当前储气库建设的技术分析与研究

姜脉峥

[摘要]伴随着我国油气储备建设需求的不断提升，我国建设大型的油气储备基地迫在眉睫。地下储气库由于具备安全性高、存储量大等多项特点，在我国的储气资源建设中具有重要的作用，发展前景良好。

[关键词]储气；建设；技术

一、地下储气库特点与类型

地下储气库是将长输管道输送来的商品天然气重新注入地下空间而形成的一种人工气田或气藏，一般建设在靠近下游天然气用户城市的附近。与地面球罐等方式相比较，地下储气库具有以下优点：储存量大，机动性强，调峰范围广；经济合理，虽然造价高，但是经久耐用，使用年限长达30-50年或更长：安全系数大，安全性远远高于地面设施。

（一）含水层储气库

用高压气体注入含水层的孔隙中将水排走，并在非渗透性的含水层盖层下直接形成储气场所。含水层储气库是仅次于枯竭油气藏储气库的另一种大型地下储气库形式。目前全球共有逾80座含水层储气库，占地下储气库总数的15%左右。

（二）枯竭油气藏储气库

枯竭油气藏储气库利用枯竭的气层或油层而建设，是目前最常用、最经济的一种地下储气形式，具有造价低、运行可靠的特点。目前全球共有此类储气库逾400座，占地下储气库总数的75%以上。

（三）盐穴储气库

在地下盐层中通过水溶解盐而形成空穴，用来储存天然气。从规模上看，盐穴储气库的容积远小于枯竭油气藏储气库和含水层储气库，单位有效容积的造价高，成本高，而且溶盐造穴需要花费几年的时间。但盐穴储气的优点是储气库的利用率较高，注气时间短，垫层气用量少，需要时可以将垫层气完全采出。目前世界上有盐穴储气库共44座，占地下储气库总数的8%。

（四）废弃矿坑储气库

利用废弃的符合储气条件的矿坑进行储气。目前这类储气库数量较少，主要原因在于大量废弃的矿坑技术经济条件难以符合要求。

二、国际上地下储气库发展

地下储气库的历史可以上溯到20世纪初。由于地下储气库在调峰和保障供气安全方面具有不可替代的作用和明显的优势，因而越来越受到许多国家的重视。相关资料显示，全球10%左右的天然气用气量由地下储气库供应。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，除了常规的调峰应急需要外，已经开始研究建立天然气的战略储备课题。美国已经就长输管网地下储气库建立相关的法律，欧洲国家也有立法的趋势。

三、中国地下储气库项目情况

中国的地下储气库建设起步较晚，2000年11月，我国首次在大港油田利用枯竭凝析气藏建成了大张坨地下储气库，总库容达到46.0×108m3，总可利用气量为20.0×108m3左右，日最大供气量近2000×104m3。2003年利用气量为7.6×108m3，占陕京输气管道年销售量的28%。为保证西气东输沿线地区用户的正常用气，中国石油天然气集团公司已经建成投产的地下储气库有2座。

（一）天津大张坨地下储气库

大张坨地下储气库主要负责津京地区特别是北京市的冬季天然气调峰，兼有事故应急供气功能，库址位于天津大港地区，距北京约200km，属枯竭凝析气藏型地下储气库，地下储气库深度逾2000m。采气时，有部分凝析油被带出，需进行分离处理。其余时间为注气期，将来自陕京二线管道富余的天然气加压后注入地下储气库。大张坨地下储气库设计压力为30.0MPa，配置有4台进口燃气加压机，加压机出口压力为30.0MPa，设计流量为80×104m3/d，加压机自身天然气消耗量为每台2.0×104m3/d。该地下储气库自2002年开始运行以来，一直运行正常，对北京市调峰发挥了重要作用。

（二）江苏金坛地下储气库

西气东输的重要调峰设施——金坛地下储气库，位于江苏省金坛市直溪镇，毗邻镇江，属盐穴地下储气库，是中国盐穴第一库，规模为亚洲第一。它开创了中国利用深部洞穴实施能源储存的先河，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获得了一批研究成果和技術手段，为中国利用盐穴进行天然气储备，金坛地下储气库分西区与东区两大块，于2006年3月29日全面竣工。工程总造价约40×108元，主要包括输气干线和地下溶腔两部分。输气干线从西气东输镇江分输站至储气库工艺站场，管道长度为34.8km，管道外径为1016mm，运行压力为10.0MPa，与西气东输管道参数相同。该段管道设截断阀室1座，储气库设计压力为14.5MPa，运行压力为7.0-14.5MPa，储气规模为25×108m3。西区设置有4台进口燃气加压机，出口压力为14.5MPa，设计流量为60×104m3/d，自身天然气消耗量为每台8000m3/d。建有240×104m3/d注气装置1套，150×104m3/d调峰采气装置2套，400×104m3/d应急采气装置2套，总应急采气能力为1100×104m3/d。预测单位储气费为0.60元/m3左右。

四、地下储气库注、采气工艺

（一）注气工艺流程

当上游长输管道供应的天然气流量大于天然气输配管网的用户使用量时，多出的天然气进入储气库工艺站场的加压机（一般为燃气加压机）加压后，分别送各储气库储存，加压机出口设计压力一般等于地下储气库设计压力。

（二）采气工艺流程

下游天然气输配管网用气高峰期，上游供应量不足或出现事故时，将地下储气库储存的天然气经过净化、调压处理后，送天然气输配管网，供用户使用，以弥补上游供应量的不足。储气库工艺站场设置净化装置的作用，是净化、分离一些随天然气带出的杂质、水分、轻烃等物质，避免对管道输送产生不良影响。

五、地下储气库建设展望

展望2020年，国家将规划建设地下储气库30座以上，可调峰总量达320×108m3。随着国家经济的高速发展和对能源需求的日益增长，地下储气库将在中国的油气消费、油气安全领域发挥更加重要的作用，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。endprint