儲為國計行穩致遠 十年初心再上征程

丁國生 武志德

世界儲氣庫工業已有百年的歷史，而我國天然氣地下儲氣庫建設從2000年才開始真正起步。

2011年，針對我國儲氣庫建庫地質條件復雜，建庫難度大，面對儲氣庫建庫工程設計、氣庫擴容達產、氣庫安全運行等諸多基礎性實驗研究亟待解決的緊迫需求，中國石油天然氣集團有限公司決定建設“油氣地下儲庫工程重點實驗室”研發平臺，建成“設備一流、技術先進、特色鮮明”的重點實驗室。十年砥礪求索，十年風雨兼程。這個被寄予厚望的實驗室，用國外同行難以置信的速度實現了蛻變成長，如今已經成為我國唯一專門從事油氣地下存儲技術研究的實驗室，也是國際上以實驗門類多、分析項目齊全而著稱的地下儲庫實驗室。

與世界儲氣庫百年的歷史相比，十年只不過是短暫的一段時光，但中國石油天然氣集團有限公司油氣地下儲庫工程重點實驗室人卻用敢為天下先的無畏與創新精神，開創了一條具有中國鮮明特色的地下儲庫研究之路，留下了許多值得傳承后世的記憶。

“我為國家多找庫，我為國家建好庫，我為國家多儲氣，夯實國家底氣。”一句流傳在實驗室的話，彰顯了儲氣庫人最樸實的初心。儲為國計，備為民生;行穩致遠，十年初心。“確保地下糧倉的建設及運行，支撐國家能源安全命脈”的真摯情懷，中國石油天然氣集團有限公司油氣地下儲庫工程重點實驗室人從未偏離。

信念力量光照萬里，

汗水澆灌創新之花

什么是儲氣庫？其建設何以能上升到國家能源安全的戰略高度？或許，很多人并不清楚其中的要義。

儲氣庫，即為儲存油氣能源的地下“容器”，是將長輸管道輸送來的商品天然氣等能源重新注入地下構造中（含天然或人工構造）而形成的一種儲氣場所。打比喻來說：地下儲庫就像一個個罐頭，罐頭吃空后罐子還在，儲氣庫就接著利用這個空罐子，能源富余時注入，短缺時采出;儲氣庫就像一座座銀行，手頭寬裕時存入，短缺時取出。地下儲氣庫主要有4種類型：油氣藏型、含水層型、鹽穴型及其他類型（巖洞、廢棄礦井/礦坑型）。它具有存量大、調峰范圍廣、使用年限長、安全系數高等特點，集季節調峰、事故應急供氣、國家能源戰略儲備等功能于一身，是平衡冬夏用氣峰谷差、應對突發供氣短缺的戰略性基礎設施和重大民生工程，因此有“調峰保供的撒手锏”和“國家能源安全保障的重要保護神”等美譽。

進入新世紀，我國國民經濟快速發展，石油和天然氣亟須不斷增加，油氣對外依存度持續攀升，急需建設油氣地下儲庫，提高儲備能力，保障能源供應安全。

以天然氣為例，2017年冬季至2018年春季，全國較大范圍內出現的天然氣供應緊張局面再度敲響了國內儲氣能力不足的警鐘。根據國際經驗，一旦天然氣對外依存度達到和超過30%，地下儲氣庫工作氣量就需要超過消費量的12%，而且國家整體儲氣能力要達到一定規模。自2010年以來，我國天然氣對外依存度保持攀升，目前已超過40%，但儲氣設施建設遠遠滯后。中國擴大儲氣庫的建設量已經是箭在弦上，不得不發。

2019年1月9日，中國石油2019—2030年地下儲氣庫建設規劃部署安排會議在京召開。會上，中國石油天然氣集團有限公司與各相關油氣田企業簽訂儲氣庫項目建設責任書，落實責任主體，明確至2030年，中國石油將擴容10座儲氣庫（群），新建23座儲氣庫。

