中国地下储气库建设20年回顾与展望

地下储气库是天然气供应链中的重要组成部分,在中国天然气调峰安全保供中发挥了重要作用。以1999年大港大张坨储气库全面建设为标志,回顾了中国地下储气库历经从无到形成大规模产业的20年发展历程,建成了27座储气库、调峰能力超过100×108 m3、授权发明专利100多项、软件著作权20多项、制定标准15项、出版专著20多部。重点梳理了中国地下储气库建设取得的科技创新成果,其中具有代表性的技术成果主要包括:复杂断块、复杂流体、复杂岩性、深层强非均质储层条件下的储气库选址模式与库址评价技术,复杂地质条件储气库圈闭动态密封性评价技术,超低压防漏堵漏与储层保护、交变应力下井筒密封为核心的钻完井技术,地面高压大流量注采核心技术及其装备,地下储气库地层-井筒-地面"三位一体"风险管控系统等。结合中国地下储气库20年的建设经验与中国现行的行业政策,明确了中国地下储气库未来发展的机遇与挑战。     

应用灰色物元分析法确定地下储气库设计方案

由于天然气地下储气库的设计和建造具有多目标性，因此在建设前期必须进行充分的技术和工程论证。通过计算实例，将灰色系统理论与物元分析法进行有机结合，对地下储气库各设计方案特征量所具有的灰数特性和影响方案的各因素间的不相容性加以分析研究，提出了基于灰色物元分析法确定天然气地下储气库的最优设计方案，计算结果符合工程实际。     

地下储气库完整性管理体系及相关技术应用研究

地下储气库作为天然气输配系统中重要的组成单元,其完整性直接影响整个天然气输配系统的安全平稳运行。地下储气库完整性管理旨在对处于动态变化中的储气库现场设备进行风险识别和评价,制定相应的风险控制对策,不断改善储气库的运行环境,从而降低事故的发生概率,将储气库的运行风险水平控制在可接受范围内。为此,对地下储气库完整性管理体系技术进行研究,阐述了储气库完整性管理理念,提出了储气库地面设施和井的完整性管理体系内容,重点研究了井的完整性管理体系,包括井的风险识别、监测、检测、评估技术,建立了井筒完整性监测方案,以及井口和井下设备、采气树、套管等的风险识别、完整性检测和评价方案。针对套管因注采条件变化及介质腐蚀影响而易受损的特点,重点提出了含缺陷套管的强度评价及寿命预测方案。结合生产实际,提出了储气库完整性管理的相关建议。     

地下储气库建设的发展趋势

分析了国外地下储气库建设的三个发展趋势,从5个方面阐述了地下储气库建设技术的发展方向,认为在地下储气库设计中必须采用标准化的工艺设计,以达到减少各设计部门之间的协调、简化工艺方案选择、缩短建库周期和提高建库质量的目的.     

国内外储气库技术研究现状与发展方向

介绍了国外地下储气库建设技术的发展方向,认为在地下储气库设计中必须采用标准化的工艺设计,以减少各设计部门之间的协调、简化工艺方案选择、缩短建库周期和提高建库质量。分析了我国天然气地下储气库现状,并针对西气东输管道建设规划,提出了在地下储气库建设方面应有计划地开展近期和中远期的调峰量、库址的选择、储备库的设计与施工、储气库的故障诊断与检测以及水平钻井等方面的研究工作。     

含水岩层储气库建设与数值模拟研究

结合我国天然气工业的发展和西气东输工程的实施,论述了建设天然气地下储气库的必要性。简要介绍了国外利用含水层建造天然气地下储气 库的情况,阐述了含水层储气库的功能、规划要点以及库址选定的范围,给出了储气库最大允许压力的确定办法、垫层气的比值、注采气井的井位布置、试验注气方法,以及解决含水层储气库与周边地层环境相互 影响的问题等技术方案,提出了含水层储气库数值模拟研究的四个方面的课题。     

基于价值链分析的智慧储气库顶层设计

目前中国正在大力推进地下储气库的信息化和数字化建设，但储气库的智慧化尚处于探索阶段。人工智能技术在地下储气库建设和运行的某些具体环节得到应用，但总体的智慧储气库建设路线尚未形成统一认识与标准。在对国内外地下储气库现状和智慧化进程调研基础上，基于价值链分析开展智慧储气库顶层设计与前瞻性研究。以储气库设计和生产运行过程中的业务需求为主体价值链，储气库智慧化进程中的智能技术需求为辅助价值链，形成涵盖储气库建库方案设计、气藏工程、注采模拟与优化、站场及储气库井风险监测与评价等多个方面的智慧储气库技术体系，以期为今后智慧储气库的建设、改造及升级提供借鉴与参考。（图8，表4，参56）     

岩盐地下储气库地质介质的应变及其控制

地下储气库是输气系统用来满足市场调峰需求的重要工程。由于岩盐地层具有流变性，在建造和使用地下储气库的过程中，在岩石压力的作用下，地下储罐的容积会逐步缩小，地面会发生沉降。针对岩盐地下储气库地质介质的应变问题进行了研究，并提出了预测和控制应变的方法。     

