驢駒河儲氣庫：開創復雜地質條件下儲氣庫建設新模式

[摘 要]地下儲氣庫是天然氣上、中、下游產業產供儲銷體系中的關鍵一環，對保障國家能源安全和國計民生有著至關重要的作用。然而，復雜的地質條件讓我國儲氣庫建設面臨一系列嚴峻挑戰。作為我國地下儲氣庫研究和建設的先行者、排頭兵，中國石油大港油田深刻總結20多年來在相關領域積累的技術和經驗，結合驢駒河儲氣庫建設，通過開展庫址篩選、指標設計、工程建設、運行優化、注氣期協同采油、人力資源管理創新等方面的研究攻關，形成了復雜斷塊氣藏儲氣庫建設特色技術，創建了儲氣庫建設新標準、運行新功能、管理新模式，探索出一條復雜地質條件下新型儲氣庫建設之路，成為中國石油新型儲氣庫建設的成功典范，為國內儲氣庫建設標準、業務發展、人力資源改革等提供了借鑒。

[關鍵詞]復雜地質條件；新型儲氣庫建設；注氣期協同采油

一、前言

1999年，我國第一座商業儲氣庫——大港油田大張坨儲氣庫投入全面建設，拉開了中國地下儲氣庫建設發展的序幕，為我國后續儲氣庫建設打造了樣板、提供了借鑒。

通過20余年的發展，大港油田在京津冀核心區域建成地下儲氣庫10余座，所形成的儲氣庫群日最大調峰能力、累計注氣量和采氣量，均位居全國第一，為保障國家能源安全、助力京津冀經濟發展發揮著重要作用。

近年來，我國天然氣消費量以年均15%～20%以上的速度持續增長，天然氣對外依存度還在不斷攀升，且國內地下儲氣庫等儲氣設施工作氣量遠低于12%的國際平均水平，特別是受地緣政治影響，風險更加難以把控，保障國家天然氣能源安全迫在眉睫。

從2018年開始，黨中央、國務院強力推動建立天然氣產供儲銷體系，加強天然氣戰略儲備。

地下儲氣庫作為穩定、綠色、安全、經濟的儲氣設施，有著無可比擬、無可替代的戰略地位。以中國石油為代表的天然氣生產供應企業，堅決貫徹執行黨中央決策部署，以壯大綜合國力、促進經濟社會發展、保障和改善民生為己任，規劃了東北、華北、中西部、西北、西南、中東部六個區域儲氣中心，制定了“達容一批、新建一批、評價一批”的工作部署，充分挖掘儲氣庫擴容達產潛力，加快推進儲氣庫建設。我國迎來了地下儲氣庫新的建設高峰期。

位于天津市濱海新區的驢駒河儲氣庫，是中國石油大港油田于2020年開始建設的新型地下儲氣庫（群）。該儲氣庫地處天然氣需求旺盛的環渤海區域，功能定位為京津冀天然氣保供、陜京管線季節調峰，由三個枯竭油氣藏改建而成。

大港油田儲氣庫建設者們不斷探索、不懈努力，深刻總結20多年來方案設計、施工建設到運行管理方面的技術與經驗，注重理論與實踐的結合，創建“氣藏-井筒-地面”一體化井站設計技術，地上地下綜合優化，氣藏有利儲層、軌跡控制、叢式井部署等多學科協同研究決策，將三個斷塊全部新井部署在一個井場，創新了國內儲氣庫井站一體化標準。

驢駒河儲氣庫全面推廣標準化設計、工廠化預制、橇裝化安裝、數字化交付，于2020年3月30日動工建設，2022年9月23日開始注氣運行。截至2023年7月，歷經兩注一采周期，累計注氣約2億立方米，累計采氣4000多萬立方米，達到了設計指標。

同時，驢駒河儲氣庫還在國內首創開展儲氣庫“注氣期協同采油先導試驗”，實現了注氣期協同采油的突破，開辟了老油田增油提效新路徑，促進了油氣田儲氣庫建設與油氣開發“提高采收率”融合發展，開拓了我國復雜地質條件下儲氣庫建造創新之路，形成了“少人高效”的基層作業區運營新模式，進一步彰顯了驢駒河儲氣庫區域價值、政治價值、經濟價值，成為中國石油新型儲氣庫建設的成功典范。

