储气库建设问题研究.docx

储气库建设问题研究.docx

《储气库建设问题研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《储气库建设问题研究.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

储气库建设问题研究

储气库建设问题研究

摘要

地下储气库是天然气生产调峰和天然气资源储备的最佳选择，是保证天然气安全供应的基本手段。

国外发达国家的地下储气库建库技术已经比较成熟，地下储气库运行管理技术、相关的技术标准、规范和法律也比较完善。

国内枯竭气藏建库技术基本成熟，枯竭油藏建库技术尚在摸索之中，盐穴储气库建库技术取得了长足的进步，含水层构造储气库的研究才刚起步。

本文论述了地下储气库的特点与类型，国内外地下储气库的发展情况、地下储气库的注采气工艺流程。

展望了中国地下储气库的未来，建库目标将从目前的调峰型向战略储备型方向延伸及发展，建库技术水平也将在实践中不断得到提高。

关键词：

地下储气库，天然气，枯竭油田，含水层

目录

第1章前言1

第2章地下储气库的作用和类型2

2.1地下储气库的作用2

2.2地下储气库的类型3

第3章地下储气库建设的发展趋势4

3.1地下储气库气体构成及发展趋势4

3.2地下储气库建设发展趋势4

3.3我国地下储气库的发展趋势5

第4章结论6

参考文献7

致谢8

第1章前言

从上个世纪以来，我国的整体综合实力得到飞速发展，这使我国能源、交通、国防等方面的建筑都向修建大型的地下工程方向发展。

而地下储气库在我国发展比较晚，到目前为止地下储气库也比较少，真正意义上的地下储气库是大张沱储气库，但是这与发达国家相比还是有很大的差距，为了实现经济的持续增长的目的，国家促使我国天然气工业的大规模发展，并已经确定把利用天然气作为改善大气环境、优化能源结构的重要措施。

天然气在当代社会中，无论是人们的生产，还是生活都已经被广泛应用，另外天然气也是必须的战略储备；并且可以应用于商业运作，提高经济效益；但是它也存在着许多可能遇到的问题，例如在单气源的城市，如果管道发生导致供气中断的事故时，就会是整个城市的供气中断，随着天然气进口的增加，堕之增加还有供气的政治风险，既也有可能因为政治原因导致管道供气中断。

这些问题都是正常用气的潜在隐患，地下储气库作为应急气源即可保证上述意外出现时仍然有正常供气，并且有更好的安全保障，发生意外爆炸事故的概率非常小，即使战争爆发，地下储气库受到影响也要远远比地上设施小的多。

另外，一直以来天然气的供需都存在着不均衡性，如在京津地区夏季低峰用气和冬季高峰用气相差数倍，但仅仅靠管道的调节是无法满足需求的。

以上这些原因必将使地下储气库迅速发展。

天然气工业在我国仍处于刚发展阶段，要想使我国地下储气库的发展水平赶上发达国家仍然是任重而道远的。

国家的重点建设项目“西气东输”是我国为天然气工业首次大范围的联合开发工程，他不但要满足季节变化时的调峰作用，还要为长江及沿线的不同行业的用户供气，并且要有连续的、可靠的供气。

要满足在出现意外的情况下，西气东输沿线仍有连续的、可靠的供气就必须在其沿线建设一批地下储气库。

据专家预测，到2015年我国的地下储气库与管道配套的工作储气量可达93.9×108m3，随着中国的天然气工业的不断发展，地下储气库也必将发展。

从上个世纪初以来，就有地下储气库的建设，由于社会的发展，其发展速度也是非常快的。

随着社会与经济的快速发展，地下储气库也会进入一个更快速发展的阶段。

在将来几十年的中国，地下储气库会对我们的社会生活与经济发展起到非常关键的作用。

第2章地下储气库的作用和类型

储气库是指人工的或天然的储气容器，当供气系统中天然气过剩时，天然气可积存在其中，需要时又可从中取出，储气库是供气系统一个组成部分。

工业性储气库主要有以下几种类型：

地面储气库、地下储气库、

2.1地下储气库的作用

地下储气库，是为了优化供气系统、获取价格套利、满足天然气调峰、事故应急和战略储备等需要而建设的天然气储运系统中的一个重要组成部分，就是利用地下天然储集层或人工桐穴，在用气量少供气系统中天然气过剩时，将多余的天然气在地面通过注气压缩机加压，从气井注入到地下储层中储存起来，用气量多或出现特殊情况时再从气井中采出来，增大供气能力，通过适时注采解决用气量不均衡的矛盾，合理利用天然气资源。

