地下儲氣庫建設情況概述及我國儲氣庫發展的趨勢

王月

摘要：地下儲氣庫容量大，儲氣壓力高，存儲成本低，是當今世界主要的天然氣存儲方式。天然氣地下儲氣庫已經成為天然氣輸配系統的重要組成部分。目前，我國天然氣消費量處于快速增長期，市場需求矛盾不斷增加，地下儲氣庫已經成為國家戰略儲備、安全平穩供氣的重要設施。

關鍵詞：天然氣? ? 地下儲氣庫類型? ?國外地下儲氣庫

1 天然氣地下儲氣庫的作用

天然氣地下儲氣庫是調節供氣不均勻性的最有效的手段，利用地下儲氣庫注氣手段在用氣低峰期將天然氣注入地下儲氣庫，進入冬季用氣高峰期，在打開注采井采氣裝置，進行采氣，參與調峰。提高供氣的連續性，將富余天然氣存儲在地下儲氣庫，能夠有效保證氣源，進行連續性供氣。提高管線利用率和輸氣效率，降低輸氣成本，提高投資收益率。

2 地下儲氣庫類型

天然氣的地下儲存通常有下列幾種方式：枯竭油氣藏型儲氣庫;巖穴儲氣庫;地下水層儲氣庫;鹽礦層型儲氣庫[1]。其中利用枯竭的油氣田儲氣較為經濟，利用巖穴儲氣造價較高。

2.1? 枯竭油氣藏型儲氣庫

利用已經開采枯竭廢棄的氣藏或開采到一定程度的退役氣藏，轉為地下儲氣庫是在各種地下巖層類型中建造儲氣庫的最好選擇。這種油氣層的孔隙度、滲透率、有無水浸現象、構造形狀和大小、油氣巖層厚度、有關井身結構的準確數據及地層和鄰近地層隔絕（斷層）的可靠性等已掌握，可大大節省投資，因此已枯竭的油氣藏是最好和最可靠的地下儲氣庫。圖1為枯竭油氣藏型儲氣庫。

2.2? 巖穴儲氣庫

鹽穴儲氣庫是利用巖穴儲氣的主要形式。鹽穴儲氣庫是將天然氣儲存在人工溶鹽后形成的腔體中。鹽穴儲氣具有相當明顯的優勢，由于鹽穴深埋在地下，高溫高壓下的鹽具有一定的可塑性，在產生一定的裂縫條件下具有自動愈合的特點。因此，地下鹽穴就成了很好的密封儲氣庫，將采出的天然氣注入這個儲氣庫，便形成了一個大型的人工氣藏。降低鹽穴儲氣庫建設成本的主要方法，是應用現代溶鹽技術增加巖穴體積，降低最小運行壓力，提高最大運行壓力。圖2為鹽穴儲氣庫。

2.3 地下水層儲氣庫

含水層型地下儲氣庫，是人為將天然氣注入地下合適的含水層而形成的人工氣藏。天然氣儲氣庫由含水砂層和不透氣覆蓋層組成。儲存氣包括工作氣和墊層氣。工作氣是指在儲存周期內儲進和重新排出的氣體，墊氣層是指在儲庫內持續保留或作為工作氣和水之間的緩沖墊層的氣體。含水砂層要有一定的滲透性，這種滲透性對于用天然氣置換水的速度起決定作用，滲透性越好，天然氣置換的速度就越快，工作氣和墊層氣的比例也就越大。圖3為地下水層儲氣庫。

2.4 鹽礦層型儲氣庫

一般利用鹽礦建造的儲氣庫容量較小，但是對于周圍缺乏多孔結構地下構造層的城市，特別是具有巨大的巖鹽礦床地質構造的地區，可采取此種類型儲氣庫。另一種是新建鹽穴儲庫，這種鹽穴是按調峰氣量要求，選定氣庫井位、井數、層位、地層巖鹽厚度及鹽穴幾何形狀、容積大小，進行有計劃的淋洗造穴。

為了防止儲庫頂部被鹽水沖溶，要加入一種遮蓋液，它不溶于鹽水，而浮于鹽水表面。不斷地擴大瓶蓋液液量和改變溶解套管長度，使儲庫的高度和直徑不斷擴大，直到達到要求為止。