潮起海天闊，揚帆正當時。當國家擴容儲氣庫的沖鋒號吹響，作為支撐我國地下儲氣庫建設發展的一個“奠基式”的重要部門，中國石油天然氣集團有限公司油氣地下儲庫工程重點實驗室（簡稱“中石油油氣地下儲庫重點實驗室”）自然是責無旁貸地沖在了這條戰線的陣地前沿。事實上，立足國家能源安全需求，急國家之所急，一直是潛埋在中石油油氣地下儲庫實驗室人血脈里的優良基因。

歷崢嶸歲月，篳路藍縷，創業維艱。我國地下儲庫建設起步較晚、建庫地質條件復雜、理論基礎薄弱。20世紀70年代末，中國第一次嘗試用廢棄氣藏建設儲氣庫，直到20世紀90年代以前，相關工作卻還長期處于停滯階段。為何中國儲氣庫建設如此之艱難？這與中國的社會、經濟發展，特殊的地質構造等相關。

與國外儲氣庫普遍構造簡單、儲層高滲、氣藏埋深淺、密封性強相比，中國建庫主體為復雜斷塊油氣藏，構造破碎、儲層低滲、非均質性強、流體復雜、埋藏深。建設鹽穴儲庫的鹽巖地層多為陸相沉積，鹽層薄、夾層多、品位差。

復雜地質條件給選址、設計、建設、運行帶來一系列巨大的理論技術挑戰，如沒有基礎理論指導;國外的成熟技術無法滿足我國復雜地質條件建庫要求，需要在選址評價、建庫工程設計、擴容達產、安全運行上開展基礎實驗研究攻關，突破建庫技術瓶頸等。中石油油氣地下儲庫重點實驗室的誕生，正是建立在這一系列需求之上。

中石油油氣地下儲庫重點實驗室成立以后，始終牢記使命，在沒有可供借鑒經驗、一窮二白的情況下開始披荊斬棘，爬坡越嶺，沖破重重關卡逐漸走出了一條特色鮮明的開拓之路。顧盼回眸，如影歷歷。回首實驗室初創，是來自中石油集團公司上級領導的高瞻遠矚和敏銳判斷力，為實驗室的成立和發展、方向定位的確立注入了強大的推動力。

據多位實驗室的成員回憶，我國的儲氣庫研究起步較晚，大家最初是在與美國、德國、法國等發達國家同行的交流中才對儲氣庫有所認識和了解。21世紀前后，伴隨著我國儲氣庫建設的逐漸興起，中國石油天然氣集團有限公司多次組織人員前往相關領域技術先進的國家考察和取經，最終達成共識：儲氣庫雖不是主流行業，但必不可少，至此加快推進儲氣庫各項工作的布局和建設。

但隨著相關工作的不斷開展，他們發現，國外已經成熟的技術和理論因為受地質情況限制沒辦法直接照搬到中國儲氣庫的建設上來。“要推進中國儲氣庫的建設，唯有走出一條適合中國儲氣庫實情的自主創新之路來。”篤定想法的中國儲氣庫人開啟了自主創新的征程。不積跬步無以至千里，雖然面臨諸多困難，但在公司各級領導對基礎實驗研究的重視和推動之下，在中石油油氣地下儲庫重點實驗室初創時期幾位骨干成員的艱苦努力之下，實驗室得以一步一個腳印，走得堅實而厚重。

實驗室成立之初，設備、技術、人才及資金短缺，甚至連一個簡簡單單的辦公實驗場所都成了難題。“院里已沒有多余的空房，新建大樓手續又十分煩瑣，很長一段時間都沒有進展。后來沒辦法，我們只能想了一個應急的方案：對院里原來的冷凍站、維修工房進行改造，騰出空間來改造成為實驗室。”團隊成員回憶。萬丈高樓平地起，看如今軟硬件設施雄厚的中石油油氣地下儲庫重點實驗室，其實大到實驗室大樓的建立，小到每一個設備、每一張座椅、每一根電線、每一個插座的添置等都傾注了團隊成員的心血、智慧和汗水。

實驗的技術和設備必須根據中國自己的地質特點和目標研發，是起步時期擺在中石油油氣地下儲庫重點實驗室人面前的最重要的難題。這是一條沒有經驗借鑒的探索之路，經過認真思索和總結經驗，團隊最終形成了一方面在國際上追蹤科技含量高、先進適用的技術裝備，另一方面根據研究發展需要，與相關廠家和研究院所合作自主開展儀器研發的思路。引進、吸收、創新相結合，澆灌出了一朵又一朵具有中國鮮明特色的創新之花。

