天然气地下储气库现状与发展

摘 要：随着国内天然气消费量的增加，为了调解高峰用气量以及战略需要，要建设大量的地下储气库，本文讨论了地下储气库的类型以及每种储气库的特点，并分析了中国在储气库方面的现状以及解决方法。

关键词：地下储气库；注入天然气；采出天然气；库容量

随着我国城镇化建设的推进以及国家战略需要和环境的需求，天然气的用量越来越大，在寒冷的冬天常出现用气慌，因此修建地下储气库就是当务之急。地下储气库是把从异地地下采出的天然气重新注入地下可以保存下来的气体空间而形成的一种人工气田或气藏，它具有储存量大，调节范围广，安全可靠，是大型输气干线配套不可缺少的重要组成部分。

1 储气库的类型

1.1 枯竭型油气藏储气库

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。

1.2 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的另一种大型地下储气库形式。目前全球共有80多座含水层储气库，占地下储气库总数的15%左右。

1.3 盐丘型储气库

在地下盐层中通过水溶液解盐而形成空穴，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储气库，单位有效容积的造价高，而且溶盐需要花很长的时间，而盐穴储气库的利用率比较高，注气周期短，需要时可以将垫层气完全采出。

1.4 废弃矿坑储气库

利用废弃的符合条件的矿坑进行储气。目前这类储气库数量较少，主要原因在与大量废弃的矿坑技术条件难以符合要求，例如，密封性能差，容易导致天然气泄露。

一般把枯竭型油气田储气库称为孔隙型储气库，把盐丘型和废弃矿坑储气库称为洞穴型储气库。

2 不同类型地下储气库的特点

2.1 孔隙型地下储气库的特点

由于在孔隙型储气库，储集空间是岩石堆积在一起的颗粒空间，天然气充满后就聚集在岩石的孔隙中，因此有比较好的盖层，而且四周有水包围，这样才能防止气体泄露，从深度上讲，深度一般在1000m左右，能承受较高的储气压力，储集层的孔隙度不能太小，一般大于10%，渗透率不能低于0.2×10-3μm2，储气层的厚度大于4米。这样充气和采气时，天然气能顺利的充入和被采出。

由于孔隙型储气库基本采用的是原本就是天然气气田，因此可以利用原有的部分气井和地面设施，建库投资较小，不用勘探，但是对于储气井要进行固井质量检查，防止发生串槽，从而导致注入的天然气从地下经串槽泄露到地面。在施工中可充分的利用原气田的地质资料和开采过程中的积累气田动态资料，从而为储气库优化运行提供依据。

2.2 含水型储气库的特点

用注入的天然气驱替含水层孔隙中的水。在由盖层封闭起来的储层构造中，实际占用的储气空间随气量在变化。

含水储气库勘查选址工作量比较大，钻井工作量比枯竭型油气田工作量大，在运行过程中需要分阶段进行较长时间的试注，试采，观察和检测水运移情况以及漏气对环境的影响。

在建设完成后，进行泵抽水试验，以评价含水层的原始渗透性，然后分阶段试注天然气，测试注气过程中地下水的运移规律，气体漏失以及压力变化等情况，找出储气库的合理参数以及运行条件。

2.3 盐穴型地下储气库的特点

利用天然的地下盐穴或人为的利用水动力溶解与冲刷作用，在地下盐层造腔，通过气井将天然气注入到地下洞穴或腔室中而形成的储气库。利用采盐盐穴，节省了造穴工程量，费用比较低。如果采用专用盐穴，造穴工程量大，建库时间长，费用相对比较高。盐丘型洞穴建造用浸溶法，正向冲洗法，反向冲洗法等，如图1所示，建库时盐层中的不溶解的物质含量要低于25%，而且采用淡水或者轻度含盐的水进行正向冲洗和反向冲洗完成施工作业。

金坛地下储气库是亚洲第一个采用盐丘储藏天然气的储气库，在美国，盐丘气库主要分布在墨西哥湾沿岸的几个洲，在东北部、中西部和西南部地区也开发了一些盐穴气库。

2.4 废弃矿坑储气库特点

由于废弃矿坑大多有许多通风口，救济口，漏洞大，目前国内还没有应用，在俄罗斯用废弃矿坑储气库有一定的应用。

3 注入与采出工艺流程

3.1 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管网的用户使用量时，多出的天然气进入储气库工（下转第15页）（上接第13页）艺站场的加压机进行加压，送到储气库，加压机出口设计压力一般等于地下储气库的设计压力。

3.2 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，或者由于其他原因导致管线破损出现漏气时，将地下储气库储存的天然气经过净化，调压处理后，送天然气输配官网，供用户使用，以弥补上游供应量的不足。储气库工艺站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、少量的原油等物质，避免对管道输送产生不良影响。

4 我国储气库现状

我国1969年在大庆在萨尔图利用枯竭气藏建造过两座地下储气库，最大库容为3800×104m3，主要用于萨尔图市区民用季节性调峰，后被拆除。与1975年建成大庆喇嘛甸地下储气库，地面的设施设计注采能力为40×104m3，近年来年注气能力达到1.5×108m3，总库容达到25×108m3，到目前已经安全运行30年。

为了调节陕京输气管道问题，1999年修建了大岗油田大张坨地下储气库，最大库容量为16×108m3，有效工作采气量为6×108m3/年，最大日调峰能力为1000×104m3，供北京，天津，河北等地用气，2001年以来，在大张坨地下储气库建成后，又建成了板876地下储气库，板中北高点地下储气库，3座地下储气库日调峰能力为1000×104m3，保证了供气系统的正常运行。

为了保证西气东输管道和长江三角洲地区的局民用气，在江苏金坛县的金坛盐矿和安徽的定远盐矿建设了地下储气库，连个盐矿地理位置优越，地质条件得天独厚，盐矿规模大，含盐品味高，地面水资源丰富，能建成比较大的规模的储气库，有效储气量为17.4×108m3，总的调峰气量为8×108m3。定远盐矿埋藏浅，初期建库部署36个盐穴，初期形成有效工作气量为1.4×104m3。

2009年末，受特殊天气的影响，全国多个地方出现气荒，中石油等上游供气企业制定了一些紧急规划，在2020年建成有效工作气量达450×108m3的地下储气库，其中2011-2015年，要先期在6个油田（大港油田，华北油田，西南油气田，新疆油田，长庆油田）建设10座工作气量达240×108m3地下储气库，根据目前初步完成的构造筛选工作，第一批地下储气库库容指标已经确定完毕，有些工程第一期已经完成。

5 结束语

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转向战略储备型方向延伸及发展，建庫技术水平也将在实践中不断得到提高。

参考文献：

[1]李建忠，李海平.建设地下储气库保障“西气东输”供气系统安全[J].能源安全，2003，11（6）.

[2]王希勇，熊继有，袁宗明等.国内外天然气地下储气库现状调研[J].天然气勘探与开发，2004，27（1）.

[3]罗绪富.国外地下储气库发展综述[J].油气储运，1998， 17（3）.

作者简介：

赵雪阳（1991- ），男，陕西韩城人，2013年毕业于西安石油大学石油工程学院油气储运专业，现在从事终端燃气管道管网运行管理工作。