3 國內外地下儲氣庫總體情況情況

從1915年加拿大首次在Wellland氣田開展儲氣試驗到現在，全球已建成715座地下儲氣庫，共計23007口采氣井，總工作氣量為3930億m3，平均每小時產出2.35億m3天然氣。縱觀國外地下儲氣庫的發展歷程，一般需經歷初期發展、快速發展和平穩發展3個階段，以美國和俄羅斯為例，地下儲氣庫發展初期分別經歷13年和15年，快速發展期分別為46年和35年。

4 中國地下儲氣庫建設現狀

中國地下儲氣庫發展始于20世紀90代初，經過30來年的發展，地下儲氣庫在平衡天然氣管網的壓力和輸氣量、調節區域平衡供氣方面發揮了重要的作用。截至2018年，國內已建成地下儲氣庫（群）25座，儲氣規模400億m3，相當于三峽水庫的總蓄水量，冬季最高日調峰氣量超9000萬m3，相當于全國最高日用氣量的十分之一。綜合減排8000萬噸，惠及10余省市2億人口。預計到2030年中國天然氣年消費量將達到5000億m3，地下儲氣庫需求將超過500億m3。中國將形成四大區域性聯網協調的儲氣庫群，東北儲氣庫群、西南儲氣庫群、長三角儲氣庫群和華北儲氣庫群，中國地下儲氣庫將迎來新的建設高峰。

5 中國地下儲氣庫發展趨勢

5.1加大地下儲氣庫建設力度

天然氣主要是通過地下儲氣庫進行調配，地下儲氣庫中數量關系到人們的日常生活。為了能夠有效保證天然氣的儲備量，我國要加大對地下儲氣庫的建設，這樣才可以增加天然氣地下儲氣庫的儲備量，滿足人們對于天然氣的需求量，適應市場的需求，從而平衡天然氣在需求中供應關系。此外，在對地下儲氣庫進行建設時，一定要嚴格按照國家建設的要求進行，確保天然氣在地下儲氣庫的安全。為此，我國要加大對天然氣地下儲氣庫建設的力度，提高我國天然氣調配的數量。

5.2建庫前充分論證分析

在建設天然氣地下儲氣庫時，要先了解天然氣地下儲氣庫建設主要是包括建設的地區、建設的類型以及建設的作用。相關的設計、建設部門要綜合考慮、科學合理的規劃計劃。既要有合適的建庫條件，還要滿足當地的環境、地形以及氣候等等。開展建庫可行性評價、充分論證庫容參數、注采井井位部署、注采能力評估、監測系統優化部署等研究。

5.3 建立多學科科技人才聯合隊伍

地下儲氣庫是一個多學科、系統工程，應建立地下、井、地面三位一體的技術和管理團隊，加強對地下儲氣庫動態跟蹤評價及管理，完善相關機制，統一標準，規范操作規程。另外，加強地下儲氣庫技術攻關，針對不同類型地下儲氣庫開展地質評價與氣藏工程、鉆完井工程、注采工程、地面配套工藝及地下儲氣庫完整性評價等方面的核心技術攻關，研發新的工藝、設備為地下儲氣庫建設提供技術支持[2]。

5.4積極建設數字化儲氣庫

隨著大數據時代的快速發展，我國天然氣地下儲氣庫的建設要順應時代的步伐。為此，我國在加大對地下儲氣庫的建設時，要多學習發達國家先進的理論知識以及技術，研究總結出適合我國地質建設的天然氣地下儲氣庫。在建設天然氣地下儲氣庫時，可以充分運用現代化信息技術，建立大數據化的數字地下儲氣庫，其主要特點是有效方便，科學進行天然氣的開采以及儲備，降低了天然氣地下儲氣庫存在的安全隱患。

6 結論

作為天然氣消費大國，我國儲氣庫建設應該加快技術改進，向國外成熟的儲氣庫技術學習，實現地下儲氣庫工藝設計統一化、標準化，加快建庫速度，縮短建庫周期、提高建庫質量，最終提高經濟效益。

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