世界地下储气库
国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展
万方数据
第９卷第１期郭彬等．国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展２００２年１月 可以采用正向循环，也可以采用反向循环，洞穴的淋洗过程见图２。这２种方法都可以使盐穴得到稳定的形态。法国索非公司的建库经验证明，通过对２种方法进行对比发现，反向淋洗的采盐率比正向淋洗的采盐率高得多。 图２洞穴淋洗过程示意图 大部分情况下，盐层中含有一定的硬石膏和页岩夹层。在溶矿期间，不坚实的岩层会掉到盐穴的底部，堆成碎石堆，结果使储气空间减少。在有些情况下，碎石所占的体积为整个盐穴开采体积的３０％～４０％。 为了控制并保证气库顶上方的淋洗质量，不破坏气库的完整性，以及其承压能力不受到损害，通常采用比水轻的碳氢物质（如丙烷、丁烷、柴油）作为表面材料喷涂在盐穴顶表面。这些材料通常是防腐的水不溶物，它们附着在盐的表面，可以防止盐穴淋洗时，上部盐被溶解下来。实践证明，应用效果较好。 ３深度、几何形状及大小 由于盐丘与盐层的性质各异，在盐丘及盐层上，造穴的具体设计也不同。对于盐丘来说，在造穴深度上有很大的弹性，盐穴深度可达到１８２８．８ｍ（６０００ｆｔ）以下；但对盐层来说，１８２８．８ｍ就是造穴深度的最大极限值。美国Ｐ睁ＫＢＢ公司经计算并研究认为，当盐穴的深度达到１０６６．８～１５２４．０ｍ（３５００～５０００ｆｔ）时，在钻井、淋洗盐穴、气体压缩及气库运行等方面所花的费用都是最经济的。 初始的溶腔形状是圆柱形，经改造后，可以形成圆形。改造的原因是，圆形经岩石力学理论证明，最稳定。 对于盐层储气库来讲，尽管球形是一个理想 的形状，但由于有些盐层给出了限定的厚度，并希望建得尽可能大，以减少工程费用。因此，实际的工作中，盐穴的溶腔形状就会被建成为扁椭圆形。确切的溶腔几何形状由声纳扫描仪进行检测（见图３）。 图３声纳测试示意圈 在美国，储气库溶腔的大小是以最低可容纳的工作气体积来设计。一般来说，设计的最小溶腔一般可容纳８４．９５１～１６９。９０２ｄａｍ３的工作气，单个大气穴可建在盐丘上，而盐层则不同，它可以建若干个小气穴，以满足储气量的要求。 ４密封性 在向盐穴注入天然气期间，水蒸气的含量和水的露点温度会有所增加，这是因为要从剩余的盐中吸收水蒸气的结果。因此，将气库中的气体送到分支管线之前需要配备相应的地面设施和动力，对气体进行干燥。 西德建盐穴储气库的密封经验是在盐穴的表面安置一个密封夹层，使其具有对水蒸气的渗透尽可能低的特性，以防止或减缓气体中水蒸气含量的增加［３］，这个密封层对防止产生气体水化层及管线腐蚀也有一定的作用。 气穴建好后，还需要对其进行密封性试验［４］。通常，外部水压实验可以用于气库结合面的密封性实验。但这还不够，因为水在结合面处不漏并不等于从里到外都不漏。对于盐穴气库而言，最后水泥套管及生产管柱从内至外的密封性试验非常严格。由于这个原因，在对套管及生产管柱进行密封性试验时，都采用市场上可提供的ＨＯＬＤ 系统——氦气漏失探测仪（见图４）。 万方数据
盐穴储气库调研报告
盐穴储气库调研报告 目录 一、引言 (2) 二、国内盐穴储气库现状 (2) 三、盐穴储气库盐岩岩性特征 (3) 四、盐穴储气库工艺方法 (4) 4.1.1老腔改建储气库成套技术 (4) 4.1.2建腔工艺技术 (4) 4.1.3溶腔技术 (5) 4.1.4腔体气密封检测 (6) 4.1.5造腔油水界面监测 (7) 4.1.6高效注气排卤 (7) 4.1.7连续油管排卤 (8) 4.1.8天然气回溶腔体修复 (9) 4.1.9夹层处理 (9) 4.1.10盐穴储气库运行监测技术 (9) 五、盐穴储气库的认识与建议 (13)
一、引言 按盐在地下存在的方式，盐穴储气库可划分为盐岩层储气库和盐丘储气库2种。简易建造盐穴储气库的工艺过程是利用采盐井或新钻井眼作为溶腔，经注水管注入淡水进行溶解，由排水管排出卤水，并在注水管与套管之间的环空内注入一定量的非溶剂隔离液，以防止盐穴穹隆顶溶解，为控制盐腔几何形状的稳定，还须调整注水管和采卤管的相对位置由采出盐量和声纳测试确定盐穴容积和几何形状，当达到设计要求的空间几何尺寸后，可一边注气一边采卤, 直到卤水基本被采完，继续注气达到设计压力，关井待用。 二、国内盐穴储气库现状 中国盐穴储气库的建设历程划分为技术研究与探索、技术消化与形成、技术成熟与发展3 个阶段，在建设过程中形成了老腔改造、腔体气密封测试、光纤测试油水界面以及高效注气排卤等多项特色技术。为保证盐穴储气库的安全稳定运行，提出了一套在注采运行过程中监测井口温度压力、地面沉降、腔体形态、井筒完整性在内的体系及方法。指出中国盐穴储气库建设存在造腔速度慢、老腔改造难、适建库址少等问题。 截止2015年，世界范围内13个国家运行着90多座盐穴地下储气库，其中美国、德国、加拿大是拥有盐穴储气库最多的3个国家，我国目前在运行1座盐穴地下储气库即金坛储气库。 中国境内虽然含盐盆地众多，岩盐资源丰富，分布范围广，埋深从几十米到几千米不等，但盐矿普遍表现为以层状为主，具有矿层多、单层薄、夹层多、夹层厚、埋层过浅、埋藏过深等特点，缺乏适合建设盐穴储气库的优质盐矿资源。
地下储气库的建设与发展
