，超過(guò)此壓力，天然氣就可能會(huì)溢失甚至發(fā)生危險(xiǎn)。在采出天然氣時(shí)，同樣受到最小壓力的限制，對(duì)于純氣驅(qū)枯竭氣藏，這一最小壓力是指滿足儲(chǔ)氣庫(kù)地面集輸系統(tǒng)最小集輸壓力要求的最小井口壓力，稱為Pmin井

50、口，低于這一最小壓力，注采井所采天然氣是無(wú)法進(jìn)入集輸系統(tǒng)的。在進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，根據(jù)井筒井口壓力與井底壓力的換算關(guān)系，可將井口壓力換算成井底壓力Pmin井底。如果儲(chǔ)氣庫(kù)在建造時(shí)，其原始枯竭壓力DGJ低于這一最小壓力即DGJPmin井底，那么就需要注入一定量的墊底氣，以維持儲(chǔ)氣庫(kù)的體積和壓力。對(duì)于定容純氣藏型天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的數(shù)值模擬研究，其主要約束條件是受儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)平均壓力的控制：2021/6/1061第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.3.2 約束條件202第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.3.3 數(shù)學(xué)模型 根據(jù)假設(shè)條件和滲流力學(xué)理論得到儲(chǔ)氣庫(kù)流體質(zhì)量守衡方程： 將Forcheimer關(guān)系

51、式 代入方程得到模擬的微分模型 上式是二階非線性偏微分方程。 2021/6/1062第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.3.3 數(shù)學(xué)模型202第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.3.4 定解條件 數(shù)學(xué)模型的求解有賴于定解條件，定解條件包括初始條件和邊界條件（1）初始條件：由于流動(dòng)過(guò)程為單相氣體近似等溫流動(dòng)，初始條件即為初始?jí)毫Ψ植?。?duì)于儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣過(guò)程，原枯竭氣田采氣終止時(shí)的壓力即為初始?jí)毫?。?duì)于儲(chǔ)氣庫(kù)注采氣的動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程，儲(chǔ)氣庫(kù)注采氣開(kāi)始時(shí)的壓力壓力即為初壓。（2）邊界條件：取儲(chǔ)氣庫(kù)為封閉邊界氣藏，即 ： 2021/6/1063第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.3.4 定解條件202第

52、四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.4 模型的求解4.4.1 計(jì)算方法和步驟 模型方程為二階非線性方程，采用數(shù)值方法求解。模型求解的步驟如下：（1）設(shè)達(dá)西系數(shù)=1，此時(shí)模型方程為二階線性方程，求解得到流場(chǎng)內(nèi)壓力分布； （2）根據(jù)計(jì)算出的壓力分布，計(jì)算速度分布，進(jìn)而計(jì)算新的值；（3）應(yīng)用新的值解模型方程得到流場(chǎng)內(nèi)新的壓力分布值；（4）將兩次迭代的進(jìn)行比較，如二者的差值大于規(guī)定的誤差范圍，則返回第二步，重新計(jì)算。 （5）重復(fù)以上步驟，直到壓力分布誤差小于規(guī)定的誤差范圍為止。 2021/6/1064第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.4 模型的求解2021第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.4

53、模型的求解4.4.1 差分?jǐn)?shù)值模型 采用中心差分網(wǎng)格離散儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏空間，得到數(shù)值求解的差分模型。 對(duì)于儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏邊界處采用以下處理方法：在邊界處將網(wǎng)格向外擴(kuò)出一個(gè)網(wǎng)格作為虛擬點(diǎn)，認(rèn)為在這些點(diǎn)K=0， 。 儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)值差分模擬模型方程系數(shù)為為七對(duì)角帶狀矩陣，可以采用高斯消元法直接求解。 2021/6/1065第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.4 模型的求解2021第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析 通過(guò)以上分析可以看出，為提高儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣性能，在儲(chǔ)氣庫(kù)建造形成時(shí)，應(yīng)周期性注氣，避免長(zhǎng)期連續(xù)不斷的注氣。每一周期應(yīng)關(guān)井一段時(shí)間，使儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏內(nèi)壓力分布趨于均勻，以增大儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)

54、氣容積。 儲(chǔ)氣庫(kù)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，在采氣周期，壓力降低較快后趨平穩(wěn)，因此應(yīng)延長(zhǎng)注采氣周期，短期內(nèi)的注氣和采氣必然產(chǎn)生較大的壓降漏斗。另外，單井產(chǎn)量越大，壓力漏斗波及范圍也越大，因此應(yīng)盡量使儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)各井流量相近。 2021/6/1066第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析（1）平均地層壓力隨時(shí)間變化趨勢(shì) （2）井口壓力變化趨勢(shì)圖4-1 平均地層壓力隨時(shí)間變化曲線圖4-2 井口壓力變化趨勢(shì)圖2021/6/1067第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影

55、響因素分析（3）產(chǎn)量影響分析 （4）注采速度對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容的影響 周期性注氣，可適當(dāng)增加庫(kù)容。 圖4-4 不同配產(chǎn)井口壓力變化曲線（5）井間分布影響 增大井間距離，地層平均壓力相應(yīng)有所降低。 2021/6/1068第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析 通過(guò)以上分析可以看出，為提高儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣性能，在儲(chǔ)氣庫(kù)建造形成時(shí)，應(yīng)周期性注氣，避免長(zhǎng)期連續(xù)不斷的注氣。每一周期應(yīng)關(guān)井一段時(shí)間，使儲(chǔ)氣庫(kù)氣藏內(nèi)壓力分布趨于均勻，以增大儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣容積。 儲(chǔ)氣庫(kù)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，在采氣周期，壓力降低較快后趨平穩(wěn)，因此應(yīng)延長(zhǎng)注采氣周期，短期內(nèi)的注