以團隊建設鹽穴儲氣庫的過程為例：江蘇金壇鹽穴儲氣庫是中國建立的第一座鹽穴儲氣庫，但最初在建庫時，儲氣庫的建設者們也曾面臨過不少質疑和否定，“國外用百年沉淀的經驗尚不足以支撐這么高難度儲氣庫的建設，中國憑什么來實現創舉？”

但中國儲氣庫的建設者們并沒有因此而放棄，“技術問題也好，管理問題也好，市場問題也好，一切存在質疑的問題都一一反復論證，還請來了國外的專家一起分析判斷”。最終，是國家對能源安全儲備的迫切需求助推了相關項目的實施推進。

一般鹽穴儲氣庫的設計周期超過50年，長期注采運行安全是需要考量的重中之重，而通過物理模擬手段進行安全運行評估是重要的研究手段。艱難困苦玉汝于成，只有實驗室成員心里最清楚，為實現這一研究突破，他們付出了多少心血和努力。研究過程十分枯燥而繁雜，為搞清楚地下鹽穴的注采機理，他們專門采集了相似的材料并模擬出地下鹽穴的狀態，通過布置地下傳感器來采集一注一采對周圍的應力影響等。早期他們也曾經歷失敗，花了兩三個月的時間來重新填埋材料。實驗設施搭建完成后，他們每天都需要面對重復性的實驗，分析枯燥的實驗數據，繪制曲線，傾力其中，不放過每一個細節……如此循環往復，進行了近300次重復性實驗，終有所獲。實驗室團隊成員專門針對中國鹽穴儲氣庫特點，研制了國內的物理模擬實驗裝置之一，配置了層狀鹽巖地層的相似材料，研發了復雜鹽腔的相似模型，最終通過近兩年的持續攻關，形成了鹽穴儲氣庫注采運行物理模擬研究成套實驗技術，有效支撐了我國鹽穴儲氣庫注采運行。是持之以恒的基礎研究，踏踏實實的實驗攻關為他們鋪設了通往成功的天階。

“設備研發和實驗技術開發的過程是漫長的，更是苦澀的，但辛苦也是值得的。我們堅信只要我們持續創新、踏實攻關，一定能在未來儲氣庫發展中乘風破浪，更創輝煌。”櫛風沐雨十年整，中石油油氣地下儲庫重點實驗室人早已在風浪的考驗之中練就了將艱險視為淬煉，將磨難當作鍛造，堅定信念、笑對科研的自信和從容。

從2011年到2021年，中石油油氣地下儲庫重點實驗室建設運行這十年，正是中國儲氣庫取得跨越發展最快的十年。十年追夢，十年拼搏。如果把這十年當成是一次追夢的“急行軍”，這場“行軍”的腳步清晰凝重，信念的力量卻光照萬里。來時路上，既有無經驗借鑒時的彷徨和無助，也有摸著石頭過河時的冒險和挑戰;既有面臨一次又一次失敗時的挫敗和沮喪，也有迎來柳暗花明時的快樂和欣喜，中石油油氣地下儲庫重點實驗室人用短短十載時間，實現了從無到有、從弱到強的“蝶變”。

砥礪前行整十載，

豐碑矗立天地間

十年櫛風沐雨，十年春華秋實。運行10年來，實驗室圍繞國家油氣地下戰略儲備工程及中國石油地下儲庫工程面臨的重大科技問題，針對復雜地質建庫條件，創新油氣地下儲庫建庫地質理論和工程技術，形成具有中國地質特點的地下儲庫設計、建設、運行與評估的實驗研究體系，為我國地下儲庫建設工程提供技術支撐，成為我國能源科學油氣地下儲庫領域技術攻關的中堅支撐力量。