地下储气库的建设与发展 发表时间：2019-01-17T14:35:40.557Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：贾新辉郭志明何长宏张英东 [导读] 这不仅对于天然气公司的品牌信誉产生影响，同时造成生活生产中不便利，与国外发达国家存在不小的差距。 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司储气库管理处陕西西安 710000 摘要：地下储气库在进行调控峰值以及稳定提供天然气上是十分重要的。中国天然气地下储气库由于发展尚未成熟，但是国家对于天然气使用的普及，基本上多数居民都能用上天然气，这种供给与需求的不对等，造成地下储气库调控峰值能力无法满足其需求。这篇论文是根据实际工作经验，站在较为宏观角度上，对目前中国天然气建设技术现状进行分析，然后根据经验对于地下储气库未来需求提出相关建议，帮助地下储气库建设与发展提供想法。 关键词：地下储气库；建设技术；发展；建议 引言 地下储气库建设是根据不同的储气库特性，将天然气进行压缩储存的技术方式，并且在各种天然气使用高峰期将其取出，满足高峰时期居民的使用要求，所以在进行储存、调控峰值的过程中各个技术使用操作都十分重要。现在天然气储气库建设已经发展一段时间，但是由于发展进度赶不上时代改变，所以在需要调控峰值的阶段，地下储气库无法完全发挥其作用，这不仅对于天然气公司的品牌信誉产生影响，同时造成生活生产中不便利，与国外发达国家存在不小的差距。 1地下储气库建设技术的当前现状进展 1.1枯竭油气藏建设地下储气库技术 枯竭油气藏是当前最为适合建设地下储气库的技术方式，在中国也是建设地下储气库的首要之选，目前由于气田的开采不断进行，已经出现枯竭油气田的开发基本经历了产量升高、产量稳定、产量减少的几个阶段，现在气田地层压力已经下降至废弃压力的附近区域。对于这几个开采阶段研究，建设枯竭油气藏地下储气库是可靠有效的。但是当前中国对这项技术开始发展，但是研究使用较为不成熟，在枯竭油气藏地下储气库运营、使用、监控等方面技术工艺还处于初级阶段，系统零散，体系混乱。但是经过国内研究，在以下几点已经有了研究成果：第一，对枯竭油气藏地下储气库调控峰值方式进行相应的改善优化，提出京津冀地区高峰值时间调控峰值的可行性方案；第二，对于一些特殊地区输气管道腐蚀问题进行阐述探讨，研制出合理的修复气井的工艺流程；第三，对于地下储气库的管理维护系统的问题进行分析，总结有效的运行管理技术经验，形成切实可行的科学技术。通过对于以上枯竭油气藏建设地下储气库技术研究，已经解决较为核心的问题，但是其技术发展还有较远的路要走。 1.2盐穴储气库技术研究及应用现状 这些年以来，由于盐穴地下储气库可以弥补金属储气罐的各种不足，所以这两年来得到较大的关注与研究，国内外由于应用需求，对盐穴地下储气库的各个方面进行分析研究：水溶开采技术、腔体建造工艺、稳定性检测、密封性提升等。同时对于盐穴地下储气库，中国对此研究深入，形成自己特色的技术工艺。中国对于盐穴地下储气库的建设经历了技术探究、技术应用与改善、成熟与完善阶段，目前中国对于盐穴地下储气库建设已经拥有多项特色专利技术，完成老腔的改善扩建、腔体密闭性检测、光纤检测油水临界面等，同时为了能够提高盐穴地下储气库高效运营，研究出相关的体系技术方法。但是中国盐穴地下储气库，仍然还存在腔体建造速度缓慢、腔体形态不适合、改造困难、适宜建造地下储气库地址较少的问题。 2对于中国地下储气库建设技术需求研究及建议 通过上述对于中国建设地下储气技术研究，并且针对不同特征的储气库其技术发展水平也是不太一致，中国目前枯竭油气藏地下储气库建设技术因为起步较晚，基本发展时间较长，已经进入初级发展阶段，较国外先进技术水平有较大差距，但是盐穴地下储气库建设技术能够有自己特色技术，发展较为顺利，但是属于新兴技术，有其薄弱环节亟待解决，为了面对今后的挑战，需要摸清未来的需要，尽快进行研究开发，帮助中国地下储气库更上一个台阶。 2.1优化枯竭油气藏地下储气库 目前枯竭油气藏地下储气库建设技术在国内使用较为广泛，并且在各个专家学者的研究下，其相关技术也有较好的发展，但是目前为止还是处于初级阶段，系统问题层出不穷，这就需要各个公司能够根据我国东西部地质环境条件，对于需要改扩建的枯竭油气藏地下储气库建设技术进行研究优化，根据本单位的执行方案，提出以下建议：第一，积极研究国外先进的技术经验与管理理念，优化运营，改善生产技术，加快发展进程；第二，对于枯竭油气藏地下储气库各个方面的地质勘查、方案设计、工作原理、建库手段、采气井网布置进行研究开发，研制出属于中国特色创新技术，拥有企业核心发展力。 2.2改善盐穴储气库薄弱环节 对于盐穴储气库，我国企业已经开发研制出多种中国特色技术，所以可以将精力集中在盐穴储气库较为薄弱的环节，进行突破研究：第一，提高水溶开采中夹层垮塌控制水平；第二，地下储气库运行过程中，防止天然气水合物产生，提高天然气品质；第三，利用建设技术改善与管理优化，加快腔体建造速度，提高生产效率；第四，根据地质环境选择合适腔体形态分析。 2.3制定地下储气库管理标准 无论利用那种地下储气库建设技术，都应该根据技术特征、使用需求、安全等级，制定地下储气库建设管理标准，改善目前国内对于地下储气库规范标准不全面，企业应该按照自己需求，进行相应补充。这些企业规范与标准的建立健全，可以帮助地下储气库减少使用风险，减少维修率，提高使用效率，增加收益。 2.4建设数字化地下储气库 中国建设地下储气库受到地质环境问题的影响，所以建设复杂，并且对于潜在危险忽略，这导致我国企业技术在对于储气库建设中规划设计、施工建设、运行使用中皆与国外有较大差距，实质性原因就是进行地下储气库数字化建设。所以，企业应该实现全寿命周期的数字化系统建设，能够建立数字化地下储气库，直接实现流程各个环节的实时监控，建立以储备地层渗流为关键、井网－地上为限制约束条件，集地下地面于一体的三维仿真数值模拟技术，建立数字化储气库，实现储气库地下－井网－地上的多维度设计、运营模式管理，提高