56、氣和采氣必然產(chǎn)生較大的壓降漏斗。另外，單井產(chǎn)量越大，壓力漏斗波及范圍也越大，因此應(yīng)盡量使儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)各井流量相近。 2021/6/1069第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬4.5 儲(chǔ)氣庫(kù)影響因素分析天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第五章地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)2021/6/10天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)第五章2021/6/10第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)5.1 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的和方法 采用優(yōu)化的方法對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以有效的降低工程投資，增加工程的可靠性。由于天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)是一項(xiàng)大型、復(fù)雜、具有多目標(biāo)性的工程項(xiàng)目，其優(yōu)化設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)紛繁困難的系統(tǒng)工程。一般來(lái)說(shuō)，滿足技術(shù)要求的設(shè)計(jì)方案有多個(gè)，如

57、何從多個(gè)方案中找到最優(yōu)的方案，必須在建設(shè)前期對(duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分的技術(shù)和工程論證。在滿足工藝需要的前提下，儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)不僅要滿足經(jīng)濟(jì)上的要求，也必須要滿足其它一些指標(biāo)的要求，因此，儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。其方法為首先建立儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模型，通過(guò)計(jì)算找到滿足工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求的方案，然后采用多目標(biāo)多因素的灰色物元分析法從各種設(shè)計(jì)方案中尋找最優(yōu)的方案。 2021/6/1071第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)5.1 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)5.2 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型 對(duì)一個(gè)大型工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，在滿足工藝要求的前提下，經(jīng)濟(jì)上最省仍然是其設(shè)計(jì)的第一原則。

58、儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)工程常常是國(guó)家或地方的重點(diǎn)建設(shè)工程項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)上的好壞不僅僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，而且由于直接關(guān)系到下游用戶使用天然氣的價(jià)格，因此也是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，關(guān)系到國(guó)家天然氣事業(yè)能否順利推廣以及社會(huì)大局的穩(wěn)定。 2021/6/1072第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)5.2 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)5.2 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型 一個(gè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)包括儲(chǔ)存氣藏、注采井、集輸、凈化以及壓縮機(jī)及其輔助系統(tǒng)等子系統(tǒng)，最優(yōu)化設(shè)計(jì)也就是這些子系統(tǒng)的最優(yōu)組合。在選擇儲(chǔ)氣庫(kù)地點(diǎn)并確定儲(chǔ)氣庫(kù)要求之后，接下來(lái)就是儲(chǔ)氣庫(kù)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。設(shè)計(jì)一座地下儲(chǔ)氣庫(kù)涉及以下這些變量的一系列最佳值的選擇：

59、儲(chǔ)氣庫(kù)的容積、井的產(chǎn)氣速率、井?dāng)?shù)、套管尺寸、集輸凈化設(shè)備以及注氣壓縮機(jī)設(shè)施的大小。這些變量是相互關(guān)聯(lián)的，它們之間存在非線性關(guān)系，所以用線性規(guī)劃或者其它優(yōu)化設(shè)計(jì)方法常常很難得到滿意的結(jié)果。 2021/6/1073第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)5.2 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型5.3 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)的年綜合費(fèi)用 對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)這樣的大型工程項(xiàng)目，在滿足工藝要求的前提下，經(jīng)濟(jì)上最省仍然是第一原則。儲(chǔ)氣庫(kù)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足其經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。以儲(chǔ)氣庫(kù)的年綜合費(fèi)用來(lái)衡量其經(jīng)濟(jì)性。年綜合費(fèi)用的表達(dá)式為：介紹模型 儲(chǔ)氣庫(kù)的投資費(fèi)用包括：氣藏的投資、注采井的投資、集輸設(shè)備的投資、凈化設(shè)備的投資、注氣壓縮機(jī)及其附屬設(shè)備的投資、儲(chǔ)氣庫(kù)墊

60、底氣的投資。儲(chǔ)氣庫(kù)的運(yùn)行管理費(fèi)用包括注氣壓縮機(jī)及其附屬設(shè)備、集輸凈化設(shè)備以及注采氣井等部分的運(yùn)行、維修管理費(fèi)用。 第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)2021/6/10745.3 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)的年綜合費(fèi)用 第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)5.4 儲(chǔ)氣庫(kù)的投資5.4.1儲(chǔ)氣藏的投資 地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣藏的投資是指將儲(chǔ)氣藏改造成滿足儲(chǔ)氣要求所需要的那部分投資。我們認(rèn)為，對(duì)于枯竭氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)主要是指原氣藏固定資產(chǎn)的殘值，在原氣藏的基礎(chǔ)上建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)固定資產(chǎn)的殘值必然作為地下儲(chǔ)氣庫(kù)固定資產(chǎn)投資的一部分考慮進(jìn)總的投資內(nèi)。這部分投資需將原氣藏的投資和氣藏的生產(chǎn)年限按照一定的折舊率換算成當(dāng)前的投資。第五章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)