天然氣地下儲氣庫現狀與發展

摘 要：隨著國內天然氣消費量的增加，為了調解高峰用氣量以及戰略需要，要建設大量的地下儲氣庫，本文討論了地下儲氣庫的類型以及每種儲氣庫的特點，并分析了中國在儲氣庫方面的現狀以及解決方法。

關鍵詞：地下儲氣庫；注入天然氣；采出天然氣；庫容量

隨著我國城鎮化建設的推進以及國家戰略需要和環境的需求，天然氣的用量越來越大，在寒冷的冬天常出現用氣慌，因此修建地下儲氣庫就是當務之急。地下儲氣庫是把從異地地下采出的天然氣重新注入地下可以保存下來的氣體空間而形成的一種人工氣田或氣藏，它具有儲存量大，調節范圍廣，安全可靠，是大型輸氣干線配套不可缺少的重要組成部分。

1 儲氣庫的類型

1.1 枯竭型油氣藏儲氣庫

枯竭油氣藏儲氣庫利用枯竭的氣層或油層而建設，是目前最常用、最經濟的一種地下儲氣形式，具有造價低、運行可靠的特點。目前全球共有此類儲氣庫逾400座，占地下儲氣庫總數的75%以上。

1.2 含水層儲氣庫

用高壓氣體注入含水層的孔隙中將水排走，并在非滲透性含水層蓋層下直接形成儲氣場所。含水層儲氣庫是僅次于枯竭油氣藏的另一種大型地下儲氣庫形式。目前全球共有80多座含水層儲氣庫，占地下儲氣庫總數的15%左右。

1.3 鹽丘型儲氣庫

在地下鹽層中通過水溶液解鹽而形成空穴，用來儲存天然氣，從規模上看，鹽穴儲氣庫的容積遠小于枯竭油氣藏儲氣庫和含水儲氣庫，單位有效容積的造價高，而且溶鹽需要花很長的時間，而鹽穴儲氣庫的利用率比較高，注氣周期短，需要時可以將墊層氣完全采出。

1.4 廢棄礦坑儲氣庫

利用廢棄的符合條件的礦坑進行儲氣。目前這類儲氣庫數量較少，主要原因在與大量廢棄的礦坑技術條件難以符合要求，例如，密封性能差，容易導致天然氣泄露。

一般把枯竭型油氣田儲氣庫稱為孔隙型儲氣庫，把鹽丘型和廢棄礦坑儲氣庫稱為洞穴型儲氣庫。

2 不同類型地下儲氣庫的特點

2.1 孔隙型地下儲氣庫的特點

由于在孔隙型儲氣庫，儲集空間是巖石堆積在一起的顆粒空間，天然氣充滿后就聚集在巖石的孔隙中，因此有比較好的蓋層，而且四周有水包圍，這樣才能防止氣體泄露，從深度上講，深度一般在1000m左右，能承受較高的儲氣壓力，儲集層的孔隙度不能太小，一般大于10%，滲透率不能低于0.2×10-3μm2，儲氣層的厚度大于4米。這樣充氣和采氣時，天然氣能順利的充入和被采出。

由于孔隙型儲氣庫基本采用的是原本就是天然氣氣田，因此可以利用原有的部分氣井和地面設施，建庫投資較小，不用勘探，但是對于儲氣井要進行固井質量檢查，防止發生串槽，從而導致注入的天然氣從地下經串槽泄露到地面。在施工中可充分的利用原氣田的地質資料和開采過程中的積累氣田動態資料，從而為儲氣庫優化運行提供依據。

2.2 含水型儲氣庫的特點

用注入的天然氣驅替含水層孔隙中的水。在由蓋層封閉起來的儲層構造中，實際占用的儲氣空間隨氣量在變化。

含水儲氣庫勘查選址工作量比較大，鉆井工作量比枯竭型油氣田工作量大，在運行過程中需要分階段進行較長時間的試注，試采，觀察和檢測水運移情況以及漏氣對環境的影響。

在建設完成后，進行泵抽水試驗，以評價含水層的原始滲透性，然后分階段試注天然氣，測試注氣過程中地下水的運移規律，氣體漏失以及壓力變化等情況，找出儲氣庫的合理參數以及運行條件。