加大地下储备库建设力度保障油气供给安全
加大地下储备库建设力度保障油气供给安 全 [关键词]石油，自然气，储备，普查 石油和自然气储备是为了保障国家的经济安全和社会稳定，由中心政府直接投资或者其他方式，拥有和控制一定数目的原油、成品油和自然气储备。这是国家为了保障能源安全稳定供给的重要手段之一。在发生战事、大规模禁运等非常时期，则可用于应对国际石油市场的剧烈动荡，减缓或屏蔽可能给国民经济带来的冲击。从1973年第一次世界石油危机以后，美国、日本、西欧一些国家都相继建立了石油和自然气战略储备。从他们的储备方式来看，地下储备库已成为储备的主要方式。 1、建设石油地下储备的重要性和必要性 首先，建设地下油气储备库是保障能源安全的重要措施。现代战争中，重要经济目标是重点打击的对象，而油气设施在国民经济和战争上的重要性，使其成为打击的主要对象。从战略的角度看，建设地下油气储备有利于保护油气战略资源。 其次，地下油气储备库建设有利于防止恐怖袭击，油库是恐怖分子袭击的重点。地下油气储备库治理轻易，不易接触，不易引爆。 再次，建设地下油气储备库可以大量节省土地资源，保护地面环境，而且地下油气储备库，特别是盐***地下油气储备库的建设本钱仅为地下建设本钱的1／10，可以节约大量的建设资金。 第四，由于自然气长间隔输送的特性，如何保障管道安全运行，保障自然气平稳运行非常重要。根据世界各国的经验，利用地下储气库进行调节，是确保自然气安全平稳供气的最有效途径。 从国外经验来看，地下战略油气储备库主要由地下盐***、地下岩洞和废弃油气躲组成，因此，利用盐***、地下岩洞和废弃油气躲建设油气储备库是今后发展的主要方向。
2、国外油气地下储备概况 、国外石油地下储备概况 发达的石油进口国主导着石油地下储存的技术发展。石油地下储存主要方式包括两大类。 第一类是利用地下岩洞储存石油。地下岩洞安全性好，油品长期储存，不易变质。从20世纪50～60年代至今，国外很多国家都将地下岩洞作为国家原油战略储备库。目前，瑞典等国家正在研究用洞库储存ING和CNG。利用地下岩洞建立石油储备的国家主要有北欧的瑞典、芬兰，亚洲的日本、韩国和新加坡等。 第二大类型是地下盐***储备，利用深部盐层，通过水溶方式形成地下溶洞并储存石油，该方式储存量大，埋躲深度大，一般达500～1500m，造价低，广泛被具有盐层建库地质条件的国家所采用。美国、德国、法国等国家的地下石油储备方式主要为盐***石油储备。美国石油储备美国能源部于1977年2月16日，美国能源部制定了战略石油储备计划，当年4月18日生效。在此后的10多年时间内，美国利用德克萨斯和路易斯安娜两个州墨西哥沿岸的地下盐***建立了总储存能力为10109bbl(109t)的五大战略石油储备基地，储备的主要对象是原油。美国战略石油储备采用地下盐***储存方式。储备系统全部分布在得州和路州的墨西哥湾沿岸。每个储油库都有数目不一的洞***，典型的洞***直径为60m，高为610m。只要往洞***底部注水，原油上升即可抽出。美国战略石油储备盐***储油库，单个储油库所包含的洞***数从6个到22个不等。美国近6109bbl原油储存在62个盐***中，并全部位于德克萨斯州和路易斯安娜州。 、国外自然气地下储备概况 国际上主要自然气消费大国均已经建立了自己国家的自然气战略储备，其战略储备一般3～6个月的国内自然气消费量，除战略储备外，还有一部分贸易储备，约占自然气年消费量的15%～20%。从俄罗斯与乌克兰的自然气之争对欧洲自然气供给引起的国际争端就可以看出，保障自然气的安全运行，必须建设相应的自然气储备。 自然气地下储存比石油储存更加受到自然气主要消费国的重视，自然气地下储存作为一门产业技术发展已相当完善、成熟。国外第一座地下储气库建于1915年，至今已有八多年的历史，这一技术在20世纪80年代以来发展较快。据统计，
地下储气库技术的应用与展望
地下储气库技术的应用与展望 1 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。 目前世界上典型的天然气地下储气库类型有4种：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。 ①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。 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。 ③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%。
