枯竭气藏型储气库建设研究

张容基

天津市大港油田公司第三采油厂

摘要：随着国家大力实施“煤改气”以及车用、分布式能源快速发展，特别是工业用气量增幅明显，需求量远超预期水平，从国家至各个市场主体对于调峰能力的需求极为迫切。地下储气库调峰、ＬＮＧ调峰、气田调峰等是世界上常规储气调峰措施，相比ＬＮＧ和气田调峰，地下储气库具有容量大、储气压力高、受环境气候影响小等优势，是季节调峰的最主要手段。目前，枯竭气藏型储气库依托长输管线建设，建成后将进一步缓解天然气供应压力，并有效服务管道沿线地区。“十四五”期间储气库的注气资源有保障，目标市场季节调峰、应急供气需求形势严峻，迫切需要建设枯竭气藏型储气库。本文主要分析枯竭气藏型储气库地面工艺设计及技术研究。

关键词：枯竭气藏型储气库；地面工艺设计

引言

枯竭气藏型储气库依托长输管线建设，气源充足，根据枯竭气藏型储气库地质、注采工程研究方案与天然气目标市场需求研究结果，采用一级布站工艺进行整体规划设计，包括１座注采站、２口注采井及配套工程。采出气处理工艺采用井口气量控制装置、注采合一和三甘醇脱水集成工艺技术，充分利用气藏高温、高压能量，同时选用２台电机驱动往复式注气压缩机，通过优化工艺，降低节流损失，实现高效安全运行。枯竭气藏型储气库建成后对保障我国中东部发达地区城市群经济持续发展、社会稳定意义重大。

1、枯竭气藏型储气库建设必要性

1.1储气库建设响应国家能源整体规划要求

《天然气发展“十三五”规划》明确提出要增加储气库建设能力，逐步建立以地下储气库为主，气田调峰、ＣＮＧ和ＬＮＧ储备站为辅的综合性调峰系统，指出重点推进天然气储存、调峰能力，并要求到２０２０年地下储气库的储存能力达到１４８×１０８ｍ３。

1.2储气库保障中石化天然气储存和销售能力

国家储气相关文件明确提出：到２０２０年，供气单位要具备高于其年销售量１０％的天然气储备能力。２０１９年中国石化天然气产量２９６．７４×１０８ｍ３，同比增长７．２１％。

1.3储气库建设可以充分发挥

ＬＮＧ接收站和管道的输送能力储气库建成后，在非高峰期将富余气量注入储气库，在高峰期采出供应市场，接收站和管网可充分发挥设计能力，基本实现全年均衡生产，有效调节ＬＮＧ进口供应量。

1.4储气库是天然气市场竞争和长远发展的需要

天然气市场竞争非常激烈，“十三五”期间资源供应总量翻一番，而储气调峰能力却没有相应增加，区域内的调峰矛盾更加突出，而枯竭气藏型储气库地面工程的建设对于目前天然气市场开发和长远发展都具有重要意义。

2、中国储气库地面工艺技术

储气地面技术受气体输送区、储气区和用户的影响，施工和运行条件复杂。(1)操作条件大。由于气藏“反复注入生产”的特点，天然气流量和组成、运行压力和温度在土壤工艺处理中的变化范围较大，使得设备和管道抗疲劳要求较高。(2)测量很困难。由于工作压力和流速不断变化，天然气瞬时流速的上下限值高达60∶1，不同气藏单井的产气能力各不相同(10 ~ 250) × 104m3 / d，要求流量计具有高度适应性。(3)气井输送期油井流体组成复杂。对于凝析气体和贮存库，产生的天然气通常含有凝析或黑油和游离水。对于干燥气体的储存，生产的天然气往往会混合使用游离水。同时，一些气藏也含有H2S，这使得地球过程的设计尤为突出。(4)气体喷射压缩机的选型要求较高。压缩机入口压力和流量的设计参数应适应燃气管道参数的波动，设计压力应适应高地层压力。当多个压缩机同时运行时，高压、高性能天然气压缩机机组的脉冲和振动应平衡和协调。(5)高安全要求。除了峰值松动功能外，气藏还必须满足燃气管道事故条件下安全供气的要求。地下储气库具有广泛的气体注入和生产压力及气体体积，设备和管道长期处于疲劳状态，要求地面设施高度安全。(6) Darongda的生产周期较长。气藏投入生产后，气藏的生产周期较长，特别是从淹没气藏转化而来的气藏。中国2013-2015年建成投入使用的六个气藏尚未达到容量。(7)更换H2S酸性介质。对于生产气体中H2S气体的储存，必须动态跟踪H2S生产的原因、H2S含量的年度变化和变化规律，相应的交换周期影响土壤脱硫装置的设置。