工欲善其事，必先利其器。針對我國構造破碎、儲層非均質強的復雜氣藏及高雜質、層狀鹽巖等不利地質條件，結合國外的成熟技術和設備無法滿足中國儲氣庫大規模建設的情況，實驗室因地制宜，開拓創新，自主研發引進了多套國內外先進的重大設備（軟件）和實驗裝置，實驗裝備和技術方法不斷創新，主要技術性能指標達到世界先進水平;開發了儲氣庫圈閉密封性評價、孔隙型儲氣庫注采運行模擬等6項特色技術，形成了涵蓋孔隙型和鹽穴型兩類儲氣庫地質選區、建庫、運行及安全評價等八大實驗技術系列，先后獲得中石油集團公司科技進步特等獎等多個科技獎項。

實驗室自主創新研發了儲氣庫蓋層、斷層動態密封性評價實驗技術及配套理論。這套實驗及理論體系讓庫容預測精度比國外提升了20%，庫容利用率由70%提高至90%以上，實現了從靜態到動態，從定性到定量的轉變，突破了復雜地質條件選庫及設計的技術瓶頸，在國內20余座儲氣庫設計中得到廣泛應用，整體達到國際先進水平。

鹽穴型儲氣庫是實驗室重要的研究方向之一。與國外鹽丘型鹽巖建庫不同，我國主要為層狀鹽巖建庫，鹽巖含量低、夾層多。為突破建庫瓶頸，實驗室人員潛心鉆研，隨著層狀鹽巖造腔物理模擬技術、鹽穴儲氣庫穩定性評價技術的攻關，不僅實現了層狀鹽巖建庫，而且在水平溶腔建庫、超深層（2000米）建庫實現了突破，大大拓展了鹽穴建庫選址范圍。

為實現氣藏型儲氣庫注采的精準化設計，經過長期攻關和研發，實驗室建立了孔隙型儲氣庫注采多相滲流理論和實驗技術系列，通過對儲氣庫微觀儲滲特征、注采滲流特征等綜合研究，實現了儲氣庫庫容空間的精準化設計。

突破儲氣庫儲層注采機理是實驗室建立以來一項重要成果。與氣田開發屬于單向、低速衰竭采氣不同，儲氣庫運行屬于多周期循環、強注強采，儲層滲流機理及空間動用特征更為復雜。如何準確獲得氣藏儲氣庫儲層注采滲流機理及空間動用效率，是決定儲氣庫庫容參數設計精確與否的關鍵。在這方面，國內研究基本為零，無現成的經驗可循。

為實現儲氣庫庫容參數的精確設計，實驗室團隊成員展開了設備的研發和引進。他們創新性地聯合英國、法國兩家相關領域里的頂級廠家，根據中國儲氣庫的實際需要，整合研制出了國內獨一無二的集儲氣庫注采模擬和核磁分析為一體的氣藏儲氣庫注采運行物理模擬裝置，形成了儲層空間動用評價實驗技術，結合三維數值模擬，實現了儲層空間的精確計算，實驗技術總體處于國際先進水平，成為中石油集團的標志性成果。

伴隨著中國儲氣庫建設的大規模興起，時間越是久遠，中石油油氣地下儲庫重點實驗室人的探索印跡越是清晰可見，特點也越是鮮明。經過多年結合中國儲氣庫實際地質條件的摸索和積累，實驗室先后形成了儲氣庫選址與地質評價技術、孔隙型儲氣庫注采多相滲流實驗技術、孔隙型儲氣庫全三維一體化仿真數值模擬技術、鹽穴儲庫穩定性評價技術、層狀鹽巖造腔物理模擬技術等系列亮點技術，為地下儲氣庫的選址、運行方案設計、運行參數優化、穩定性評價等提供了支撐。

特別是儲氣庫圈閉動態密封性評價理論及實驗技術，它突破了我國地下儲氣庫選址的禁區，成功指導優選氣藏庫址60余座，潛在調峰能力達1000億立方米，為中國地下儲氣庫大規模建設奠定了庫源基礎。實驗室提出的復雜儲層高速多輪注采滲流及庫容分區設計方法，在國內20余座儲氣庫得到廣泛應用，設計符合率達到90%以上。成果的應用證明，我國地下儲氣庫建設達到國際先進水平，推動了我國地下儲氣庫的發展。