做为调峰系统的地下储气库，在天然气的开发利用过程中占有重要地位，可以优化供气系统，获取价格套利，满足天然气调峰、事故应急和战略储备等需要。

工业发达国家的经验证明，建设地下储气库是储存天然气最佳方法，发展和利用地下储气库是满足消费市场天然气需求，提高天然气供应可靠性的有效手段，在经济上有巨大效益。

地下储气库主要有以下几方面的作用：

（1）削峰填谷，调节用气不平衡的矛盾，减轻因供气波动给社会经济和居民生活带来的有害影响。

（2）保证供气的可靠性和连续性，用于事故状态应急储备和国家战略储备，通常储备气量占消费气量的百分数为10-15%，这点对于天然气资源紧缺的国家和地区尤为重要。

欧洲用气量的50%依赖进口，因此各国政府都已建设并计划建设一批战略性储气设施，以应对供气中断的危险。

如今西欧的储气能力能解决主气源中断至少6个月的连续供气。

各国的战略储备量相差很大，如法国的战略储备量相当于110天的平均消费量，而英国仅相当于17天的用气量。

（3）实现供气的均衡性生产和作业，地下储气库有助于利用输气设施的能力，提高管网的利用系数和输气效率，降低输气成本。

德国输气管网的经济优化表明，借助地下储气库，荷载系数由气田附近的0.45增高到了偏远区域的0.91。

优化供气系统，采用地下储气库后，可按用户的平均用气量设计气田和输气管道及设备的规模，减少投资的20%-30%，建库费用3年左右可收回。

（4）影响气价，实现价格套利。

储气库的发展增强了供气能力，增加了用气高峰时期的可供气量。

供气与用气双方都可以从天然气季节性或月度价格波动中获取可观的利润。

（5）提高应急服务，利用地下储气库，可对临时用户或长期用户临时增加的需气量提供应急供气服务。

（6）建在枯竭油田的地下储气库，有助于提高老采油区和枯竭油田的原油采收率。

与管道储气、液化存储、地上罐储等方式相比，地下储气库有如下待点：

（1）占地面积小，受气候影响小，容量大；

（2）维护、管理简单，造价低、运行费用低、经济效益好；

（3）安全可靠性高、事故率低。

2.2地下储气库的类型

地下储气库按其作用可分为两类：

（1）市场储气库，这类储气库通常接近主要消费市场，通过适当的组合利用输气管道和储气库能力满足不断变化的需求量。

目前各国以市场储气库居多。

（2）现场储气库，这类储气库一般位于产气区或接近输气干线的首站，主要起补充气源、使储气量保持平稳的作用。

地下储气库按其服务特点可分为两类：

（1）基本负荷型储气库，这类储气库一般在采气期要连续使用，并且采气速率不高。

（2）高蜂负荷或调峰型储气库，这类储气库专门用来满足相当短的时间内非常大的需求量要求。

根据地下储气库的地址条件和地层条件，可将地下储气库分为两大类：

（1）多孔介质储气库，包括枯竭气田、枯竭凝析气田、枯竭油田和含水层储气库.这类储气库主要是利用天然孔隙储存天然气。

（2）洞穴类储气库，主要有盐穴储气库和废弃矿坑储气库，这类储气库主要是利用在致密岩层中人工挖掘或人工溶淋出的洞穴储存天然气。

目前世界上的地下储气库大多是在枯竭油气藏、含水层和盐穴等构造撒谎能够建成的，其中枯竭油气藏改造的储气库投资最少，见效最快，回收期短，世界上近80%的储气库属于此类。