2.3 鹽穴型地下儲氣庫的特點

利用天然的地下鹽穴或人為的利用水動力溶解與沖刷作用，在地下鹽層造腔，通過氣井將天然氣注入到地下洞穴或腔室中而形成的儲氣庫。利用采鹽鹽穴，節省了造穴工程量，費用比較低。如果采用專用鹽穴，造穴工程量大，建庫時間長，費用相對比較高。鹽丘型洞穴建造用浸溶法，正向沖洗法，反向沖洗法等，如圖1所示，建庫時鹽層中的不溶解的物質含量要低于25%，而且采用淡水或者輕度含鹽的水進行正向沖洗和反向沖洗完成施工作業。

金壇地下儲氣庫是亞洲第一個采用鹽丘儲藏天然氣的儲氣庫，在美國，鹽丘氣庫主要分布在墨西哥灣沿岸的幾個洲，在東北部、中西部和西南部地區也開發了一些鹽穴氣庫。

2.4 廢棄礦坑儲氣庫特點

由于廢棄礦坑大多有許多通風口，救濟口，漏洞大，目前國內還沒有應用，在俄羅斯用廢棄礦坑儲氣庫有一定的應用。

3 注入與采出工藝流程

3.1 注氣工藝流程

當上游長輸管道供應的天然氣流量大于天然氣管網的用戶使用量時，多出的天然氣進入儲氣庫工（下轉第15頁）（上接第13頁）藝站場的加壓機進行加壓，送到儲氣庫，加壓機出口設計壓力一般等于地下儲氣庫的設計壓力。

3.2 采氣工藝流程

下游天然氣輸配管網用氣高峰期，上游供應量不足，或者由于其他原因導致管線破損出現漏氣時，將地下儲氣庫儲存的天然氣經過凈化，調壓處理后，送天然氣輸配官網，供用戶使用，以彌補上游供應量的不足。儲氣庫工藝站設置凈化裝置的作用，是凈化、分離一些隨天然氣帶出的雜質、水分、少量的原油等物質，避免對管道輸送產生不良影響。

4 我國儲氣庫現狀

我國1969年在大慶在薩爾圖利用枯竭氣藏建造過兩座地下儲氣庫，最大庫容為3800×104m3，主要用于薩爾圖市區民用季節性調峰，后被拆除。與1975年建成大慶喇嘛甸地下儲氣庫，地面的設施設計注采能力為40×104m3，近年來年注氣能力達到1.5×108m3，總庫容達到25×108m3，到目前已經安全運行30年。

為了調節陜京輸氣管道問題，1999年修建了大崗油田大張坨地下儲氣庫，最大庫容量為16×108m3，有效工作采氣量為6×108m3/年，最大日調峰能力為1000×104m3，供北京，天津，河北等地用氣，2001年以來，在大張坨地下儲氣庫建成后，又建成了板876地下儲氣庫，板中北高點地下儲氣庫，3座地下儲氣庫日調峰能力為1000×104m3，保證了供氣系統的正常運行。

為了保證西氣東輸管道和長江三角洲地區的局民用氣，在江蘇金壇縣的金壇鹽礦和安徽的定遠鹽礦建設了地下儲氣庫，連個鹽礦地理位置優越，地質條件得天獨厚，鹽礦規模大，含鹽品味高，地面水資源豐富，能建成比較大的規模的儲氣庫，有效儲氣量為17.4×108m3，總的調峰氣量為8×108m3。定遠鹽礦埋藏淺，初期建庫部署36個鹽穴，初期形成有效工作氣量為1.4×104m3。

2009年末，受特殊天氣的影響，全國多個地方出現氣荒，中石油等上游供氣企業制定了一些緊急規劃，在2020年建成有效工作氣量達450×108m3的地下儲氣庫，其中2011-2015年，要先期在6個油田（大港油田，華北油田，西南油氣田，新疆油田，長慶油田）建設10座工作氣量達240×108m3地下儲氣庫，根據目前初步完成的構造篩選工作，第一批地下儲氣庫庫容指標已經確定完畢，有些工程第一期已經完成。

5 結束語

隨著國家經濟的高速發展和對能源需求的日益增長，地下儲氣庫將在中國的油氣消費，油氣安全領域發揮更加重要的作用，建庫目標將從目前的調峰轉向戰略儲備型方向延伸及發展，建庫技術水平也將在實踐中不斷得到提高。

參考文獻：

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[3]羅緒富.國外地下儲氣庫發展綜述[J].油氣儲運，1998， 17（3）.

作者簡介：

趙雪陽（1991- ），男，陜西韓城人，2013年畢業于西安石油大學石油工程學院油氣儲運專業，現在從事終端燃氣管道管網運行管理工作。