二、實施背景

（一）保障國家能源安全的責任使命

黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視能源安全，從國家發展和安全戰略全局高度，作出了“加大能源產供儲銷體系建設”“能源的飯碗必須端在自己手里”等一系列重要指示批示，并將能源安全上升到與糧食安全同等重要的戰略位置。

天然氣作為主要清潔能源，在一次能源消費結構中的比重快速增長，但也存在對外依存度高、市場風險加大、氣源遠離市場、管輸能力有限、儲氣設施不足、季節性供需不平衡等矛盾和風險，安全平穩供氣已經成為國計民生的重中之重。

中國石油大港油田作為地下儲氣庫研究建設的先行者、排頭兵，認真貫徹落實黨和國家能源戰略部署，履行天然氣保供責任，以“奉獻能源，創造和諧”為己任，精心謀劃，大膽實踐，開展技術創新和管理創新，有效破解儲氣庫研究建設技術難題、管理難題，不斷提升儲氣調峰能力，為保障國家能源安全貢獻大港油田力量。

（二）支持京津冀清潔發展的重要手段

長期以來，京津冀地區能源自給率偏低，屬于能源調入性區域。

近年來，隨著京津冀地區經濟的快速發展和居民生活水平的不斷提高，天然氣消費量迅猛增長。此外，煤改氣政策不斷落地，促使部分工業燃煤鍋爐改用燃氣，農村燃煤散戶也改用燃氣，驅動能源消費結構向天然氣傾斜，天然氣需求量進一步增長，供需缺口呈現逐年擴大的趨勢，天然氣供應調峰問題日益突出。

有機構預測，2025年京津冀地區調峰需求量為130億立方米，2030年調峰需求量為150億立方米，調峰需求量較大；華北地區已建及在建地下儲氣庫設計有效工作氣量為90億立方米，調峰缺口較大。

建設地下儲氣庫將有力支持京津冀地區綠色低碳發展。驢駒河儲氣庫位于天津市濱海新區內，距天津市區約40公里，據北京市區約150公里，地理位置優越，在應對極端情況下，儲氣庫可立即投運，在極短的時間內發揮應急供氣功能，能有效緩解京津冀地區天然氣需求緊張的局面，保障冬季高峰安全穩定供氣。

（三）促進老油田轉型升級的必然選擇

隨著世界各國對環境污染、氣候變化等問題的愈發重視，以及可再生能源的快速發展，全球能源結構正加速向綠色低碳轉型。

黨的二十大報告明確提出，要“完善能源消耗總量和強度調控，重點控制化石能源消費”“加快規劃建設新型能源體系”。

面對資源劣質化、原油穩產難等問題十分突出的嚴峻挑戰，歷經60年建設發展的大港油田在大力推動油氣增儲上產的同時，積極適應當前能源轉型的新形勢新要求，提出了“一體兩翼”的新發展思路，構建了以油氣勘探開發為主體、地下儲氣庫和新能源業務兩翼齊飛的高質量發展新格局，統籌發展綠色清潔能源，特別是具有清潔、低碳、經濟等特征的天然氣業務，扎實推動油氣、新能源和儲氣庫業務協同融合發展，全力助推老油田在綠色低碳轉型的道路上行穩致遠。

（四）提升儲氣庫功能作用的內在要求

在驢駒河儲氣庫初期選址之時，所處的濱海新區經濟發達、人口密集、廠礦林立，且位于復雜破碎斷塊構造的東部地區斷陷盆地，淺層難以尋找到合適的構造與儲層改建儲氣庫，同時這里的老油田開采井網密集，多有復雜井、套變井，增加了儲氣庫建設難度。各種復雜情況，為地下、地面選址增加了難度。

