油气藏型储气库技术标准体系研究与构建

马守锋 韩月卿 范春 孟雷 张梅 幸雨

摘 要：随着世界经济的飞速发展和人类对天然气使用需求的日益增加，欧美国家不断加快储气库建设力度。近年来，我国亦在加快推动储气能力建设，储气库建设进入了“黄金发展时期 ”。本文分析了国内外储气库标准化现状，并对油气藏型储气库标准体系构建的必要性进行了充分论证，结合实际建立了油气藏型储气库技术标准体系，提出了标准化规划方向，高标准助力储气库建设加速驶入“快车道”。

关键词：油气藏，储气库，标准体系，储气能力

随着世界经济的快速发展，人们对天然气的需求在快速增长。全球10%左右的天然气用气量由地下储气库供应，西欧国家和俄罗斯分别达到20%、30%。国外储气库建设起步较早，1915年加拿大利用枯竭气藏建成世界上第一座地下储气库，1916年美国利用枯竭气田建立了美国第一座地下储气库。地下储气库具有储气量大、安全系数高、经济效益好、隐蔽性好的优点，有利于增强储气调峰及应急供气能力，具有重大的战略储备意义。就国际上储气库发展趋势看，欧美国家正在不断加大储气库的建设力度，增大储气量。

我国地下储气库建设起步较晚，从20世纪90年代开始储气库在国内正式开工建设和运营[1]，尤其是2010年以来建库工程全面提速[2]。全球储气库主要包括：枯竭油气藏储气库、含水层储气库、盐穴储气库、废弃矿坑储气库4种类型，其中油气藏型储气库工作气量占81%；我国地下储气库主要采用油气藏和盐穴建库，其中油气藏型储气库工作气量占90%以上。

1 标准现状分析

1.1 国外储气库标准分析

经调研，欧美地下储气库发达国家较重视储气库标准化建设，在多年的研究和实践中，结合实际情况，制定了地下储气库设计、建设和运行相关标准。

（1）API（美国石油协会）发布了API RP1114-2013《地储库的设计推荐实施规程》，主要对新建地下储气库的选址、建造、测试和投产、报废等方面进行了规范；API RP 1170-2015《盐穴地下储气库的设计和运行》，对盐穴地下储气库存储天然气的功能方面提出了建议；API RP 1171-2015《枯竭油气藏和含水层储气库的功能完整性》，对两种类型储气库的建设、维护、运行、风险管理和完整性管理程序方面给出了建议。

（2） CSA（加拿大标准协会）发布了CAN/CSA-Z341《碳氢化合物地下储库》，分为3个部分：储层型储库、盐穴储库、矿洞储库。分别规定了3种类型储气库的设计、建造、运行、维护、报废和安全的最低要求，对井口、采油树、地面设备、地下部分、监测设备、控制和紧急停工安全设备提出了基本要求。

（3） CEN（欧洲标准化委员会）发布了EN1918《天然气供应系统-地下储气库》，作为通用的基本原则，规定了地下储气库的设计、建造、测试、运行和维护的基本要求，同时对地面设备、地下设备到井口进行了规范。

经分析，国外地下储气库标准较少，均为推荐做法，优点是涉及的范围全面、原则指导性强，提出了各个阶段的原则性要求；缺点是没有细致的专业划分和缺乏细化的专项标准[3]。

1.2 国内储气库标准分析

随着20多年我国储气库业务的发展，已形成完善的储气库选址评价与建库地质设计、超低压地层交变载荷工况钻完井、高压大规模储气库地面核心技术、风险评价与控制、层状盐岩建库高效造腔等5大关键核心技术[4]，储气库标准化工作逐步规范化。目前已发布储气库相关石油天然气行业标准20项，主要涉及储气库设计、安全、注采井修井、选井、评价及运行等，其中适用于两种及以上类型储气库的标准7项、油气藏9项（其中油气藏4项、只适用于气藏的5项）、盐穴4项，详见表1。

近年来，我国不断完善储气库技术标准，消化和吸收储气库建设和运营的研究成果及实践经验，规范、指导储气库的高质量建设，但在储气库监测、评价、运行维护等方面的技术标准不够健全。

2 标准体系构建的必要性

目前，我国天然气行业处于快速发展的起步阶段，随着天然气使用需求的日益增加，储气库作为不可缺少的配套工程，必将呈“井喷式”增长态势。由于优质大型储气库库址资源缺乏、规模选址难度大、有些枯竭气田改建储气库时钻井难度大、建设周期长、建设投资大，同时储气库数量多，储集层类型多，如何科学合理设计、高效开发建设及优化运行是摆在我们面前的重要难题。

