油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì).doc

中國(guó)石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)年級(jí)專業(yè)： 油氣儲(chǔ)運(yùn) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 導(dǎo)師單位： 中國(guó)石油大學(xué)（華東）論文完成時(shí)間： 2012 年 07 月 01 日24中國(guó)石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)1設(shè)計(jì)(論文)題目： 地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì) 2學(xué)生完成設(shè)計(jì)(論文)期限： 2012 年 4 月 1 日至 2012 年 9 月 日 3設(shè)計(jì)(論文)課題要求： 近幾年來(lái)，我國(guó)把新建地下儲(chǔ)氣庫(kù)作為一個(gè)新的發(fā)展戰(zhàn)略在實(shí)施。本設(shè)計(jì)要求調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)資料，了解國(guó)內(nèi)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，并結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，總結(jié)出地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。 4實(shí)驗(yàn)（上機(jī)、調(diào)研）部分要求內(nèi)容： 充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)資料 5文獻(xiàn)查閱要求： 1 朱訓(xùn).中國(guó)礦情（第三卷） m.北京：科學(xué)出版社，19992 吳忠鵬，賀宇.地下儲(chǔ)氣庫(kù)的功能和作用j.天然氣與石油， 2004，22（2）：1-43 華愛(ài)剛.天然氣管道輸送m.北京：石油工業(yè)出版社，19994 何壽剛，何貴龍，劉建梅.高壓儲(chǔ)氣井在壓縮天然氣供應(yīng)站的應(yīng)用j.煤氣與熱力，2004，24（5）：362-3655 gb50028-2006,城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范s6 段常貴.燃?xì)廨斉洌ǖ谌妫?m.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20017 張新宇.土壤源熱泵地下?lián)Q熱系統(tǒng)溫度場(chǎng)分析d. 北京：北京工業(yè)大學(xué)，20058 杜曉瑞，王桂文，王德良.鉆井on根據(jù)手冊(cè)m. 北京：石油工業(yè)出版社，20006發(fā) 出 日 期： 2012 年 4 月 1 日 7學(xué)員完成日期： 2012 年 9 月 1 日指導(dǎo)教師簽名： 學(xué) 生 簽 名： 摘 要 在近20年來(lái)的時(shí)間里，我國(guó)燃?xì)馐聵I(yè)取得了快速的發(fā)展天然氣供需之始終存在不均衡性。近年來(lái)，隨著全國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展，長(zhǎng)距離輸氣管道建設(shè)發(fā)展迅猛，但管道下游用戶用氣的不均衡性加劇了供需矛盾。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。地下儲(chǔ)氣庫(kù)是目前儲(chǔ)存天然氣最佳的方式，是天然氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。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。關(guān)鍵詞:地下儲(chǔ)氣庫(kù)、發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、建設(shè)工藝目 錄第一章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)狀11.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的歷史11.2 國(guó)外地下儲(chǔ)庫(kù)發(fā)展現(xiàn)狀11.3 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀1第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)32.1 國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)32.2 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)42.3 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)42.4 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展展望5第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)工藝63.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的作用63.2 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的類(lèi)型63.2.1 枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)73.2.2 含水層儲(chǔ)氣庫(kù)73.2.3 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)73.2.4 廢棄礦坑儲(chǔ)氣庫(kù)73.3 設(shè)計(jì)原則73.3.1 設(shè)計(jì)原則83.3.2 參數(shù)選擇83.3.2.1 最高注氣壓力與最大儲(chǔ)氣容量83.3.2.2 最低采氣壓力及有關(guān)參數(shù)93.3.2.3 壓縮比103.3.3 流程選擇103.3.3.1 注氣流程11第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)在cng行業(yè)的應(yīng)用134.1 高壓地下儲(chǔ)氣井的特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)134.1.1 地下儲(chǔ)氣井的特點(diǎn)134.1.2 