大港油田堅持系統思維，突出已建庫周邊油氣藏及評價工作，打造“衛星”庫，通過“小”庫連片，提高建庫速度，提升保供能力。實施儲氣庫井站一體化建設，大幅減少占地面積和注采管道長度，降低日常巡護工作量和生產運行維護成本。同時，通過突破慣性思維，打破儲氣庫“夏儲冬采”的傳統模式，積極探索注氣期協同采油運行模式，拓展儲氣庫油藏建庫選址空間，提升儲氣庫功能定位和經濟效益，為實現儲氣庫規模建設和油氣開發提高采收率融合發展提供有益借鑒和實踐參考。

三、主要做法

（一）創新思維，創新技術，驢駒河儲氣庫研究創出新水平

大港油田經過20余年的儲氣庫技術探索、創新與完善，持續開展庫址篩選、指標設計、工程建設、運行優化等技術攻關研究，形成復雜斷塊氣藏儲氣庫建設特色技術，打造儲氣庫安全運行百年工程，有效地支撐了驢駒河儲氣庫方案的設計實施，設計指標符合率、建設與運行有效率、安全環保保障率達到98%以上。

1.創新復雜斷塊儲氣庫庫址優選評價表征技術

建立了儲氣庫庫址篩選定量評價技術，集地質、工程、安全、效益4項原則12項評價要素，構建灰色理論預測模型，實現庫址分等級評價、歸一化優選，解決了復雜條件儲氣庫庫址篩選難題。

建立了基于“巖石力學參數、蓋層突破壓力、泥巖涂抹系數、極限承壓工況”的地質體封閉強度評價技術，確定蓋層排替壓力、厚度，斷層承壓封閉指標。建立了基于“低級序斷層精細解釋、薄砂體儲層精細預測、儲層構型精細刻畫”的儲氣庫地質體精細表征技術，實現小斷距斷層、薄砂體精細表征，技術達到國際領先水平。

2.創新儲氣庫指標聯動設計技術

針對含油水氣庫邊底水、油環、注入水不同注采期動態進退造成的庫容變化，建立了全要素物質平衡庫容量計算模型，計算單周期庫容與多周期庫容，解決了復雜氣庫庫容設計精度偏低難題。

提出了“儲氣庫最佳日調峰能力取決于氣庫本體生產能力與市場需求規律的最佳匹配”理念；研發了“基于市場需求的儲氣庫日調峰能力設計方法”，建立了“MXM公式”，實現了采氣量-日調峰量-采氣井數耦合設計，解決了設計指標脫離實際無法實現的難題。

創建氣井高產“地層不出砂、油管不沖蝕、井筒不積液”的地層-井型-井筒一體化氣井產量設計技術，常規單井日調峰量提升一倍。

3.創新儲氣庫長壽井工程技術

研發了基于“韌性水泥全井段固井、自平衡環空保護液工藝”的新井完整性設計技術，實現四級工況監測、五層安全屏障，滿足儲氣庫日常注采量高、流量變化大的生產特點。

集成創新了基于“改性膠乳與超細堵劑、電磁探傷與井徑檢測、高壓擠注與帶壓候凝”的老井永久性處置技術，實現儲層、井筒、油套管環空立體全封閉，解決鉆井工程儲層保護及固井質量技術難點問題。

4.創新儲氣庫智能化地面注采工程技術

研發基于“井口降壓+J- T閥節流+外輸穩壓”三級壓能、“空氣預冷+干氣換冷+丙烷輔冷”三級冷媒、“注氣+外輸”一機兩用的高效處理工藝，并形成國家標準。

研制基于“低溫分離、聚結過濾、溫度場均布”一體化高效低溫分離裝備，產品質量達到國際標準。

研發基于“高低壓交變同管注采、注采雙向自動調節與自動計量裝置”的地面注采智能調控技術，搭建了國內領先的儲氣庫智能控制系統。

（二）建樣板庫，建智能庫，驢駒河儲氣庫建設創出新水準

以保護生態環境、提高建庫效益為目標，踐行地質工程一體化、經濟技術一體化理念，按照“井叢場、工廠化、數字化”的建設思路，堅持效益與綠色同步、技術與管理協同，以實現集約布站、高效建站、數字管站。