基于熵权-密切值法的地下储气库设计方案优选

地下储气库的建设属于高风险、高投入项目,地下储气库设计方案的优选直接关系到其整体经济效益。为此,综合考虑地下储气库综合费用、垫底气量、最大地层压力、工作井数、压缩机功率及地下储气库的使用寿命等影响因素,将多目标决策密切值法与熵权法相结合,建立了地下储气库方案设计优选模型。以中国某地下储气库为例,对6种设计方案进行优选分析。结果表明:设计方案4为该地下储气库设计的最优方案,与相关文献的优选结果存在一定的微小偏差,是由于增大了地下储气库建设综合费用的权重,这也正符合地下储气库这种大型地下工程偏重技术经济的要求。验证结果表明:所建熵权-密切值法地下储气库设计方案优选模型具有较高的推广应用价值,能够为地下储气库设计方案的优选提供有益的指导。     

国内外地下储气库现状及发展趋势

叙述了美国、俄罗斯、法国、德国等国家以及我国现有的和拟建(在建)的地下储气库建设情况。对我国未来地下储气库的建设提出了重视开发风险和加强对建库方案优选的研究等建议,指出我国应加快地下储气库建设速度,以适应日益增长的天然气消费需求。     

地下储气库的建设与发展

天然气的地下储存是天然气管道输送系统的重要组成部分,对城市用气进行季节高峰和国家战略储备起着至关重要的作用。回顾了世界近百年地下储气库的建设情况,并对目前应用较多的枯竭油气田型、含水层型以及盐穴型储库的特点、建设、运营等情况进行了全面介绍了。预测了地下储气库未来的发展趋势,并针对我国“西气东输”工程的管道建设规划,提出了在地下储气库方面应有计划地开展近期和中远期的调峰量、库址的选择、储备库的设计和     

孔隙型储层建设地下储气库库址优选

天然气地下储气库库址是关系储气库能否安全平稳运行的关键性因素,由于其选择具有多目标性,因此,在建设储气库前期必须对库址进行充分的技术和工程论证。基于国内已有储气库建设和运行的成功经验,从库址类型、构造圈闭、封闭性、储层物性、流体物性、储层埋深、老井情况、地理条件等方面,系统、定量地阐述了气藏、油藏和水藏等孔隙型储层构造改建为储气库库址的优选指标,对天然气地下储气库的规划、建设具有现实指导意义。     

国外地下储气库建设工艺

叙述了国外地下储气库的发展,用途和类型,比较了各种类型储气库的建设工艺和使用民政部结果表明,枯竭油气田型地下储气库在全世界普及率最高,最经济。在没有枯竭油气田做地下储气库时,首推建设的是多孔性含水层型地下储气库。     

利用现有采卤溶腔改建地下储气库技术

为确保西气东输的安全平稳供气,需尽快建设与管道工程相配套的储气库。与采用钻新井、溶新腔的建设方式相比,利用现有采卤溶腔改建地下储气库,可以大幅度缩短建设时间,节约建设投资。介绍了利用现有采卤溶腔改建地下储气库的技术流程和主要配套技术,详细阐述了全井长井段套铣、腔体气密封检测等工艺技术难点的解决方案,为我国后续盐穴储气库的建设提供了技术储备。     

地下储气库的建设与发展趋势

针对我国目前天然气储气库建设的实际情况,介绍了国外地下储气库建设的现状、分布情况及发展趋势.对地下储气库的主要作用、世界上不同类型储气库的建设及优缺点、储气库的选择等进行了论述.根据我国目前地下储气库的建设情况,提出了今后需重点研究的技术问题,并对今后储气库的发展趋势进行了展望.     

气顶油藏改建地下储气库的可行性

从解决山东天然气市场突发事件应急和季节用气调峰而建设小型地下储气库的需求出发,确定了胜利油气区地下储气库库址的优选标准,优选出气库目标区—胜利油区胜坨一区Es1气顶油藏。针对目标区,从气藏圈闭、构造变化、盖层特征、储层物性、气体性质、储量规模、采气能力、采出程度和地面流程等方面进行了可行性分析,规划设计了储气库的运行参数,部署了气库井位,为现场实施奠定了研究基础。     

含水层储气库注采效应的数值模拟

以适于建造地下含水层储气库的某区地质资料为背景,采用气水二相渗流理论及数值模拟方法,对含水层储气库在注采气过程中储层平均压力和气泡体积的变化特征,以及储层构造特征、储层非均质性、注采方案对注气效果的影响等问题进行了研究。结果表明:在含水层储气库注采过程中存在压力相移现象;对于储层岩性特征为层状分布的含水层,应分层注采和分层管理;用泡沫作为气驱前缘可提高严重非均质性单一储层气体的波及效率;在注气过程中应注意利用重力排驱机理,采用合理的注气工作制度有利于储气量的提高;储集层在断层或断层与断层交接的部位是发生气体泄漏的危险区域。     

天然气储存方法及其应用

介绍了目前国内外常用的天然气储存技术，分析了我国天然气储存技术现状并与国外先进天然气储存技术进行了对比。根据我国天然气工业和输气管道的发展状况，认为在规划全国输气管网的同时，应同步考虑建设地下储气库，在离气源较远的城市建立调峰型液化气厂。     

国外盐穴地下储气库的建设及研究进展

在具有岩盐矿床地质构造的地区，将天然气储存在地下含盐岩层内，在短期内实现提供高容量的储备，是目前各国普遍采用的方法。介绍了国外盐穴天然气地下储气库的建设情况及研究重点，主要包括盐穴储库的收敛性、防止水化物的形成、最佳盐穴的建设、井的密封性、以及盐穴热力学、传热学和流体力学条件等，研究结果可为今后在我国开展盐穴储库的建设、研究和开发工作提供依据。