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我国地下储气库技术可比肩国际

“冬春不再为气愁”将成现实

2018-1-8 9:36:29 来源:中国矿业报社 本报记者:吴启华 综合报道

实现稳步提高天然气消费比例的目标,除了保证气源,还要做好管网建设。而储气设施与天然气管道相连,是天然气管网系统重要的组成部分,是保障天然气安全、稳定供应的重要手段。

1月4日,14名两院院士、国内知名专家在北京评审我国22座储气库建设的创新技术成果,认为该成果总体达到国际先进水平,其中在复杂地质条件下大型储气库选址与建库技术国际领先。这标志着我国天然气工业发展的一大瓶颈技术获突破。

建设中的华北油田苏桥地下储气库群(资料图)

据专家介绍,地下储气库是把天然气注入地下圈闭或人造洞穴形成的一种储气场所,主要作用类似长江沿岸的湖泊,调节冬夏用气峰谷差,提升管道输送效率;或作为战略储备和应急储备,应对进口中断和短缺,保障国家能源安全。地下储气库一般建设在靠近天然气下游用户的城市附近。与地面球罐等存储方式相比,地下储气库具有储存量大、分摊造价较低、经久耐用、安全系数高等特点,是一种比较理想的储存天然气的方式。

2017年5月,中共中央、国务院印发了《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》(下称《意见》),明确了深化石油天然气体制改革的指导思想、基本原则、总体思路和主要任务。其中,重点改革任务之一就是完善油气储备体系,提升油气战略安全保障供应能力。《意见》提出:建立完善政府储备、企业社会责任储备和企业生产经营库存有机结合、互为补充的储备体系;完善储备设施投资和运营机制,加大政府投资力度,鼓励社会资本参与储备设施投资运营;建立天然气调峰政策和分级储备调峰机制;明确政府、供气企业、管道企业、城市燃气公司和大用户的储备调峰责任与义务。

然而,我国地下储气库建设面临重大技术挑战。与国外90%地下储气库埋深小于2000米,构造完整相比,我国主要天然气消费区的地质构造复杂、破碎,埋深普遍大于2500米,储层非均质强,选址与建库难度大,必须解决“注得进、存得住、采得出”等重大难题;注采气井储层压力低,巨大的拉伸力和挤压力交替作用到地下储气库,对钻完井工程提出了更高的技术要求;国内缺乏地下储气库高压大型注采核心技术;安全运行风险大。

从国外经验来看,地下储气库一般需经历初期发展、快速发展和平稳发展3个阶段,以天然气消费大国美国和俄罗斯为例,地下储气库发展初期分别经历13年和15年,快速发展期分别为46年和35年。未来10~20年,全球对地下储气库调峰需求量将越来越大,地下储气库数量和规模将会随着需求量的增加不断扩大。根据国际气体工业联合会预测,到2030年地下储气库调峰需求量将达到5030亿立方米,在现有地下储气库基础上,需要新建地下储气库183座,预计需新增工作气量1406亿立方米才能满足今后的调峰需求。同时,安全供气与天然气贸易的需求是地下储气库增长的主要动力来源,新的理念和技术进步也将不断推动地下储气库发展。

随着大气治理的迫切需要、城镇化加快、碳减排与碳交易市场的建立,我国中长期天然气需求量将有巨大增长。据预测,2030年全国天然气消费量将达到4000亿立方米,对外依存度将超过40%。2016年印发的能源生产和消费革命战略、天然气发展“十三五”规划明确提出了力争2020年、2030年天然气占一次能源消费比重分别达到10%左右和15%左右的目标。随着天然气需求量的日益增加、进口气量的持续快速增长以及国内大型长输管道工程的提速建设,天然气储存和调峰矛盾日益突出。如何实现地下储气库业务可持续发展已成为我国天然气产业面临的主要问题之一。按照国际平均水平12%测算,调峰需求量将达到480亿立方米,我国地下储气库建设正处于黄金发展期。

我国地下储气库发展始于20世纪90代初,经过20多年的发展,地下储气库在平衡天然气管网的压力和输气量、调节区域平衡供气方面发挥了重要的作用。据了解,2000年起,在科技部、财政部等支持下,中石油组织2000余名科技人员深入研究,形成了地下储气库选址技术、地质方案设计优化技术等4项创新成果,支撑了我国复杂地质条件储气库建设。目前,中石油建设地下储气库的创新成果,已应用于北京、新疆、重庆等地16座新地下储气库的建设,刷新了地层压力低、地层温度高、注气井深、工作压力高等4项世界纪录;储气规模达400亿立方米,相当于三峡水库的蓄水量;冬季调峰能力超过100亿立方米,相当于我国“十三五”规划的67.5%;最高日调峰量近9000万立方米,相当于全国最高日用气量的1/10,惠及京津冀等10余省(市)2亿人口;累计调峰采气350亿立方米,相当于4座千万吨级特大煤矿贡献的能量,综合减排8000万吨。除了大型石油公司建设地下储气库以外,城市燃气企业和地方燃气企业也在积极自行筹建,如港华金坛储气库、云南能投等地下储气库。

专家认为,我国建设地下储气库,开拓了我国复杂地质条件下储气库技术创新之路,奠定了我国天然气战略储备格局的基础,推动了我国由采输气调峰向地下储气调峰的历史性转型升级。推广应用中石油地下储气库建设创新成果,建设更多地下储气库,对缓解我国天然气夏秋产能过剩、冬春供不应求的矛盾有重要作用。□

编辑:宫莉

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