1.打造了國內首座場站一體標準化儲氣庫

驢駒河儲氣庫鉆井過程中創建了“氣藏-井筒-地面”一體化井站設計技術，實現了氣藏有利儲層、軌跡控制、井位部署等多學科協同研究和決策，實施工程地質一體化布井，合理匹配井口和靶點，井場采用雙排井口布置，兩部鉆機同時施工，建井周期縮短20%。

新鉆井共用一個井場，集注站與其毗鄰，通過采取井場-集注站合建的方式，占地面積、管道建設大幅降低，有力地支撐了地面環境受限集約布站的高效實施，降低資金投入，便于后期運維，實現有限空間的最大使用效率。

2.打造了國內撬裝化率最高的儲氣庫

為提高建設效率，驢駒河儲氣庫全面推廣標準化設計，工廠化預制，橇裝化安裝，研發橇裝裝置30類40項，設備成橇率達到95%，比上一批建成的板南儲氣庫橇裝率提高70%。

實現工廠預制與現場施工同步，橇裝裝置吊裝無縫銜接，降低了氣候與環境影響，減少了現場施工交叉作業，減少占地面積、提升施工質量、縮短現場施工周期，與板南儲氣庫相比，提高施工效率約15%。

同時，橇裝化成果應用于后期同類儲氣庫建設，白15儲氣庫注采閥組橇從預制到安裝僅用20天，保障了新井快速實現采氣，為后續工藝橇裝標準化工廠預制積累了經驗。

3.打造了核心設備全國產化的儲氣庫

為積極應對國際貿易形勢變化，提高安全和自主能力，驢駒河儲氣庫核心設備全部使用“中國制造”的產品，首次在國內儲氣庫中應用國產控制系統。通過一年的時間，與廠家深化協作、現場磨合，提高了系統的匹配性，操作界面更加友好，確保了工控系統安全，實現了井站一體化全局智能管控，為驢駒河儲氣庫賦予了“中國芯”。

被譽為儲氣庫“心臟”設備的天然氣壓縮機長久以來依賴進口，其交貨期長，運維成本高等因素制約著儲氣庫建設步伐。驢駒河儲氣庫首次安裝了國產壓縮機，通過不斷調試，技術參數符合設計和現場要求，打破國外技術壟斷，同時井口采氣樹、控制盤、采氣裝置等核心設備國產化率達到100%，以完全國產化確保了國家安全。

4.打造了國內首座數字化交付儲氣庫

面對經驗不足、資金不足、基礎不足三大困難，遵循板塊公司夢想云微服務架構進行數字化交付方案編制和總體規劃，完成平臺的開發和數字化交付任務，實現了大港油田數字化交付的“零突破”，建成了中國石油首座開展數字化交付的儲氣庫。

全要素搭建儲氣庫數字化平臺、全生命周期追溯物資采購和使用、全方位監控現場施工、全信息錄取歸檔各類數據資料，保障建設過程進度可視化、安全管理可視化、三維模型信息可視化，后續可接入DCS系統設備動態數據、場站視頻監控畫面，最大化地實現了移交成果在生產運行期的應用。

（三）打破思維，打破常規，驢駒河儲氣庫提效創出新功能

儲氣庫傳統運行模式是夏秋注氣、冬春采氣，注氣系統、采氣系統彼此獨立運行，其工藝原理20多年來保持不變。

在油田公司確定“一體兩翼”新發展格局和“三個5”的總體發展目標后，以大張坨循環注氣工程為啟發，對驢駒河儲氣庫開展注氣期氣驅采油試驗，解決了注采井網配套、工藝流程調改等難題，實現了注氣期協同采油，為老油田協同推動儲氣庫建設和提高油氣采收率提供了有益探索。

1.強化地質分析，落實氣藏注氣驅油潛力

在驢駒河儲氣庫建設過程中發現河庫9井鉆遇一套新層。2023年1月10日，驢駒河儲氣庫試采投產，河庫9井采氣攜液較多、含水較低，通過小層精細對比，落實儲集層展布，證實河庫8、河庫9井均鉆遇一套新砂體，通過動靜結合分析，兩井連通性好，具備一注一采井網條件。