主要技術(shù)指標(biāo)134.2 儲(chǔ)氣井的結(jié)構(gòu)與工藝144.2.1 儲(chǔ)氣井的結(jié)構(gòu)144.2.2 儲(chǔ)氣工藝144.3 地下儲(chǔ)氣井的關(guān)鍵技術(shù)154.4 地下儲(chǔ)氣井運(yùn)行事故與對(duì)策164.5 安全技術(shù)措施174.5.1 提高天然氣氣質(zhì)174.5.2 井管材料應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)174.5.3 加強(qiáng)固井技術(shù)處理174.5.4 確保排液管排液暢通174.5.5 完善井管檢測(cè)技術(shù)174.5.6 建立健全相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)174.6 儲(chǔ)氣井的儲(chǔ)氣規(guī)模18結(jié)論與建議20參考文獻(xiàn)21致謝22第一章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的現(xiàn)狀1.1 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。據(jù)相關(guān)資料查詢得知，1915年加拿大在韋林特率先建成了世界上第一座地下儲(chǔ)氣庫(kù)；第二年美國(guó)在紐約布法羅附近的枯竭氣田利用氣層建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)；在1954年，美國(guó)首次利用油田建成儲(chǔ)氣庫(kù)；1958年美國(guó)又在肯塔基首次建成含水層儲(chǔ)氣庫(kù)；1959年前蘇聯(lián)首次建成了鹽層地下儲(chǔ)氣庫(kù)；1963年，美國(guó)在克羅拉多附近建成廢棄礦坑儲(chǔ)氣庫(kù)。1.2 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。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到目前為止世界上建有地下儲(chǔ)氣庫(kù)634座左右，總的儲(chǔ)氣能已超過(guò)6000108m3，總工作氣量6000108m3，占世界總用氣量的15%。 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)。其中，美國(guó)擁有地下儲(chǔ)氣庫(kù)輸了位居世界第一，有地下儲(chǔ)氣庫(kù)417座，總儲(chǔ)氣能力超過(guò)2000108m3，工作氣量占天然氣消費(fèi)的18%。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)1900108m3。另外，加拿大目前建有42座，德國(guó)建有41座。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。1.3 我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展起步較晚，最早的建成的儲(chǔ)氣庫(kù)是在20世紀(jì)70年代在大慶油田薩爾圖，該儲(chǔ)氣庫(kù)是利用枯竭的淺氣藏建成的，于1983年開(kāi)始運(yùn)行。然而真正開(kāi)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(kāi)始研究建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)以確保北京。天津兩大城市的安全供氣。 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，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)。大張坨地下儲(chǔ)氣庫(kù)總庫(kù)容為16108m3，工作氣量為6108m3；板876地下儲(chǔ)氣庫(kù)總庫(kù)容為4.65108m3；板中北地下儲(chǔ)氣庫(kù)總庫(kù)容為24108m3，工作氣量為11108m3，從而大大緩解了北京、天津兩地區(qū)冬季的供氣壓力。第二章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展趨勢(shì)2.1 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。包括利用油氣藏改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與運(yùn)行技術(shù)體系，含水層建庫(kù)評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)技術(shù)體系和鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)技術(shù)體系。 儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)隨著油氣田開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，并將油氣開(kāi)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(kāi)采技術(shù)等鉆完井工程技術(shù)用于儲(chǔ)氣庫(kù)的開(kāi)采，將聲納技術(shù)用于鹽穴溶腔形成預(yù)測(cè)等。隨著儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)了以下趨勢(shì)：趨勢(shì)之一加強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的上下游協(xié)調(diào)優(yōu)化，提高儲(chǔ)氣庫(kù)的協(xié)調(diào)能力。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。 趨勢(shì)之二加強(qiáng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)優(yōu)化管理，提高儲(chǔ)氣庫(kù)的利用率。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。 趨勢(shì)之三在油藏和含水層儲(chǔ)氣庫(kù)領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和摸索。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。 趨勢(shì)之四是鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。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。