【正文】 、靠輸氣干線的管壓注氣。在多數(shù)情況下輸氣干線與儲(chǔ)氣庫(kù)之間是通過(guò)單線連接，接點(diǎn)處的壓力左右著采出氣的外輸壓力，也影響著最小采氣壓力。出口壓力一定通過(guò)優(yōu)選入口壓力來(lái)確定適宜的壓比。一般地下儲(chǔ)氣庫(kù)都設(shè)置注氣壓縮機(jī)。 壓縮比 在地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面工程中，用于天然氣增壓的壓實(shí)功 是最大的動(dòng)力消耗。顯然采氣壓力越高則單井產(chǎn)量越高，在總供氣量一定的前提下，采氣井的井?dāng)?shù)就可以減少、鉆井費(fèi)用、井場(chǎng)及氣管網(wǎng)實(shí)施的投資均可以相應(yīng)的減少。 ⑶ 采氣井井?dāng)?shù) 采氣井井?dāng)?shù)取決于儲(chǔ)氣庫(kù)的日供氣量和單井產(chǎn)氣量。而兩者都可以隨設(shè)計(jì)條件而變化，所以確定外輸壓力使，應(yīng)該（也可能）兼顧最小采氣壓力的取值。根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料，氣墊氣量和有效氣量的比值為 60%～ 140%。 氣墊氣量越大，所維持的地層壓力越高，就能減少采氣井井?dāng)?shù)，并為采出氣提供較高的壓力。 最低采氣壓力及有關(guān)參數(shù) 最低采氣壓力與儲(chǔ)層的最低壓力是一致的，它與下列參數(shù)密切相關(guān)。井口處的最大注氣壓力可參考以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 可取與儲(chǔ)氣層平均深度等高的水柱靜壓頭，當(dāng)有 5m以上厚度的粘土蓋層時(shí)，可取壓頭的 ～ 倍； 可取儲(chǔ)氣層的原始?jí)毫蛟級(jí)毫Φ?～ 120. 根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際最大注氣壓力和相應(yīng)的最大儲(chǔ)氣容量應(yīng)通過(guò) 注氣實(shí)踐才能確定。儲(chǔ)層壓力與儲(chǔ)層容量成正比，對(duì)具有一定幾何結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的儲(chǔ)氣層，提高儲(chǔ)層壓力可以增加儲(chǔ)氣容量，但壓力過(guò)高又會(huì)破環(huán)儲(chǔ)氣層封閉圈的密封性，導(dǎo)致儲(chǔ)氣泄漏。 參數(shù)選擇 最高注氣壓力與最大儲(chǔ)氣容量 儲(chǔ)氣容量可用下式近似計(jì)算： ZTP TPKmhSV nn ?? ????? 00 式中： V — 儲(chǔ)氣容量， 3m ； S— 儲(chǔ)氣層面積， 2m ； h— 儲(chǔ)氣層高度， m ； 9 K— 儲(chǔ)氣層含氣飽和度； nP — 儲(chǔ)氣層壓力， Pa ； 0T — 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（ 20+273）， Ko ； 0P — 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力， 1Pa ； nT — 地層溫度， Ko ； Z— 天然氣壓縮系數(shù)。設(shè)計(jì)中必須充分考慮近期工程與遠(yuǎn)期工程的結(jié)合。儲(chǔ)氣層所能承擔(dān)的最大注氣壓力及最大庫(kù)容量等基本參數(shù)需一定的注采周期才能確定，所以儲(chǔ)氣庫(kù)的地面工程長(zhǎng)分期建成，一期工程帶有探試性（設(shè)計(jì)的庫(kù)容量約為理論最大庫(kù)容量的 70%），經(jīng)試注采，取得必要的數(shù)據(jù)后，再?zèng)Q定是否上二期工程，原定的設(shè)計(jì)規(guī)模是否需要調(diào)整等。 ⑵ 、地下儲(chǔ)氣庫(kù)的地面工程必須與所處地層的勘探、開發(fā)、檢測(cè)和動(dòng)態(tài)分析密切結(jié)合。 8 設(shè)計(jì)原則 地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面工程的工藝設(shè)計(jì)，除應(yīng)遵循天然氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)的原則外，還應(yīng)遵循以下三點(diǎn)： ⑴ 、將地下儲(chǔ)氣庫(kù)作為一個(gè)子系統(tǒng)放在整個(gè)天然氣輸配的大系統(tǒng)中，根據(jù)總投資和總消耗功率相對(duì)最低的原則，優(yōu)先選取大系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)間相互制約的基本參數(shù)和儲(chǔ)氣庫(kù)地面工程的流程形式。目前這類儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)量較少，主要原因在于大量廢棄的礦坑技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件難以符合要求。