2.打破慣性思維，巧妙構思工藝系統調改

深入開展工藝系統適應性分析與模擬計算，核實現有采氣裝置天然氣最低處理能力為60萬立方米，而河庫9井預測日采氣量不足20萬立方米，采氣裝置效率不足。

經過現場摸索，組織專題攻關，將管殼換熱器3寸熱旁路閥移位至8寸J- T閥組處，短時高效完成了項目設計、現場施工及實際應用的高效轉化，保障了小氣量工況下露點裝置正常運行。

為滿足氣體外輸條件，克服夏季高溫小氣量采氣露點溫度控制難的問題，通過多專業協作，將原有溫度調節閥調整為壓力控制閥，自控專業對控制回路及控制參數分別進行調整測試和優化，順利實現了節流降壓膨脹制冷目標，確保了采氣生產露點溫度合格，保障站內天然氣安全高效注采循環。

3.科學組織生產，確保注采系統平穩運行

在對新工藝運行模式開展審慎的危害與可操作性分析后，制定了相應的管控措施，對站內200余臺套設備設施校檢，在崗位人員不增的前提下，注氣系統、采氣系統同時運行，氣驅采油實驗效果顯著。

河庫9井2023年5月11日開井采氣，截至目前累計采油近萬立方米，而投入的切改和操作成本很少，同時計算騰出動態庫容100多萬立方米。

4.全力深化研究，全面推廣應用大有可為

驢駒河儲氣庫首創開展儲氣庫“注氣期協同采油先導試驗”，具有促進儲氣庫快速達容、提高原油采收率、油氣藏開發與儲氣庫效益雙提升等效果，促進了儲氣庫建設與油氣開發“提高采收率”融合發展。

下一步，大港油田將進一步挖掘在役庫采油潛力，計劃在板中北儲氣庫按照“兩注一采”方式，進一步深入推進氣驅采油實驗的效果應用。

針對新建庫，板深37儲氣庫是大港油田首座氣藏、油藏分層系協同建設的儲氣庫，所在濱I中油組已探明石油地質儲量豐富，具有得天獨厚的注氣期協同采油地質優勢。

同時，圍繞大港油田“重上千米橋，解放千米橋”的總體決策部署，以“凝析氣藏開發與儲氣庫協同建設”為技術主線，以千米橋板深8、板深4、板深7區塊為研究目標，為“先導試驗+開發評價+建庫一體化研究”三步走開展潛山氣藏建庫研究明確了方向。

（四）精簡高效，精兵強將，驢駒河儲氣庫管理創出新模式

錨定“最高效、最安全、最經濟”工作目標，驢駒河儲氣庫在管理上敢為人先、自我革新，在精簡組織機構、推進業務歸核、減少崗位用工和精準薪酬分配上下功夫、見實效，全員勞動生產率預期將達到500多萬元/人，創造并引領了儲氣庫行業新的標準。

1.錨定業務結構先進、組織運行模式實現精簡

準確定位，將驢駒河儲氣庫作業區定位為天然氣注采和安全風險管控的責任主體，在保障安全生產運行前提下，系統梳理運營管理業務，提前開展作業區全業務鏈寫實，從其他作業區抽調骨干力量充實油氣藏動態分析、安全環保管理、注采氣生產崗位核心管理人員，外聘操作人員，核心管理人員和外聘操作人員按“1∶1”配置，解決了人員緊缺的難題，實現了新老交接、順利過渡。

打破“一切工作在基層”的管理思維，向“大而全、小而全”的業務結構下“刀”，將巡線、外修、治安和后勤業務外包、委托管理，斬斷作業區過長的運營管理鏈條，退出低端低效業務，集中精力發展核心業務，進一步提升組織效能，促進主營業務歸核發展。

2. 錨定目標定員先進、崗位用工模式實現精干

圍繞“生產效率提升、安全環保受控、質量效益改善”三個重點，推進管理層次壓縮和組織機構精簡，崗位用工由設計之初壓減40%，創造了同類儲氣庫作業區用工隊伍最精干的行業記錄。