④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。 2 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。1915年。加拿大建成世界上第一座地下储气库。到目前为止，全世界有地下储气库550座左右，可以进行调峰的气量约3500×108m3。这些储气库分属不同国家的逾100家公司，其中既有储气量超1000×108m3的天然气上下游一体化的大型跨国公司，也有仅单纯经营1～2座地下储气库的小公司。 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，西欧国家和俄罗斯分别达到20%、30%。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，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。 3 中国地下储气库项目介绍 中国的地下储气库建设起步较晚，20世纪70年代在大庆油田曾经进行过利用气藏建设地下储气库的尝试。20世纪90年代初，随着陕京天然气输气管道的建设，为确保北京、天津的安全供气，国家开始加大力度研究建设地下储气库技术。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%。2006年冬季高峰期，该地下储气库每天向北京供气逾1 600×104m3，弥补陕甘宁天然气的供应量缺口。
储气库-基本情况
储气库 1 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。 目前世界上典型的天然气地下储气库类型有4种：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。 ① 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。 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。 ③ 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%。 ④ 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。 2 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。1915年。加拿大建成世界上第一座地下储气库。到目前为止，全世界有地下储气库550座左右，可以进行调峰的气量约3500×10m。这些储气库分属不同国家的逾100家公司，其中既有储气量超1000×10m的天然气上下游一体化的大型跨国公司，也有仅单纯经营1～2座地下储气库的小公司。 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，西欧国家和俄罗斯分别达到20%、30%。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，除了常规的
大张坨地下储气库地质动态及运行效果分析
老湾—磨盘潜高的池22、池35、池37、池38、池47、池61井在T 1j 22—T 1j 12层均有显示,电测解释 均为气层或产层。其中池47井试油已获工业气流。 高峰场构造峰1、峰4、峰5、峰6、峰7、峰11井都在嘉一层发生不同程度的气浸、井涌显示,峰6、峰7、峰9、峰13井T 1j 22层有一定的储层发育,厚度一 般6～16m ,以鲕状灰岩为主。因此,该构造具有较 大的勘探潜力。 31双家坝区块 该区块勘探主攻目的层为飞仙关组。已钻过飞仙关组的探井和开发井共13口,其中12口井都存在飞仙关组储层,电测解释结果有产层、可能含气层、含气层、气层四种。储层的孔隙度较低,仅有5口井中有孔隙度达到5%以上的储层段。但储层连片分布,厚度较大,即使孔隙低也可获得气井。如七里8井测试井段3871.5～3878.2m ,声波孔隙度仅2%～5%,获气1.43×104m 3/d 。 该区块内在飞仙关组试油井仅2口井,有必要 对该区块飞仙关组作进一步的勘探。 结 论 (1)川东腹区在当前开发上产任务紧迫、而天然 气储量资源准备不够充分的情况下,“十五”以后要继续保持高产稳产态势,当务之急是在已开发区块内实施滚动勘探开发战略,寻找石炭系气藏储量、产能接替目标。 (2)川东腹区实施滚动勘探的主攻目的层系是资源潜力较大的T 1j 22和T 1f 3等两大重要产气层系。 (3)在川东腹区二叠系、三叠系实施滚动勘探开 发具有许多十分有利的条件。在二叠系、三叠系滚 动勘探的技术方法上,首先要深入开展地质基础研究,充分利用旧井上试回采。若缺乏旧井上试,则应优选勘探井位目标,实施滚动勘探钻井工作。 (4)川东腹区近期滚动勘探工作优选目标区块是铁山区块、大池干井区块和双家坝区块。 (收稿日期 2002-11-18 编辑 钟水清) 作者简介:王起京,1963年生,高级工程师;1984年毕业于大庆石油学院开发系油田开发专业;长期从事气田开发研究工作,曾获省部级科技成果二等奖2次、三等奖1次,现从事地下储气库建设和管理工作。地址:(100000)北京市朝阳区亚运村汇源公寓J 座11门503室。电话:(010)84975042。 大张坨地下储气库地质动态及运行效果分析 王起京 张余 刘旭 (北京天然气集输公司) 王起京等.