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四大技术突破补产业最短板 我国储气库建设迎来黄金期

发布人:科技日报 发布时间:2020-04-20

中國石油4月19日宣布,國家重點能源建設項目、我國西部首座儲氣庫群——吐哈油田溫吉桑儲氣庫群正式開工建設。此舉拉開了規劃中“十四五”期間東北、華北、西北、西南、中西部、中東部等六大儲氣中心建設的帷幕,使作爲緩解局部地區冬季“氣荒”終極解決方案的儲氣庫,迎來一波建設黃金期。

據悉,溫吉桑儲氣庫群位于新疆鄯善縣境內,由3個枯竭氣藏改建而成,設計總庫容56億立方米,工作氣量20億立方米,預計2025年建成並陸續投運。這是我國第一座低孔低滲低産強非均質性複雜氣藏型儲氣庫群,也是西氣東輸的重要配套工程。項目建成後,將與已經建成的新疆呼圖壁儲氣庫及塔裏木氣驅油協同建庫等儲氣庫,共同構成我國西北200億立方米儲氣中心。

來自國家發改委的最新數據顯示,我國2019年天然氣表觀消費量3067億立方米,同比增長9.4%;截至目前,全國已建成儲氣庫27座,調峰能力超120億立方米。相比此前國家發改委要求的“天然氣銷售方應建設與銷售量配套10%的調峰能力”,全年調峰缺口超過60%。因儲氣庫建設滯後而導致的調峰能力不足,正是我國天然氣産業發展的最短板,也是局部地區冬季“氣荒”的“謎底”。

4月10日,國家發改委、財政部等五部門聯合印發了切中問題要害的《關于加快推進天然氣儲備能力建設的實施意見》,要求加快推進儲氣基礎設施建設,從土地、財稅、金融、投資等方面提出多項支持政策,激勵企業加速補足儲氣基礎設施建設短板。

中國石油介紹,我國現有氣藏和鹽穴兩類儲氣庫,分別是利用枯竭氣藏和鹽礦開采後留下的礦洞改建而成的地下儲氣空間。其中,鹽穴建庫由于選址和造腔等技術原因尚利用不多,氣藏型儲氣庫是目前主流。

2000年以前,我國地下儲氣庫處于空白,事實上“有氣無庫”。其根本原因,中國石油表示,在“注得進、存得住、采得出”等方面,存在四大世界級難題。

只能“怨天”不能“尤人”的是,國外儲氣庫普遍構造簡單、儲層高滲、埋深小于1500米;而我國建庫主體爲複雜斷塊氣藏,構造破碎、儲層低滲、非均質性強、流體複雜、埋藏深。“國外選址基本排除了這類氣藏建庫的可能性”。

如此複雜地質條件給儲氣庫選址、設計、建設、運行帶來巨大理論技術挑戰,包括:複雜斷塊動態密封評價沒有理論指導,幾乎無庫可選;低滲、強非均質儲層高速注采滲流機理不清,國外方法設計無法實現儲氣空間高效動用;工程建設技術和裝備無法滿足高質量建井與高壓大流量注采需求;長周期強注強采下儲氣地質體和井筒安全運行與風險管控難度大。

中國石油經過近20年持續攻關,取得複雜儲氣庫重大關鍵技術突破:創建了複雜地質體動態密封理論,突破了複雜斷塊選庫禁區,指導了650億立方米工作氣量儲氣庫選址;創建了複雜氣藏型儲氣庫庫容動用理論及優化設計方法,解決了儲氣空間高效動用難題,庫容參數設計誤差由國外方法的26%降低到6%,庫容利用率由70%提高至90%以上;創新了複雜條件儲氣庫工程建設關鍵技術,解決了交變載荷下水泥環長期密封、大壓差鑽井防漏和高壓大流量注采關鍵裝備研制難題,配套形成了滿足我國複雜地質條件儲氣庫工程建設技術體系;創新了複雜儲氣庫長期運行風險預警與管控技術,形成了地質體-井筒-地面三位一體的風險管控體系,已建成儲氣庫運行至今零事故。

中國石油方面透露,應用這套技術指導,已建成22座儲氣庫,形成111億立方米調峰能力;近3年調峰采氣225億立方米,創造直接經濟效益238億元;儲氣庫調峰已占全國城鎮燃氣調峰總量45%,惠及10余省市近4億人。在中亞進口氣減供、西氣東輸管道因自然災害中斷等突發事件中發揮了關鍵作用。

預計到2030年,我國天然氣調峰能力需求將超過1000億立方米。中國石油表示,在既有建庫模式基礎上,開始探索在産氣田建庫和氣驅采油協同建庫兩種新模式。整個“十四五”期間,將建設東北、華北、西北、西南、中西部、中東部等六大儲氣中心,規劃新建設儲氣庫23座,總工作氣量達到270億立方米,預計總投資近千億元。