目前世界上有鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)共 44座，占地下儲(chǔ)氣庫(kù)總數(shù)的 8%。從規(guī)模上看，鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)的容積遠(yuǎn)小于枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)和含水層儲(chǔ)氣庫(kù)，單位有效容積的造價(jià)高，成本高，而且溶鹽造穴需要花費(fèi)幾年的時(shí)間。目前全球共有逾 80 座含水層儲(chǔ)氣庫(kù)，占地下儲(chǔ)氣庫(kù)總數(shù)的 15%左右。 含水層儲(chǔ)氣庫(kù) 用高壓氣體注入含水層的孔隙中將水排走，并在非滲透性的含水層蓋層下直接形成儲(chǔ)氣場(chǎng)所。 枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù) 枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)利用枯竭的氣層或油層而建設(shè)，是目前最常用、最經(jīng)濟(jì)的一種地下儲(chǔ)氣形式，具有造價(jià)低、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)?？梢詫?duì)臨時(shí)用戶或長(zhǎng)期用戶臨時(shí)增加的需氣量提供應(yīng)急供氣服務(wù)[2]。供氣方：天然氣在價(jià)格較低時(shí)，將天然氣儲(chǔ)存不售或增加儲(chǔ)氣量，待用氣高峰、價(jià)格上漲時(shí)售出；用氣方：在天然氣價(jià)格較低時(shí)購(gòu)進(jìn)儲(chǔ)存，待冬季或用氣高峰、氣價(jià)上漲時(shí)抽 出使用（避免高價(jià)購(gòu)氣）或出租儲(chǔ)氣庫(kù)。 ⑶ 影響氣價(jià)格，實(shí)現(xiàn)價(jià)格套利。 提高輸氣效率，降低輸氣成本。 ⑵ 實(shí)施戰(zhàn)略儲(chǔ)備。地下儲(chǔ)氣庫(kù)可以隨時(shí)調(diào)節(jié)供氣量和消費(fèi)量間的平衡，解決用戶對(duì)天然氣消費(fèi)量的不均衡與氣源產(chǎn)氣量相對(duì)均衡的矛盾，提高供氣系統(tǒng)的安全可靠性；也可以滿足冬季時(shí)的峰值的需求，使氣源和輸氣管道系統(tǒng)的運(yùn)行不受供氣負(fù)荷波動(dòng)的影響。解決上面問(wèn)題現(xiàn)在普遍采用的一種方法就是建立地下儲(chǔ)氣庫(kù)。隨著社會(huì)的發(fā)展，天然氣的使用量越來(lái)越大，這就要求我們必須采用各自措施來(lái)提高氣藏采收率，且國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的供氣系統(tǒng)都一個(gè)共同的特點(diǎn)就是天然氣消費(fèi)區(qū)與天然氣氣田相距甚遠(yuǎn)，就這產(chǎn)生了用氣區(qū)域與產(chǎn)氣不均衡性。儲(chǔ)備需求將會(huì)極大推動(dòng)建庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，而建庫(kù)技術(shù)的發(fā)展反過(guò)來(lái)又會(huì)促進(jìn)中國(guó)油氣地下儲(chǔ)備庫(kù)的建設(shè)。 中國(guó)儲(chǔ)氣 庫(kù)的發(fā)展和完善，將會(huì)給中國(guó)能源地下儲(chǔ)存帶來(lái)革命性的變化，天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)將從調(diào)峰性向戰(zhàn)略性延伸及發(fā)展，天然氣儲(chǔ)備技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)石油及液態(tài)烴類能源地下儲(chǔ)備庫(kù)的建設(shè)。到 2020 年，儲(chǔ)氣庫(kù)的工作量將達(dá)到 320 108m3，需要建設(shè)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)將達(dá)到 30 座以上。預(yù)測(cè) 2021 年中國(guó)天然氣的需求量將超過(guò) 1200 108m3， 2020年天然氣消費(fèi)量將達(dá)到 1600 108m3。穩(wěn)定性方面存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。 中 國(guó)鹽層資源豐富但建庫(kù)條件不理想，鹽層總厚度大，但單層厚度小，可集中開采的厚度一般不到 300m，而在可集中開采的層段卻含有大量的夾層，鹽層品位 50%～80%[1]。 