地下储气库建设情况概述及我国储气库发展的趋势

王月

摘要：地下储气库容量大，储气压力高，存储成本低，是当今世界主要的天然气存储方式。天然气地下储气库已经成为天然气输配系统的重要组成部分。目前，我国天然气消费量处于快速增长期，市场需求矛盾不断增加，地下储气库已经成为国家战略储备、安全平稳供气的重要设施。

关键词：天然气    地下储气库类型   国外地下储气库

1 天然气地下储气库的作用

天然气地下储气库是调节供气不均匀性的最有效的手段，利用地下储气库注气手段在用气低峰期将天然气注入地下储气库，进入冬季用气高峰期，在打开注采井采气装置，进行采气，参与调峰。提高供气的连续性，将富余天然气存储在地下储气库，能够有效保证气源，进行连续性供气。提高管线利用率和输气效率，降低输气成本，提高投资收益率。

2 地下储气库类型

天然气的地下储存通常有下列几种方式：枯竭油气藏型储气库;岩穴储气库;地下水层储气库;盐矿层型储气库[1]。其中利用枯竭的油气田储气较为经济，利用岩穴储气造价较高。

2.1  枯竭油气藏型储气库

利用已经开采枯竭废弃的气藏或开采到一定程度的退役气藏，转为地下储气库是在各种地下岩层类型中建造储气库的最好选择。这种油气层的孔隙度、渗透率、有无水浸现象、构造形状和大小、油气岩层厚度、有关井身结构的准确数据及地层和邻近地层隔绝（断层）的可靠性等已掌握，可大大节省投资，因此已枯竭的油气藏是最好和最可靠的地下储气库。图1为枯竭油气藏型储气库。

2.2  岩穴储气库

盐穴储气库是利用岩穴储气的主要形式。盐穴储气库是将天然气储存在人工溶盐后形成的腔体中。盐穴储气具有相当明显的优势，由于盐穴深埋在地下，高温高压下的盐具有一定的可塑性，在产生一定的裂缝条件下具有自动愈合的特点。因此，地下盐穴就成了很好的密封储气库，将采出的天然气注入这个储气库，便形成了一个大型的人工气藏。降低盐穴储气库建设成本的主要方法，是应用现代溶盐技术增加岩穴体积，降低最小运行压力，提高最大运行压力。图2为盐穴储气库。

2.3 地下水层储气库

含水层型地下储气库，是人为将天然气注入地下合适的含水层而形成的人工气藏。天然气储气库由含水砂层和不透气覆盖层组成。储存气包括工作气和垫层气。工作气是指在储存周期内储进和重新排出的气体，垫气层是指在储库内持续保留或作为工作气和水之间的缓冲垫层的气体。含水砂层要有一定的渗透性，这种渗透性对于用天然气置换水的速度起决定作用，渗透性越好，天然气置换的速度就越快，工作气和垫层气的比例也就越大。图3为地下水层储气库。

2.4 盐矿层型储气库

一般利用盐矿建造的储气库容量较小，但是对于周围缺乏多孔结构地下构造层的城市，特别是具有巨大的岩盐矿床地质构造的地区，可采取此种类型储气库。另一种是新建盐穴储库，这种盐穴是按调峰气量要求，选定气库井位、井数、层位、地层岩盐厚度及盐穴几何形状、容积大小，进行有计划的淋洗造穴。

为了防止储库顶部被盐水冲溶，要加入一种遮盖液，它不溶于盐水，而浮于盐水表面。不断地扩大瓶盖液液量和改变溶解套管长度，使储库的高度和直径不断扩大，直到达到要求为止。

3 国内外地下储气库总体情况情况

从1915年加拿大首次在Wellland气田开展储气试验到现在，全球已建成715座地下储气库，共计23007口采气井，总工作气量为3930亿m³，平均每小时产出2.35亿m³天然气。纵观国外地下储气库的发展历程，一般需经历初期发展、快速发展和平稳发展3个阶段，以美国和俄罗斯为例，地下储气库发展初期分别经历13年和15年，快速发展期分别为46年和35年。

4 中国地下储气库建设现状

中国地下储气库发展始于20世纪90代初，经过30来年的发展，地下储气库在平衡天然气管网的压力和输气量、调节区域平衡供气方面发挥了重要的作用。截至2018年，国内已建成地下储气库（群）25座，储气规模400亿m³，相当于三峡水库的总蓄水量，冬季最高日调峰气量超9000万m³，相当于全国最高日用气量的十分之一。综合减排8000万吨，惠及10余省市2亿人口。预计到2030年中国天然气年消费量将达到5000亿m³，地下储气库需求将超过500亿m³。中国将形成四大区域性联网协调的储气库群，东北储气库群、西南储气库群、长三角储气库群和华北储气库群，中国地下储气库将迎来新的建设高峰。

5 中國地下储气库发展趋势

5.1加大地下储气库建设力度

天然气主要是通过地下储气库进行调配，地下储气库中数量关系到人们的日常生活。为了能够有效保证天然气的储备量，我国要加大对地下储气库的建设，这样才可以增加天然气地下储气库的储备量，满足人们对于天然气的需求量，适应市场的需求，从而平衡天然气在需求中供应关系。此外，在对地下储气库进行建设时，一定要严格按照国家建设的要求进行，确保天然气在地下储气库的安全。为此，我国要加大对天然气地下储气库建设的力度，提高我国天然气调配的数量。

5.2建库前充分论证分析

在建设天然气地下储气库时，要先了解天然气地下储气库建设主要是包括建设的地区、建设的类型以及建设的作用。相关的设计、建设部门要综合考虑、科学合理的规划计划。既要有合适的建库条件，还要满足当地的环境、地形以及气候等等。开展建库可行性评价、充分论证库容参数、注采井井位部署、注采能力评估、监测系统优化部署等研究。

5.3 建立多学科科技人才联合队伍

地下储气库是一个多学科、系统工程，应建立地下、井、地面三位一体的技术和管理团队，加强对地下储气库动态跟踪评价及管理，完善相关机制，统一标准，规范操作规程。另外，加强地下储气库技术攻关，针对不同类型地下储气库开展地质评价与气藏工程、钻完井工程、注采工程、地面配套工艺及地下储气库完整性评价等方面的核心技术攻关，研发新的工艺、设备为地下储气库建设提供技术支持[2]。

5.4积极建设数字化储气库

随着大数据时代的快速发展，我国天然气地下储气库的建设要顺应时代的步伐。为此，我国在加大对地下储气库的建设时，要多学习发达国家先进的理论知识以及技术，研究总结出适合我国地质建设的天然气地下储气库。在建设天然气地下储气库时，可以充分运用现代化信息技术，建立大数据化的数字地下储气库，其主要特点是有效方便，科学进行天然气的开采以及储备，降低了天然气地下储气库存在的安全隐患。

6 结论

作为天然气消费大国，我国储气库建设应该加快技术改进，向国外成熟的储气库技术学习，实现地下储气库工艺设计统一化、标准化，加快建库速度，缩短建库周期、提高建库质量，最终提高经济效益。

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