從厚鹽層（500m以上）建庫(kù)將逐步向200m甚至其以下的薄鹽層建庫(kù)的系列造腔技術(shù)、穩(wěn)定評(píng)價(jià)技術(shù)、泄漏控制與檢測(cè)技術(shù)將會(huì)繼續(xù)得到發(fā)展。2.2 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)。按目前天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量約占世界天然氣總消費(fèi)量的15%計(jì)算，到2015年，中國(guó)天然氣消費(fèi)量達(dá)到1500108m3，中國(guó)在未來(lái)的10年內(nèi)，將需要建設(shè)工作氣量為225108m3的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，預(yù)計(jì)將需要建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)2025座。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。 由于我國(guó)目前儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)才剛剛起步，還缺乏建庫(kù)技術(shù)和建庫(kù)經(jīng)驗(yàn)，因此應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)建庫(kù)技術(shù)和施工技術(shù)的研究，積極尋求與國(guó)外有經(jīng)驗(yàn)的公司合作，提升我過(guò)的技術(shù)水平。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。在鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)方面應(yīng)在地址選區(qū)、區(qū)塊評(píng)價(jià)、溶腔設(shè)計(jì)、造腔控制、穩(wěn)定性分析、注采方案設(shè)計(jì)、鉆完井工藝等多方面進(jìn)行深入的研究。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。隨著今后我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)步伐的加快，相應(yīng)的配套技術(shù)也應(yīng)不斷提高。2.3 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。這種矛盾給中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)，主要挑戰(zhàn)如下：中國(guó)東部地質(zhì)條件復(fù)雜，利用油氣田改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)的難度大，如何針對(duì)中國(guó)東部復(fù)雜斷塊油氣藏改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)是面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)之一。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)東部地區(qū)是天然氣主要消費(fèi)區(qū)，但中國(guó)東部斷陷盆地形成復(fù)雜破碎的斷塊構(gòu)造加上儲(chǔ)層復(fù)雜多變的陸相河流相沉積，使淺層難以尋找到合適的構(gòu)造，加上中國(guó)東部氣藏少，沒(méi)有足夠的氣田用于建庫(kù)，而利用復(fù)雜儲(chǔ)層油藏改建儲(chǔ)氣庫(kù)的經(jīng)驗(yàn)尚不成熟，因此建庫(kù)存在較大的難度。 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，低幅度小構(gòu)造的含水層建庫(kù)技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在南方中小型盆地缺乏完整的含水層構(gòu)造，非含油氣構(gòu)造儲(chǔ)蓋組合不完整，儲(chǔ)層條件差，不適合建庫(kù)；油氣勘探中對(duì)含水層構(gòu)造研究不深入，給含水層構(gòu)造的研究帶來(lái)許多的困難，增加力量勘探的難度，延長(zhǎng)了建庫(kù)周期。 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(kāi)采的厚度一般不到300m，而在可集中開(kāi)采的層段卻含有大量的夾層，鹽層品位50%80%1。這類(lèi)鹽層建庫(kù)中腔體在密封性。穩(wěn)定性方面存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。2.4 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展展望 中國(guó)的天然氣正處于大發(fā)展階段，巨大的國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)需求將大大推動(dòng)天然氣管道及配套儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展。預(yù)測(cè)2015年中國(guó)天然氣的需求量將超過(guò)1200108m3，2020年天然氣消費(fèi)量將達(dá)到1600108m3。按目前天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)工作量約占世界總天然氣消費(fèi)量20%計(jì)算，到2015年，按中國(guó)天然氣消費(fèi)量達(dá)到1200108m3計(jì)算，中國(guó)在未來(lái)的十年內(nèi)，將需要建設(shè)工作氣量240108m3的地下儲(chǔ)氣庫(kù)，根據(jù)中國(guó)的具體地質(zhì)條件，預(yù)計(jì)將需要建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)1520座。到2020年，儲(chǔ)氣庫(kù)的工作量將達(dá)到320108m3，需要建設(shè)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)將達(dá)到30座以上。 根據(jù)中國(guó)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的戰(zhàn)略部署，中國(guó)將可能形成四大區(qū)域性聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)的儲(chǔ)氣庫(kù)群：東北儲(chǔ)氣庫(kù)群、長(zhǎng)江中下游儲(chǔ)氣庫(kù)群、華北儲(chǔ)氣庫(kù)群、珠江三角洲lng-地下儲(chǔ)氣庫(kù)群。 