中國(guó)南方中小型盆地儲(chǔ)蓋組合的復(fù)雜，是含水層儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)面臨很大的困難，低幅 5 度小構(gòu)造的含水層建庫(kù)技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。這一挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在中國(guó)東部南部地區(qū)建庫(kù)地質(zhì)目標(biāo)資源匱乏。 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn) 中國(guó)今后一個(gè)時(shí)期地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)任務(wù)艱巨，主要表現(xiàn)在建庫(kù)技術(shù)的不完善、建庫(kù)目標(biāo)資源的缺乏與市場(chǎng)需求之間的矛盾。在含水層建庫(kù)方面，中小型盆地儲(chǔ)蓋組合具有復(fù)雜性，水層儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)將面臨很大的技術(shù)難題，應(yīng)針對(duì)其具體情況下力量深入研究。在枯竭油氣藏改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)方面，我國(guó)東部地質(zhì)條件復(fù)雜，改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)的難度較大，應(yīng)針對(duì)復(fù)雜斷塊油氣藏的地質(zhì)條件在注排機(jī)理、襂流機(jī)理、建庫(kù)方式、建庫(kù)周期、井網(wǎng)部署、方案設(shè)計(jì)和施工技術(shù)等方面進(jìn)行認(rèn)真的摸索和研究。根據(jù)我國(guó)的具體地質(zhì)條件和天然氣資源與市場(chǎng)的匹配及未來(lái)積極利用海外天然氣戰(zhàn)略部署，預(yù)計(jì)將在東北、長(zhǎng)江中下游、華北和珠江三角洲形成四大區(qū)域性聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)的儲(chǔ)氣庫(kù)群。 4 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)天然氣的主要流向是由北向南，由西向東，天然氣的主要消費(fèi)市場(chǎng)集中在我國(guó)的東北地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，因而應(yīng)在這些地區(qū)統(tǒng)籌規(guī)劃地 下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。由于利用鹽丘建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)已經(jīng)成熟，鹽丘建腔將向百萬(wàn)立方米以上大型化溶腔方向發(fā)展；鹽層儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)已經(jīng)得到快速的發(fā)展，但還有很大的發(fā)展空間。包括將儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與提高原油采收率相結(jié)合的建庫(kù)技術(shù)、大幅度提高單井產(chǎn)能的鉆完井技術(shù)、減少墊氣混相技術(shù)、低幅度水平層建庫(kù)技術(shù)、儲(chǔ)氣庫(kù)泄漏檢測(cè)與泡沫堵漏技術(shù)和鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)氣囊應(yīng)用技 術(shù)等。主要包括加大氣庫(kù)運(yùn)行壓力范圍，提高儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行效率；優(yōu)化注采井網(wǎng)與注采量，減少水侵對(duì)氣庫(kù)運(yùn)行的影響；利用焊接注采管柱，提高儲(chǔ)氣庫(kù)安全性；提高最大注采速度，加快氣庫(kù)周轉(zhuǎn)；廣泛采用新型壓縮機(jī)、脫水方式；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣庫(kù)的在線監(jiān)控及遠(yuǎn)程遙控等。在儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行期間特別強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)氣庫(kù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，包括地面地下一體化管理、氣庫(kù)與管網(wǎng)的一體化管理、氣庫(kù)與市場(chǎng)用戶一體化管理等。 儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)隨著油氣田開采技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，并將油氣開發(fā)的最前沿技術(shù)應(yīng)用于儲(chǔ)氣庫(kù) 的建設(shè)、包括將地震、測(cè)井等多種勘探評(píng)價(jià)技術(shù)用于氣庫(kù)的勘探，將地質(zhì)建模等精細(xì)地質(zhì)描述技術(shù)用于儲(chǔ)氣庫(kù)的地質(zhì)評(píng)價(jià)，將實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值模擬等油藏工程分析技術(shù)用于儲(chǔ)氣庫(kù)的設(shè)計(jì)，水平井、分支井開采技術(shù)等鉆完井工程技術(shù)用于儲(chǔ)氣庫(kù)的開采，將聲納技術(shù)用于鹽穴溶腔形成預(yù)測(cè)等。 3 第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)經(jīng)過(guò) 50 多年的發(fā)展，已形成了比較完善的建庫(kù)技術(shù)體系。 近年來(lái)，隨著北京、天津兩地區(qū)冬季用氣量的不斷在增大，季節(jié)用氣調(diào)峰負(fù)荷加劇， 2 單靠長(zhǎng)輸管道供氣已無(wú)法滿足需要，為保證北京和天津兩大城市的調(diào)峰供氣，中國(guó)石油先后在大港油田利用枯竭的凝析氣藏建成了 3 個(gè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)，即大張坨地下儲(chǔ)氣庫(kù)、板876 地下儲(chǔ)氣庫(kù)和板中北地下儲(chǔ)氣庫(kù)。然而真正開始研究地下 儲(chǔ)氣庫(kù)是在 20 世紀(jì) 90年代初，隨著陜甘寧大氣田的發(fā)現(xiàn)和陜京天然氣暑期管線的建設(shè)，才開始研究建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)以確保北京。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)腳埃正在積極尋求更多的地下儲(chǔ)氣庫(kù)和擴(kuò)大現(xiàn)有儲(chǔ)氣庫(kù)的儲(chǔ)氣能力，用于調(diào)峰和戰(zhàn)略儲(chǔ)備。獨(dú)聯(lián)體的地下儲(chǔ)氣庫(kù)數(shù)量位居世界第二，至 1998 年底已有 47 座（其中俄羅斯 22 座、烏克蘭 13座、其他國(guó)家 12座），總儲(chǔ)氣能力超過(guò) 1900 108m3。 目前，世界上的地下儲(chǔ)氣庫(kù)主要分布在美國(guó)、獨(dú)聯(lián)體、加拿大、法國(guó)、德國(guó)等天然氣消費(fèi)大國(guó)。 國(guó)外地下儲(chǔ)庫(kù)發(fā)展現(xiàn)狀 地下儲(chǔ)氣庫(kù)經(jīng)過(guò)近 100 年額發(fā)展，技術(shù)已逐漸成熟。 致謝 .......................................................................................................................................... 21 1 第一章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)狀 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的歷史 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的歷史可以追溯到上個(gè)世紀(jì)初，到目前為止全世界共有地下儲(chǔ)氣庫(kù)大約634 座。 地下儲(chǔ)氣庫(kù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，到目前技術(shù)已經(jīng)成熟，現(xiàn)在正朝著以下趨勢(shì)發(fā)展：加強(qiáng)上下游協(xié)調(diào)優(yōu)化，提高儲(chǔ)氣庫(kù)的協(xié)調(diào)能力；加強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)優(yōu)化管理，提高儲(chǔ)氣庫(kù)利用效率；在油藏和含水層地下儲(chǔ)氣庫(kù)領(lǐng)域進(jìn)行試驗(yàn)和摸索； 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展。為了能夠長(zhǎng)期安全、平穩(wěn)和可靠的想用戶供氣，必須要有一定的天然氣儲(chǔ)備，即把用氣低峰時(shí)輸氣系統(tǒng)中富裕的天然氣儲(chǔ)存在消費(fèi)中心附近，在用氣高峰時(shí)用以補(bǔ)充供應(yīng)氣量不足和在輸氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)保證連續(xù)性供氣。 4．實(shí)驗(yàn)（上機(jī)、調(diào)研）部分要求內(nèi)容：