大张坨地下储气库地质动态及运行效果分析.天然气工业,2003;23(2):89～92 摘 要 大张坨储气库地处我国天津市大港区南5公里的独流碱河的滞洪区内,构造位置处于大港油田板桥油气田构造带的西部,是一个在正进行循环注气开发的凝析气藏———大港油田板桥油气田B52气藏———的基础上改建而成的地下储气库,目的层为沙河街组沙一下段板二油组的砂岩储层。该气藏1994年投入循环注气开发, 2000年改建为我国第一个天然气地下储气库,并于2000年12月投入冬季调峰生产,已完成了二个冬季调峰采气、 一个注气周期的生产,目前正进行注气生产。通过对大张坨储气库运行资料的分析,系统总结了有水气藏改建储气库的生产运行特点和动态规律,对我国其他储气库的建设和运行管理有指导作用。 主题词 大张坨气田 沙河街组 地下储气库 体积 运行 天然气 供应量 调整 大张坨储气库其构造为一鼻状构造,东南侧为断距达200～770m 、平面延伸超过15km 、对油气分布起控制作用的大张坨断层,构造的上倾方向为断层和岩性尖灭,构造的低部位为水域,并通过该水域 与板桥构造中部的其他气藏相连。构造埋深-2565m ,溢出点深度-2800m ,圈闭面积12? 98?第23卷第2期 天 然 气 工 业 工程建设
废弃盐穴地下储气库稳定性研究
第25卷 第4期 岩石力学与工程学报 V ol.25 No.4 2006年4月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April ，2006 收稿日期：2005–04–30；修回日期：2005–06–23 基金项目：国家自然科学基金重点项目(50434050)；国家自然科学基金资助项目(50379052)；中国科学院重大方向性项目(150501) 作者简介：陈卫忠(1968–)，男，博士，1990年毕业于山东矿业学院采矿工程系，现任研究员、博士生导师，主要从事岩土工程方面的教学与研究工作。E-mail ：wzchen@https://www.sodocs.net/doc/7612632664.html, 废弃盐穴地下储气库稳定性研究 陈卫忠，伍国军，戴永浩，杨春和 (中国科学院 武汉岩土力学研究所，湖北 武汉 430071) 摘要：国际上公认盐岩体是地下能源(石油、天然气)储存最理想的介质，作为储气库的盐岩溶腔，一般都是根据设计要求通过水溶开采形成。目前，国内外鲜见利用地下废弃盐岩溶腔作为天然气储气库的先例。通过对ABAQUS 有限元的二次开发，对某废弃盐岩溶腔的储气库围岩和岩柱的蠕变变形规律及腔顶蠕变损伤区的范围进行数值模拟，并对废弃溶腔作为储气库时的工作压力和储库套管鞋高度设计作了有益的探讨，这对指导工程实践具有一定的指导意义。 关键词：岩石力学；盐岩；废弃盐穴；储气库；蠕变；套管鞋 中图分类号：TU 452 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)04–0848–07 STABILITY ANALYSIS OF ABANDONED SALT CA VERNS USED FOR UNDERGROUND GAS STORAGE CHEN Weizhong ，WU Guojun ，DAI Yonghao ，YANG Chunhe (Institute of Rock and Soil Mechanics ，Chinese Academy of Sciences ，Wuhan ，Hubei 430071，China ) Abstract ：Salt rock is considered as a perfect medium for underground oil and gas storage. Normally ，underground salt caverns for gas storage are formed by aqueous fusion method according to specific design. Presently ，there is no underground natural gas storages operation in abandoned salt caverns in the world. Based on numerical results with finite element method(FEM) code ABAQUS ，the creep behaviors of caverns and rock pillars and the range of creep damage of the cavern roof are approached. Furthermore ，the working pressure for gas storage in abandoned salt caverns and location of casing shoes are discussed. The conclusions drawn from the study can provide useful reference to the practical engineering. Key words ：rock mechanics ；salt rock ；abandoned salt cavern ；gas storage ；creep ；casing shoe 1 引 言 能源是一个国家的经济命脉，一旦能源发生危机，将引起社会动荡，破坏经济的发展。在世界GDP 前几位的国家中，中国目前是惟一没有建立国家战略储备和民间商业储备的国家。地下能源储存一般放置在盐岩、非渗透性岩层及多孔隙岩层中。目前 世界上已有的地下储气库类型主要包括枯竭油气藏、含水构造地下储气库、盐岩地下储气库、废弃矿井和水密封岩石洞室，而盐岩具有非常低的渗透特性(渗透率＜10 －20 m 2)与良好的蠕变行为，能够适 应储存压力的变化，且其力学性能较为稳定(损伤与损伤自我恢复)能够保证储存硐库的密闭性(J. E. Quintanilha)。因此，国际上公认盐岩体是能源(石油、天然气)储存的最理想的介质。目前全世界各地大约