十年磨一劍，礪得梅花香。在十年的發展過程中，中石油油氣地下儲庫重點實驗室取得了一系列令人矚目的成就。依托實驗室孕育出的先進特色技術及設備，一座座地下儲氣庫亦如雨后春筍般在中國拔地而起：

——2014年，以華北蘇4超深（4500米）、底水碳酸鹽儲層為目標，實驗室攻克了全直徑巖心造縫、定流量注采等瓶頸技術，首次發現了氣水相滲滯后作用及其作用規律，并以此為基礎建立了物性分區、流體分帶評價方法，為蘇4超深儲氣庫建庫提供支撐;

——2015年至2017年，實驗室攻克的鹽巖長周期蠕變實驗技術助力平頂山超深（地下2000米）儲氣庫建庫;

——2016年至2018年，實驗室關于鹽穴儲氣庫穩定性評價實驗技術在江蘇金壇成功應用，論證了金壇儲氣庫近10年運行以來安全狀態，評價了金壇儲氣庫具備提壓潛力;

——2020年，實驗室在國內首次針對大慶升平火山巖、低孔低滲氣藏儲層，系統評價多周期循環注采過程儲層儲滲能力的變化，開辟了特殊巖性儲層建庫新領域;

…………

十年間，實驗室攻克的實驗技術及其研究成果已在西南相國寺、新疆呼圖壁、吐哈溫吉桑等10座在建和擬建的儲氣庫應用，為儲氣庫的優化設計和安全運行與提壓潛力研究提供了保障。

砥礪前行整十載，豐碑矗立天地間。當一項又一項創新技術獲得突破，一個又一個曾經制約我國儲氣庫發展的難題被攻克，一座又一座刷新我國儲氣庫建設實力和水平紀錄的儲氣庫得以被建設……以中石油油氣地下儲庫重點實驗室人為代表的中國儲氣庫建設人用他們的辛勤汗水、勇氣和實力奏響了一曲來自地底的自立自強之音。

同舟共濟支撐蛻變，

春潮涌動再寫篇章

“頭戴鋁盔走天涯，莽莽草原立井架;云霧深處把井打，地下原油見青天;祖國盛開石油花，天不怕地不怕，放眼世界雄心大，我為祖國獻石油……”或許在很多人印象中，日日夜夜為國家能源事業奉獻青春熱血的人只出現在歌中所唱的場景里，殊不知，在深深的地底下，鹽穴中、巖洞里、礦井下……地下儲氣庫人正以他們特有的方式為保國家能源安全做著不可或缺的貢獻。

這是一個支撐國家能源命脈的群體，也是一個容易被人忽略的群體。

實驗室成員武志德記得很清楚，在他剛剛進入研究室的頭幾年，也是實驗室剛剛創辦、起步爬坡的階段，因為當時行業本身并不大，也不為人所熟知，很多剛入行的人趕緊就轉行了，也有不少人干了一段時間就走了。堅持下來的人，完全是憑著他們對地下儲氣庫事業于國于民重要性的認同。

“我為國家多找庫，我為國家建好庫，我為國家多儲氣，夯實國家底氣。”實驗室創始人之一、主任丁國生常掛在嘴邊的話如今已經成為實驗室人共同的精神內核，成為支撐他們并肩前行的動力。在最早一批參與拓荒的實驗室中堅力量的引領之下，團隊快速地成長起來，雖然人員不算多，但效率很高，大家擰成一股繩，向著共同的目標前行。

這是一個信念堅定的團隊。從團隊成立之初，就已經確定了緊密圍繞國家能源安全需求，保障一方人用氣安全的目標。他們一方面不斷攻克面臨的選址難度不斷加大、地質條件日益復雜等帶來的基礎性試驗難題;一方面不斷積累理論和試驗經驗，進一步推進我國地下儲氣庫的建設。想現場之所想，急現場之所急，基礎與應用相結合，相輔相成，共同推進地下儲氣庫建設進入良性發展的軌道。多年有的放矢、艱辛積累，終有所成：他們建成了世界上門類，能夠囊括我國地下儲氣庫所有基礎實驗、覆蓋所有科研課題的特色實驗室，以設備新、實力強等聞名海內外。