不設機關和綜合性管理班組，形成了“作業區-崗位”“點對點”超扁平化的管理模式。堅持實施“橫合縱壓”，實行“大崗位”管理，構建形成了“管理+技術+核心操作”高效簡化的崗位管理模式。

對生產運行班組員工，明確“核心運行、輔助運行、簡單運行”三種崗位職責管理細則，明確核心崗位的應急管理處置及班組內生產指揮權限。

打破身份界限，從操作員工中選拔骨干擔任運維工程師，突破專業技術與操作崗位的身份界限，工程師既負責技術也負責操作，從技術管理到實際操作實行專業領域工作“一體化”負責。

3.錨定考核機制先進、考核分配模式實現精準

堅持優化完善差異化的薪酬分配政策，堅持以崗位價值為基礎，以績效貢獻為導向，持續加大向核心骨干人員以及高層次、高技術、高技能人才的傾斜力度，作業區按照“以崗定薪、崗變薪變”的原則，打破“能升不能降”的認知瓶頸，依據崗位責任、知識技能、工作環境、工作強度等因素，將全部崗位評價為四個層級系數，每個系數績效差異萬元以上，形成責任、貢獻、效益與崗位薪酬標準掛鉤的激勵機制，使各崗位間的價值顯性化。

持續強化效率效益決定增量收入的“掙工資”理念，建立員工收入與價值創造深度融合機制。作業區在建立內部考核機制上，將班組價值貢獻指標納入個人業績考核，在分層級掛鉤的基礎上，實行崗位內部的差異化分配，設立年度作業區專項獎勵，通過內部價值評價，實施重點激勵。通過精準考核激勵，崗位員工干勁十足，提質增效工作再創新高。

四、取得的成效

（一）為京津冀地區天然氣保供增添了新底氣

作為能源支柱企業，保障國家能源安全、保障地區經濟發展是大港油田光榮使命和責任擔當。驢駒河儲氣庫在2022年9月23日一次開機試注成功，2023年1月10日一次開井采氣成功，各項參數指標符合設計要求，強勢助力大港油田天然氣日調峰能力提檔升級，達到3000萬立方米以上，為保障京津冀地區天然氣供應增加了新底氣。對此，中央電視臺、新華社等國內權威媒體給予了高度關注。

（二）為國內儲氣庫業務發展提供了新思路

大港油田驢駒河儲氣庫首創開展“注氣期協同采油試驗”，應用儲氣庫注氣工藝和采氣工藝聯合運行技術，具有高壓驅動、騰空擴容優勢，可通過注氣快速驅替注采通道中的原油，加快原油騰空，為儲氣庫快速達容創造了條件。具有重力分異、混相驅替、壓力擾動和納米驅油機理優勢，能夠快速提高原油采收率，開辟了老油田增油提效的新路徑。

驢駒河儲氣庫“注氣期協同采油試驗”的成功，為儲氣庫后備庫址篩選、工程工藝創新提供了新的思路，而且開創了儲氣庫油藏建庫的新方向，為老油田下步協同推動儲氣庫建設和提高油氣采收率提供了有益探索，打下了可行性的堅實基礎。

（三）為油田公司深化人力資源改革提供了新模式

大港油田驢駒河儲氣庫作業區用工模式采取“主業+市場”的模式，消除了主業用工結構性短缺的不利影響，具備“核心突出、管理扁平、用工精干、勞動高效”四大特點，聚焦四項主營業務，實現主輔分離，管理層級實施“點對點”扁平化管理，為同行業用工最少，達容后全員勞動生產率達到約500萬元/人，為油田公司深化人力資源改革提供“方案樣板”。

（四）為后續儲氣庫的建設建立了新標準

大港驢駒河儲氣庫實現了三維標準化設計、數字化交付、工廠化預制、模塊化建設、標準化施工的既定目標，通過地下、井筒、地面一體化推進，在圓滿完成建設任務的同時，還打造了國內首座標準井站一體化、數智化儲氣庫，核心設備智能化、國產化、撬裝化率再創新高，為中國石油同類型儲氣庫建設提供了新的標準參考與借鑒。

編輯/王盈 統籌/蘇曉