建设石油地下储备的重要性和必要性(新编版)
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 建设石油地下储备的重要性和 必要性(新编版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
建设石油地下储备的重要性和必要性(新 编版) [摘要]石油和天然气储备是保障国家能源安全的重要措施，地下储备库是一种安全和节约的储备方式。国外石油储备主要为地下溶洞和盐穴，天然气储备的发展有战略储备向以废弃气藏为主的大型化，民用储备向灵活性大、周转率较高的小型气库发展的趋势。我国目前地下油气储备库处于建设的初期，随着进口依存度的不断增大，需普查适合油气地下储存的地区，进一步重视和加大地下储备技术的研发，保障国民经济的快速发展。 [关键词]石油，天然气，储备，普查 石油和天然气储备是为了保障国家的经济安全和社会稳定，由中央政府直接投资或者其他方式，拥有和控制一定数量的原油、成品油和天然气储备。这是国家为了保障能源安全稳定供应的重要手
段之一。在发生战事、大规模禁运等非常时期，则可用于应对国际石油市场的剧烈动荡，减缓或屏蔽可能给国民经济带来的冲击。从1973年第一次世界石油危机以后，美国、日本、西欧一些国家都相继建立了石油和天然气战略储备。从他们的储备方式来看，地下储备库已成为储备的主要方式。 1、建设石油地下储备的重要性和必要性 首先，建设地下油气储备库是保障能源安全的重要措施。现代战争中，重要经济目标是重点打击的对象，而油气设施在国民经济和战争上的重要性，使其成为打击的主要对象。从战略的角度看，建设地下油气储备有利于保护油气战略资源。 其次，地下油气储备库建设有利于防止恐怖袭击，油库是恐怖分子袭击的重点。地下油气储备库管理容易，不易接触，不易引爆。 再次，建设地下油气储备库可以大量节省土地资源，保护地面环境，而且地下油气储备库，特别是盐穴地下油气储备库的建设成本仅为地下建设成本的1／10，可以节约大量的建设资金。 第四，由于天然气长距离输送的特性，如何保障管道安全运行，
国外地下储气库的技术与发展
国外地下储气库的技术与发展 最早的天然气地下储气库是1916年在美国利用枯竭气田建造的，开创了地下储气的先例。迄今在世界各地天然气地下储气设备总有效容积约250Gm3，共建立了551座地下储气库，其中425座主要是利用枯竭油气田，83座是利用含水构造层，39座是利用含盐岩层，4座是利用废弃矿井。到目前为止，美国、加拿大、丹麦、德国、法国、前苏联和英国等，对利用枯竭油气田建造地下储气库，都已有了多年的实践，并进行了系统的研究，积累了丰富的经验。 一、建设地下储气库的规划要点 天然气地下储气库主要由地下储集层、气井及地面设施等基本部分构成。地面设施包括压缩机站、集输系统、气体处理和计量站。地下储气库的建设需具有一定条件，要符合储气要求的技术特性，主要包括： 1、地质条件的选择 地下储集层应具有较高渗透性(一般在250～1000 mD)的非固结砂层，以中细砂为特征，比较结果表明：非固结砂层构造的储气容量、运行气量和气田峰值都好于固结砂层。 顶部盖层密闭性能要好，以保证竖向和侧向不漏气，选取的顶部盖层一般是由压实的层状粘土和其它细粒矿物质所组成的页岩，为致密的不渗透岩层。 弱的水驱，以避免抽气时随储气压力的降低，边水和底水进入气藏，使气藏孔隙空间的体积缩小，有效容积减少，降低采收率。 要求能承受较大波动的日回采量和注入流量。 2、完整的技术数据 首先必须有确定的储气库开发参数，主要包括原枯竭油气田的孔隙度、渗透率、储集层厚度分布等值线、原始地层压力、含水饱和度以及最大储气能力、全部井数和井口压力等，这些参数能说明地质构造特点和对输配系统的要求。 在掌握原始地层参数的基础上，还需要进行技术经济分析和各种方案的比较，包括确定储气库的总容积、有效容积、气帽容积；注入和排出燃气的功率消耗；储气库充气和排气所需的时间；钻井、地面设施及与输配系统的连接等所需的投资规模。 二、数值模拟分析的研究
地下储气库地面工程工艺设计的原则