3、对策建议

3.1构建合适的储气库运营模式

天然气产业链中，天然气储藏量是其生产销售的关键环节，因此，我们应该建立适合我国实际情况的运行模式。随着中国市场经济的不断成熟，政府部门应逐步放开天然气市场价格，逐步从控制转向监督，不断推进天然气储存企业的市场化运作，使企业能够根据实际市场情况灵活地引进或推广天然气，从而提高天然气储存的运行效率，并实现更大的经济效益。第二，应建立独立的气藏企业，接管气藏的建设、运营和相应的管理。应在现有政策的基础上，尽快制定燃气存储运行的配套战略，以确保相关企业的正常发展。同时，有关政府部门可采取财政和税收激励、资金支持等措施，鼓励私营企业和私人资本独立参与气藏建设。

3.2地上地下结合，优化简化井口设施

目前，井口通常配备加热炉或移动式甲醇注入Skid，即使在东北燃气仓库，为了应对煤气生产初期的低温状况，井口也安装了加热炉和甲醇注入池。建议将土体工艺与地下工艺相结合。当单井供气量和井口温度升高时，应计算出井口到采集站的最佳输送距离，并相应布置车站，使采集输送过程中不会形成水合物，从而简化或消除井口的加热和酒精注入过程。提高质量和效率。

3.3持续推进储气库地面建设标准设计及实施工作

随着气藏施工进度的加快和工程数量的大幅增加，气藏类型变得多样化。为了保证新建气藏的高质量和高效率，有必要对气藏建设的凝固规划技术进行总结，总结相似之处，维护差异，促进气藏地面建设系统的标准化设计，从气藏类型到储层类型和盐洞类型，从主要技术到辅助技术，最大限度地统一土壤技术、平面布置、视觉图像和施工标准。

3.4库址优选

峰值沉降需求和储位资源是确定储气库位置的重要指标。中国主要油气输送区分布在东北、西北、西南、渤海地区，但主要消费区集中在东南、长三角、京津冀等地区。由于我国适当耗尽油气储层的相对匮乏，地下水气体的储存受到诸多因素的制约，盐池中地质构造丰富的地区很多，因此盐池气体的储存是我国的首选天然气储层。从欧美等地燃气储集层建设经验出发，并考虑到地质和地表条件，确定了我国燃气储集层优化政策:(1)从地质角度来看，所选地区的结构、埋深、含盐层厚度、氯化钠含量、屋顶和储量都是需要考虑的因素。(2)从表面等方面考虑有效避免特殊区域、与管网保持合理距离、确保充足供水等因素是必要的。

结束语

目前我国天然气对外贸易系数已达到40%，但主要天然气储存方法的天然气供应仅占我国天然气消费总量的5.2%。国内气体储存能力与全球平均水平之间仍存在一定差距，严重影响了气体供应平衡。国家发布了一系列相关政策和实施咨询意见，旨在加快天然气储存建设，进一步提高储备能力。但是，由于总体规划不足，行业标准模糊，储备能力不足，气藏建设进展非常缓慢。

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