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(lèi)能源地下儲(chǔ)備庫(kù)的建設(shè)。 隨著中國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展和對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，油氣消費(fèi)安全將直接影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油氣地下儲(chǔ)備將在中國(guó)的油氣消費(fèi)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。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)。第三章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)工藝 3.1 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的作用 地下儲(chǔ)氣庫(kù)是將從天然氣田采出的天然氣重新注入地下可以保存的空間而形成的一種人工氣田或氣藏。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。而針對(duì)各個(gè)不同時(shí)期對(duì)氣量的需求量也不相同，我們又必須采取相應(yīng)的措施滿足隨時(shí)間變化的天然氣需求量。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)。所以，地下儲(chǔ)氣庫(kù)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 協(xié)調(diào)供求關(guān)系與調(diào)峰。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。地下儲(chǔ)氣庫(kù)是城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。 實(shí)施戰(zhàn)略儲(chǔ)備。保證供氣的可靠性和連續(xù)性，當(dāng)供氣中斷時(shí)地下儲(chǔ)氣庫(kù)可以作為補(bǔ)充氣源，抽取天然氣，保證供氣的連續(xù)性和提高供氣的可靠性。提高輸氣效率，降低輸氣成本。地下儲(chǔ)氣庫(kù)可使天然氣系統(tǒng)的操作和輸氣管網(wǎng)的運(yùn)行不受天然氣消費(fèi)不均衡性的影響，有助于實(shí)現(xiàn)均衡性生產(chǎn)和作業(yè)；有助于充分利用輸氣實(shí)施的能力，提高管網(wǎng)的利用系數(shù)和輸氣效率，降低輸氣成本。 影響氣價(jià)格，實(shí)現(xiàn)價(jià)格套利。供氣與用氣雙方都可以從天然氣季節(jié)性或月差價(jià)中實(shí)現(xiàn)價(jià)格套利，從價(jià)格波動(dòng)中獲取可觀的利潤(rùn)。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)。 提供應(yīng)急服務(wù)?？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。3.2 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的類(lèi)型 目前世界上的主要天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)類(lèi)型包括以下四種：枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)、含水層儲(chǔ)氣庫(kù)、鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)、廢棄礦坑儲(chǔ)氣庫(kù)3。3.2.1 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)。目前全球共有此類(lèi)儲(chǔ)氣庫(kù)逾400座，占地下儲(chǔ)氣庫(kù)總數(shù)的75%以上。 3.2.2 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。含水層儲(chǔ)氣庫(kù)是僅次于枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)的另一種大型地下儲(chǔ)氣庫(kù)形式。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。3.2.3 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù) 在地下鹽層中通過(guò)水溶解鹽而形成空穴，用來(lái)儲(chǔ)存天然氣。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。但鹽穴儲(chǔ)氣的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氣庫(kù)的利用率較高，注氣時(shí)間短，墊層氣用量少，需要時(shí)可以將墊層氣完全采出。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%。 3.2.4 廢棄礦坑儲(chǔ)氣庫(kù) 利用廢棄的符合儲(chǔ)氣條件的礦坑進(jìn)行儲(chǔ)氣。目前這類(lèi)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。 3.3 設(shè)計(jì)原則 目前，世界上有80%的地下儲(chǔ)氣庫(kù)是利用枯竭或半枯竭氣層和凝析油氣層修建儲(chǔ)氣庫(kù)，因?yàn)檫@些氣層的物性和動(dòng)態(tài)特征已積累了一定的資料和經(jīng)驗(yàn)，礦場(chǎng)的已建設(shè)備還可以再利用，所以本文就討論枯竭和半枯竭地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面工程設(shè)計(jì)。3.3.1 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)： 、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。如果在已建或部分建成的輸配系統(tǒng)中新建地下儲(chǔ)氣庫(kù)，則應(yīng)與已建部分盡可能協(xié)調(diào)一致。 、地下儲(chǔ)氣庫(kù)的地面工程必須與所處地層的勘探、開(kāi)發(fā)、檢測(cè)和動(dòng)態(tài)分析密切結(jié)合。