地面工程工艺设计的原则 地下储气库地面工程的工艺设计，除应遵循天然气储运设计的一般原则外，还应强调三点： 1．将地下储气库作为一个子系统放在整个天然气输配的大系统中，根据总投资和总消耗功率相对最低的原则，优选大系统中各环节间相互制约的基本参数和储气库地面工程的流程形式。 如果在已建或部分建成的输配气系统中新建地下储气库，则应与已建部分尽可能协调一致。 2．地下储气库的地面工程必须与所处地层的勘探、开发、监测和动态分析密切结合，切实做到“地上适应地下”。 地面工程设计必须以可靠的地质资料为依据，而“看不见，摸不着”的地层情况需要在工程投产后，通过生产实践和对地层的监测、分析来检验和修正。储气层所能承受的最大注气压力及最大库容量等基本参数需要经过一定的注采周期才能确定，所以储气库的地面工程常分期建成，一期工程带有探试性(设计的“库容量”约为理论最大“库容量”的70％左右)，经试注采，取得必要的数据后，再决定是否上二期工程，原订的设计规模是否需要调整……。 在工程设计中必须考虑到保护地层，即天然气注入地层前必须经过净化处理，以免将润滑油和其它杂质带入地层中，影响地层渗透率。 由于地下储气库地面工程常分期建设，设计中必须充分考虑近期工程与远期工程的结合。在—期工程的总图设计中，必须为二期工程预留场地；在流程设汁中，要考虑前后的衔接和统一。 下文将什对建在衰竭气藏中的地下储气库讨论其基本参数和流程形式的选择。 基本参数的选择 最大注气压力 因此在确定最大注气压力时，既要充分利用储气层的储气能力，又要保证储气层圈闭的密封性。在井口处的最大注气压力可参考以下经验数据：可取与储气层平均深度等高的水柱静压头；当有5m以上厚度的粘土盖层时，可以取这个水静压头的1.3—1.5倍。②可取储气层的原始压力或原始压力的1.15—1.2倍。 而根据国外的经验，实际最大注气压力和相应的最大储气容量应通过注气的实践才能确定。在地下储气库投运的前几个注采周期内，“最大”注气压力一般取最大允许压力理论值的70％左右，通过几个注采周期，在观测、分析和评价储气层圈闭的密封性的基础上，再确定最大注气压力以及相应的最大储气容量。
我国的储气库现状
我国的储气库现状： 我国在大庆曾利用枯竭气藏建造过两座地下储气库。萨尔图1号地下储气库于1969年由萨零组北块气藏转建而成，最大容量为3800×104m3，年注气量不到库容的1/2，主要用于萨尔图市区民用气的季节性调峰。在运行十多年后，因储气库与市区扩大后的安全距离问题而被拆除;又于1975年建成大庆喇嘛甸地下储气库，该地下储气库是大庆合成氨的原料工程之一，建在喇嘛甸油田气顶部，地面设施的设计注采能力为40×104m3，D95年注气量为2060×104m3，不足库容的0.5%，通过近年来的两次扩建，大庆喇嘛甸地下储气库的日储气能力达到100×104m3，年注气能力达到1.5×l08m3，总库容己经达到25.0×l08m3，，到目前为止已经安全运行30年，累计采气10×l08m3。 我国首次大规模采用储气库调峰是在陕京输气管道工程。为了解决北京市季节用气的不均衡性问题，保证向北京市稳定供气，1999年修建了大港油田大张坨地下储气库。大张坨地下储气库采用目前国内最先进的循环注气开采系统，有效工作采气量为6×l08m3/a，特殊时期的最大日调峰能力为 1000×104m3。大港储气库除了供应北京以外，还有部分天然气供应天津、河北沧州等地。为保证供气安全，2001年来，继大张坨地下储气库后又建成了板876地下储气库，板中北高点地下储气库。3座地下储气库全部为凝析油枯竭气藏储气库，位于地下2200～2300m处，四周边缘为水，较好的地层密封性避免了天然气流失。3座地下储气库日调峰能力为1600×104m3，最大日调峰能力将达到 2930×104m3。其中，板876地下储气库年有效工作采气量为l×l08m3，最大日调峰能力为300×104m3，板中北高点地下储气库年有效工作采气量为4.3×l08m3。大港3个储气库己经累计注气近8×l08m3，而且配套设施完善，能够在3min内启动整个应急供应系统，保证了北京的用气需量。 为保证西气东输管道沿线和下游长江三角洲地区用户的正常用气，现在长江三角洲地区选择了江苏省金坛市的金坛盐矿和安徵省定远币的定远盐矿建设盆穴地下储气库。这两个盐矿地理位置优越，地质条件得天独厚，盐矿储量规模大，含盐品位高，地面淡水资源丰富，盐矿开采己形成一定规模。设计总的调峰气量为8×l08m3，有效储气量为17.4×l08m3，建成后日注气量为1500×104m3，日采气量范围4000×104m3，完全可以满足长江三角洲地区季节调峰的要求，将于2008年前建成投入使用，2020年达到建设规模。初设金坛单腔盐穴几何形状为边部不规则的短轴椭球形腔体，盐穴高度为135m(顶、底部预留密封厚度),平均直径为55m，储气容积达到25×104m3。在储气库运行工作压力范围为5.5～16MPa，储层温度为45℃的情况下，有效工作气量可以达到2900×104m3。确定建库部署23个盐穴(部分利用老溶腔)，可形成储备有效的工作气量6.7×l08m3。定远盐矿埋藏浅，盐层顶面一般在300～400m 之间，可建单腔盐穴储气体积8.54×104m3。在储气库运行工作压力为2～6.3MPa，储层温度为20～33℃的情况下，有效工作气量为400×104m3。初设建库部署36个盐穴，形成总储备有效工作气量1.4×104m3。 为完善陕京二线天然气输配系统，我国拟在华北地区建设一座新的地下储气库。通过前期对华北地区建库库址的筛选评价，认为华北油田任11井潜山油藏在建库地理位置、地质条件以及注气提高原油
试析地下储气库建设技术研究现状及建议