因此在储气库选址、方案论证、设计及施工等各个阶段，急需系统配套的系列标准作为技术支撑，便于安全、有效规范储气库建设及运维，进一步提高储气库建设水平，增大储气量，满足储气库业务发展的需要和技术需求，支撑和引领储气库业务科学、规范、可持续发展。为此，可通过标准体系的构建，完善体制机制、突破关键技术、优化技术参数和施工工艺，系统全面地指导储气库的建设及运维，为打造优质高效建设工程，提供良好的标准化服务和标准支撑。

3 油气藏型储气库标准体系的构建

以华北地区最大的储气库群为例。中原油田地理位置优越、周边管网完善，历经40余年的勘探开发，部分区块进入开发后期，地下形成了封闭性良好的油气储集空间，具备了建设储气库的条件，华北最大天然气地下储气库群——中原储气库群规模增至10座，均为油气藏型储气库。经过储气库的设计与建设实践，形成了一套低渗复杂断块油气藏型储气库建设运行技术体系，在工艺技术方面，形成了老井處置、新井投产、储层保护、动态监测等多项成熟技术。

在充分认识储气库建设和运行维护工艺技术的基础上，通过分析、研究国内外相关标准，形成一套适合油气藏型储气库的标准体系，满足储气库建设和高效运行的需要。

3.1 构建原则

（1） 重点突出。突出油气藏型储气库特色，注重与各级标准相结合，贯彻地上地下工程一体化理念，技术先进、经济合理，兼具系统性和针对性。

（2）科学先进。积极采用国际国外先进标准，密切跟踪储气库建设和运行维护领域的新技术、新工艺，增强体系的前瞻性和可操作性。

（3） 实际适用。覆盖储气库“设计—注气—采气”全过程，体现油气藏型储气库的技术优势，统筹规划，注重实用，有利于规范油气藏型储气库建设和生产运行管理，提升整体效益。

3.2 建立标准体系

以油气藏型储气库建设和运维为核心，围绕“建设的整个流程、输入气到应急供气”，构建覆盖油气藏型储气库全生命周期的技术标准体系，体系结构见图1。

通过梳理现有相关的各级标准，分析其适用性、协调性及技术发展现状，采取最佳优选和整合的方案，确定纳入体系的标准。

3.3 标准化可行性分析

为进一步满足储气库生产运营和安全管理的需要，发挥调峰能力、突破关键技术、强化科技创新，开展储气库圈闭动态密封性、储气库高效注采方案等领域的储气库地质与工程技术研究，深化气顶建库对油藏开发影响的认识，探寻储气库建设与油藏开发兼顾的技术路线；开展钻完井工程技术研究，优化钻完井工艺，优选适合的钻井助剂，探寻高效环保、配伍性好的钻井助剂产品体系技术路线；开展老井利用工程技术研究，按照井筒内外、层间不窜漏的原则，做到老井利用最大化，探寻地上地下工程一体化系统先导技术体系路线。对其进行标准化可行性分析，分析其先进性、成熟性、适时性，支撑和引领储气库业务科学、规范、可持续发展。

3.4 标准化规划项目的提出

通过体系的构建，结合实践经验，将建设中的特色技术、科技成果及管理经验，固化或转化成标准，形成可复制、可传承、适合储气库建设和运行维护的技术规范，并加以实施运用，满足储气库安全高效运行的需要，规划项目见表2。

3.5 体系的构成分析

通过对现有各级标准的研究、整合和优化，构建系统、协调、配套、适应发展需要的油气藏型储气库技术标准体系。体系中各级标准的构成见图2，应有标准在门类中所占比重见图3。

4 结论及认识

储气库建设、运维与油气田勘探开发存在较大差异。随着油气藏型储气库规模化建设的飞速发展和推进，相关标准严重滞后，不能满足实际工作的需求。油气藏型储气库技术标准体系的建立，为储气库标准化长远发展和标准编制提供了技术依据。充分挖掘油气田开发到中后期的气藏和枯竭型油气藏的剩余价值，优化工艺参数、提升新井部署质量、优化施工方案，提升储气能力，通过研究和标准化分析将其固化为标准并加以实施应用，引领油气藏型储气库高标准高质量发展，对促进储气库安全高效运行、提升调峰能力具有重要意义。

参考文献

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魏欢，田静，李建中，等.中国天然气地下储气库现状及发展趋势[J].国际石油经济，2015，23（6）57-62.

魏東吼，屈丹安.西气东输金坛盐穴地下储气库标准体系的形成与发展[J].石油工业技术监督，2007，23 （3）： 40.

马新华，丁国生.中国天然气地下储气库[M].北京：石油工业出版社，2019.