第3章地下储气库建设的发展趋势

3.1地下储气库气体构成及发展趋势

地下储气库内的气体主要由气垫气、工作气及未动用气组成，气体的组成及作用见表3-1。

在这三类气中，气垫气占总工作气量的45%-130%，具有相当大的比例。

而目前通常采用天然气作为垫层气，其投资费用高。

为此，很多国家都在寻找能够代替天然气作为垫层气的其他气体。

有资料显示，美国已在研究采用氮气代替天然气作为垫层气。

氮气的制造技术已经相当成熟，如果能实现氮气作为垫层气，将会节约大量的投资。

表3-1地下储气库内气体组成及作用

组成

作用

气垫气

使储气库保持一定的压力，储气库在向外供气时能保证一定的气压和供气量，以降低压缩机的能耗

工作气

储气库中不断交替注入和采出的气体

未动用气

储气库在未满负荷运行情况下可以储存的额外气体

3.2地下储气库建设发展趋势

储气库技术经过50多年的发展，已经形成了比较完善的建库技术体系。

包括利用废弃油气藏改建地下储气库建库评价设计与运行技术体系，含水层建库评价、设计技术体系和盐穴储气库建库评价设计技术体系。

储气库技术随着油气田开采技术的发展而发展，并将油气开发的最前沿技术应用于储气库的建设、包括将地震、测井等多种勘探评价技术用于气库的勘探，将地质建模等精细地质描述技术用于储气库的地质评价，将实验分析与数值模拟等油藏工程分析技术用于储气库的设计，水平井、分枝井开采技术等钻完井工程技术用于储气库的开采，将声纳技术用于盐穴溶腔形成预测等。

随着储气库技术的不断发展完善。

储气库建库技术发展出现了以下趋势：

。

趋势之一是加强气库的上下游协调优化，提高储气库的协调能力。

在储气库建库运行期间特别强调储气库的协调运行，包括地面地下一体化管理、气库与管网的一体化管理、气库与市场用户一体化管理等。

趋势之二是加强地下储气库优化管理，提高储气库的利用效率。

主要包括加大气库运行压力范围，提高储气库运行效率；优化注采井网与注采量，减少水侵对气库运行的影响；利用焊接注采管柱，提高储气库安全性；提高最大注采速度，加快气库周转；广泛采用新型压缩机、脱水方式；实现储气库的在线监控及远程遥控等。

趋势之三是在油藏和含水层储气库领域进行实验和摸索。

包括将储气库建设与提高原油采收率相结合的建库技术、大幅度提高单井产能的钻完井技术、减少垫气量的垫气混相技术、低幅度水平层建库技术、储气库泄漏监测与泡沫堵漏技术和盐穴储气库气囊应用技术等。

趋势之四是盐穴储气库建库技术将得到进一步发展。

由于利用盐丘建设储气库技术已经成熟，盐丘建腔将向百万立方米以上大型化溶腔方向发展；盐层储气库技术已经得到快速发展，但还有很大的发展空间。

从厚盐层（500m以上）建库将逐步向200m甚至其以下的薄盐层方向发展；适应薄盐层建库的系列造腔技术、稳定评价技术、泄漏控制与监测技术将会继续得到发展。

3.3我国地下储气库的发展趋势

我国天然气的主要流向是由北向南，由西向东，天然气的主要消费市场集中在我国的东北地区、环渤海地区和长江三角洲地区，因而应在这些地区统筹规划地下储气库的建设。

按目前天然气储气库工作气量约占世界天然气总消费量的15%计算，到2015年，中国天然气消费量达到1500×108m3，中国在未来的10年内，将需要建设工作气量为225×108m3的地下储气库，预计将需要建设地下储气库20-25座。

根据我国的具体地质条件和天然气资源与市场的匹配及未来积极利用海外天然气战略部署，预计将在东北、长江中下游、华北和珠江三角洲形成四大区域性联网协调的储气库群。

由于我国目前储气库的建设刚刚起步，还缺乏建库技术和建库经验，因此应进一步加强建库设计和施工技术的研究，积极寻求与国外有经验的公司合作，提升我国的技术水平。

在枯竭油气藏改建地下储气库方面，我国东部地质条件复杂，改建地下储气库的难度较大，应针对复杂断块油气藏的地质条件在注排机理、渗流机理、建库方式、建库周期、井网部署、方案设计和施工技术等方面进行认真的摸索和研究。

在盐穴储气库建设方面应在地址选区、区块评价、溶腔设计、造腔控制、稳定性分析、注采方案设计、钻完井工艺等多方面进行深入的研究。

在含水层建库方面，中小型盆地储盖组合具有复杂性，水层储气库建设将面临很大的技术难题，应针对其具体情况下力量深人研究。

随着今后我国储气库建设步伐的加快，相应的配套技术也应不断提高。

第4章结论

由于地下储气库在调峰和保障供气安全上具有不可替代的作用，因而地下储气库的建设受到许多国家的重视，天然气生产和消费大