试析地下储气库建设技术研究现状及建议 发表时间：2019-04-03T11:40:30.793Z 来源：《建筑模拟》2019年第2期作者：张世强李东明宋光东 [导读] 地下储气库发展历史悠久，欧美国家的建设历史已经超过了一个世纪，全球范围内的储气库建设总量也达到了一定规模。 张世强李东明宋光东 管道局第五工程公司电气仪表工程分公司河北任丘 062552 摘要：地下储气库发展历史悠久，欧美国家的建设历史已经超过了一个世纪，全球范围内的储气库建设总量也达到了一定规模。但是，由于我国工业发展历史较短，在能源调供管理上也存在经验不足的状况，所以对地下储气库等能源储存管理单位的建设也相对不足。总而言之，我国地下储气库的发展任重道远，如果想要实现长远、有序的发展，必然需要对其发展趋势进行深入了解，而了解目前国际总体发展趋势就显得尤为必要。 关键词：地下储气库；建设技术；研究现状；建议 引言 如今，我国可利用能源相对匮乏，所以天然气生产调峰以及天然气资源储备的重要性不言而喻，而地下储气库是其生产调峰以及资源储备的最佳手段，并且能够保证天然气的安全供应，目前我国在天然气储气库技术的研究并不完善，需要相关从业人员积极探索与创新。 1中国地下储气库发展面临的主要问题 1.1复杂环境修建苦难 我国天然气资源主要集中在西部地区，但是西部地区经济落后，地质环境复杂，在修建过程中必然会受到地形与社会经济方面的阻碍，由此便会在很大程度上增加储气库修建的成本与风险。另外，综合我国地下储气库技术的发展状况来看，复杂地质环境的建库需要还远远无法得到满足。 1.2调峰上限不足 我国储气技术发展时间相对较短。所以，储气库在数量和规模方面还有所不足，这也就导致储气运营能力与实际调峰需要不匹配的状况产生。根据相关数据表示，我国储气库调峰能力不到5%，而国际认为的合理调峰应该保持在11%；另外，随着我国天然气开发量的不断增加，现阶段的调峰能力百分比还将继续降低。由此也可以认识到我国储气库建设的紧迫性。 1.3市场竞争不足 缺乏市场竞争是储气库市场发展受限的主要原因。储气库的建设、运营等环节都在国有企业的掌控之下，社会资本无法进入其中。在这种状况的长期影响下，我国储气库市场竞争力整体不强，在技术更新方面需求不大，而这也就导致储气库发展受到限制。 1.4运营机制不成熟 运营机制不成熟是发展过程中的又一难题，储气库管理建设不足直接导致运营能力低下的状况产生，相关单位如果不能对成本与效益进行有效处理，必然会导致储气库的运营举步维艰。 1.5相关政策措施缺乏可执行性规定 为了推动储气库发展，我国在政策方面给予了极大支持，但是从事储气库发展状况来看却并不理想。究其原因，可以认识到相关政策的实施没有落到实处。一方面，政策本身存在缺陷，对于支持行为没有明确进行规定，而这也就导致相关部门无法进行有效工作；另一方面，政策的执行没有受到监管，久而久之也就难以发挥实际效用。 2地下储气库建设技术要点 2.1枯竭油气藏气库的建库技术 我国在枯竭油气藏建库的技术已经比较成熟，已经研发出了一系列相关的技术，其主要有：一、地质方案设计技术。二、废弃井封井技术。三、钻井、固井、完井技术。四、钻井液技术。五、储层保护技术。六、工程配套技术等。我国科研人员，在本国枯竭油气藏特殊性的基础上，进行了大量建库工程配套技术的研发，让我国的建库技术有了非常大的发展。我国目前在枯竭油气藏运行、管理和维护方面的研究上还处于探索的阶段，各种技术依然非常不成熟。陶卫方等学者对储气库的调峰方式进行了优化，有效改善了一些气酷调峰难的问题。丁国生等学者设计了一整套的修井工艺，有效解决了储气库在维护管理中出现的一些难题。 2.2盐穴储气库技术 溶腔技术。通过大量的实验验证发现，溶腔过程的溶解角度的变化，往往对溶解速率造成不同的影响，当溶解角度为45度时，溶解速度达到最大值。我国袁进平研究的喷嘴式、延伸喷嘴式、软管式促溶工具，在很多储气库开发应用的过程中，已经取得了成功。国内对溶腔形状控制的研究，一般采用的是模拟实验仿真的方法，其主要应用的有岩盐溶蚀模拟技术、对流扩散模拟技术和单井形态控制技术。尤其在解决溶腔溶解过程中的泥质夹层垮塌这一技术难题上，也取得了很大的进步。 在相关盐腔稳定性研究中，也取得了很大的突破，但还没有形成完善的稳定性评价指标。根据相关盐层破坏的模拟实验表明，如果岩盐结构表面有裂纹产生，其经常为柱状的。夹层部分为压拉破坏，其表现为由内到外的锥形剪裂。在稳定性研究的过程中，一般都会建立一个和真实岩盐受力分析相一致的数学模型，利用该模型来进行各种计算，有效得出盐腔的变形规律。随着技术的不断发展，建模技术越来越成熟，建模结果和真实结果越来越相近。目前，国内的稳定性评价指标上还没有完全统一起来，这主要是由于我国地质条件相对比较复杂，地质构造变化非常快，各地岩盐也存在着较大的差别，难以只用一种评价指标来进行衡量。 密封性能分析。为了研究盐腔的密封性能，主要采用的是实验分析和建模分析两种手段。国外主要根据空间的结构和大小变化的情况，来分析出造成密封性降低的原因，并进行大量的实验来进行验证。我国在相关的研究上，主要侧重于盐穴储气库夹层的特点的研究，利用实验模拟的方法来对密封性进行研究，并取得了不错的研究结果。掌握了岩盐与夹层孔隙率与渗透率在气压作用下的变化规律，可以有效计算出地下储气库的最大储气压力。建立了含软弱夹层岩盐储气库的等效边界气流渗流模型，可以很好反映夹面层流的实际情况，可以有效得出气库天然气的渗透规律。 2.3加强对储气库建设核心技术的攻关，高度重视储气库的安全管理 较之于国外，我国的储气库在技术上仍存在着不少的差距，例如缺乏高压大型注采核心技术与装备、注气压缩机仍需依赖进口等，这