這是一個朝氣蓬勃、充滿干勁的團隊。團隊主要由年輕人組成，不僅有國際化的綜合性人才，也有來自不同交叉學科的精專人才。這樣的一群人聚在一起取長補短、各司其職，不僅能做到專和精，還能做到廣和寬，為團隊的發展和技術攻關奠定了堅實的基礎。在共同信念的驅使之下，他們團結協作、同舟共濟，這才有了一次又一次科研難題的順利攻關，一個又一個凝聚大眾智慧的設備研發，一座又一座以前所未有難度創建的特色地下儲氣庫的順利建設……

這是一個注重細節、善于攻關的團隊。盡管近20年來中國地下儲氣庫的建設突飛猛進，實驗室從誕生到發展成熟也僅僅用了10年時間，但以實驗室成員為代表的中國儲氣庫建設者們時刻繃緊“安全第一”這根弦，從地下儲氣庫的設計開始就進行各種細致的安全評估，設計指標嚴格按照高標準要求，在儲氣庫建設的各個階段，通過各種技術手段反復論證，請來國際相關領域的權威專家來共同參與討論和評估，確保了后期一系列高難度儲氣庫的安全運行。

…………

十年堅定信念勇攀高峰，十年團結奮進灑播智慧。一個人走很快，一群人走很遠，是信念的力量、團隊的力量帶動實驗室創下了十年涅槃蛻變的佳話，也將引領著實驗室走向新的征程。

2020年6月22日，國家能源局印發《2020年能源工作指導意見》顯示，要加快天然氣產供儲銷體系建設……壓實上游供氣企業和國家管網公司儲氣責任，加快儲氣庫基地及儲氣設施重點項目建設。

中國石油天然氣集團有限公司作為我國最大的天然氣生產供應企業之一，為了滿足人民對美好生活的追求，打贏藍天保衛戰，有責任加快地下儲氣庫建設。在“十四五”開啟之際，公司積極參與國家百億方級儲氣庫群建設工程，開展枯竭氣藏改建儲氣庫地質及氣藏工程、老井利用及封堵、儲氣庫群注采工程等多項關鍵技術的攻關。同時，企業明確提出了支撐“十四五”規劃、推動油田發展的10項重點工程。曾經風起云涌之時，實驗室人頂住壓力實現了積累創新。當下一輪春潮撲面而來，如何抓住機遇再創輝煌？對此，實驗室人早已做好了迎接挑戰的準備。

“近年來，隨著國家對天然氣需求的持續加大，地下儲氣庫建設需求越發迫切，但選址也越來越難，庫址條件越來越差，建庫模式也在發生著轉變，從以往枯竭氣藏和層狀鹽巖建庫，現在發展到低滲氣藏建庫、油藏建庫、氣驅采油與儲氣庫協同建庫、鹽巖水平溶腔建庫等，同時也面臨已建庫挖掘潛力、提高運行效率的問題……”雖然困難重重，但因為有了前面十年的積累，實驗室人并不因此而懼怕，立足需求帷幄布局，藍圖已繪下，揚帆待起航。

未來，實驗室將以“科技成果產業化、運行機制企業化、發展方向市場化”為核心，堅持機制創新與技術創新并重的指導方針，按照優勢互補、資源優化整合的原則，聯合國內相關單位建設國家級的油氣地下儲庫工程研發中心，瞄準國家能源供應安全戰略，推動油氣儲存系統快速建設，形成復雜地質條件建庫技術體系，成為我國能源地下儲庫建設的戰略決策參謀部、建庫理論和技術研發中心。同時，建設建庫理論和技術研發中心、儲庫高效建設與安全運行服務中心、高層次科技人才培養中心，為保障我國能源安全貢獻力量。

走過昨天，走在今天，走向明天。過去十年，中石油油氣地下儲庫重點實驗室人伴隨著夢想起航，責任的力量，鞭策著他們一路披荊斬棘、過關斬將，收獲了蛻變成長。再一次遠征，面對國家崛起與民族復興的時代召喚，新一代中石油油氣地下儲庫重點實驗室人一樣會用支撐國家能源安全命脈的不變初心，續寫新的篇章。

（責編：黃雪霜）