地面工程設(shè)計(jì)必須以可靠的地質(zhì)資料作為依據(jù)，而地層情況需要在工程投產(chǎn)后，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)地層的檢測(cè)、分析來(lái)檢驗(yàn)和修正。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。 在工程設(shè)計(jì)上還應(yīng)考慮到保護(hù)地層，即天然氣注入地層前須經(jīng)過(guò)凈化處理，以免將潤(rùn)滑油和其他雜質(zhì)帶入地層中，影響地層滲透率。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。在一期工程的總圖設(shè)計(jì)中必須為二期工程預(yù)留場(chǎng)地；在流程設(shè)計(jì)中，還要考慮前后銜接和統(tǒng)一。3.3.2 參數(shù)選擇3.3.2.1 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：式中：儲(chǔ)氣容量，； 儲(chǔ)氣層面積，； 儲(chǔ)氣層高度，； 儲(chǔ)氣層含氣飽和度； 儲(chǔ)氣層壓力，； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（20+273），； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力，1； 地層溫度，； 天然氣壓縮系數(shù)。 在上式中，只有是可以通過(guò)改變注氣壓力進(jìn)行認(rèn)為控制的。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。因此在確定最大注氣壓力時(shí)，既要充分利用儲(chǔ)氣層的儲(chǔ)氣能力，又要保護(hù)密封性。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1.31.5倍； 可取儲(chǔ)氣層的原始?jí)毫蛟級(jí)毫Φ?.15120. 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。在地下儲(chǔ)氣庫(kù)投運(yùn)的前幾個(gè)注采周期內(nèi)，最大注氣壓力一般取最大允許壓力理論值的70%左右，通過(guò)幾個(gè)注采周期，在觀測(cè)、分析和評(píng)價(jià)儲(chǔ)氣層密封性的基礎(chǔ)上，再確定最大注氣壓力以及相應(yīng)的最大儲(chǔ)氣容量。3.3.2.2 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)。 氣墊氣量和有效氣量 氣墊氣系指采氣結(jié)束后，為維持一定的地層壓力而留在儲(chǔ)氣層中的那部分氣，此壓力應(yīng)滿足最低采氣壓力的要求，還能控制地層中底水上升；有效氣則是指每年注入儲(chǔ)氣庫(kù)，并從中才出的那部分氣，又稱工作氣。 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。但隨著氣墊氣量的增加，儲(chǔ)氣庫(kù)的有效氣量相應(yīng)減少，即儲(chǔ)氣層工作的有效容積相應(yīng)減少，而且用于氣墊氣的費(fèi)用(含氣墊氣本身的成本費(fèi)和注入地層的費(fèi)用)也會(huì)增加。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%。 采出氣外輸壓力 采出氣外輸壓力主要取決于儲(chǔ)氣庫(kù)與輸氣干線之間連接管道的摩阻和節(jié)點(diǎn)處的壓力。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。當(dāng)外輸距離不太長(zhǎng)時(shí)（包括儲(chǔ)氣庫(kù)至輸氣干線的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)至城市門(mén)站或供配氣站），應(yīng)使最小采氣壓力高于外輸壓力，利用地層壓力將采出氣輸進(jìn)輸氣干線；當(dāng)采出氣外輸距離很長(zhǎng)，需要通過(guò)增壓來(lái)達(dá)到必要的外輸壓力時(shí)，外輸壓力、最小采氣壓力應(yīng)與壓縮比相匹配。 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。前者由整個(gè)輸配系統(tǒng)的供、需物料平衡來(lái)確定，后者則與采氣壓力密切相關(guān)。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。但最小采氣壓力是靠氣墊氣來(lái)維護(hù)的，要減少采氣井井?dāng)?shù)就得靠增加氣墊氣量，所以采氣井井?dāng)?shù)同最小采氣壓力一樣，與氣墊氣量之間存在著相互制約的關(guān)系。3.3.2.3 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。適宜的壓縮比對(duì)節(jié)能降耗和合理分配壓縮級(jí)數(shù)都很重要。一般地下儲(chǔ)氣庫(kù)都設(shè)置注氣壓縮機(jī)。井口處的最大注氣壓力是有地層的特性決定的，詞壓力可以推算注氣=壓縮機(jī)出口壓力。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。壓縮機(jī)入口壓力與輸氣干線至儲(chǔ)氣庫(kù)節(jié)點(diǎn)處的管壓相對(duì)應(yīng)嗎，節(jié)點(diǎn)處的管壓既要與輸氣干線系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，又要兼顧注氣壓縮機(jī)合理的壓比。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。3.3.3 流程選擇 地下儲(chǔ)氣庫(kù)的地面工程包括以下組成部分：壓縮機(jī)車(chē)間、凈化裝置、集氣配氣站、井口裝置、注采氣管網(wǎng)和與干線連接的管線。3.3.3.1 注氣流程 注氣流程有兩種基本形式：靠注氣壓縮機(jī)增壓注氣、靠輸氣干線的管壓注氣。兩種流程的差別在于是否設(shè)置注氣壓縮機(jī),這需要結(jié)合整個(gè)輸配系統(tǒng)全面考慮,只有當(dāng)儲(chǔ)氣庫(kù)與輸氣干線連接處的管壓高于最大注氣壓力時(shí),才能不設(shè)注氣壓縮機(jī);顯然,在大多數(shù)情況下需要設(shè)置注氣壓縮機(jī).當(dāng)儲(chǔ)氣庫(kù)與輸氣干線的增壓站相距不遠(yuǎn)時(shí),可考慮將注氣壓縮機(jī)放在增壓站,共用水、電等配套工程以簡(jiǎn)化儲(chǔ)氣庫(kù)的流程和節(jié)約整個(gè)輸配氣系統(tǒng)的總投資。 （1）靠注氣壓縮機(jī)增壓注氣輸氣干線 緩沖凈化 壓縮機(jī) 冷卻凈化 配氣計(jì)量 注氣井（2）靠注氣壓縮機(jī)增壓注氣輸氣干線 緩沖凈化 配氣閥組 注氣井3.3.3.2 采氣流程（1）完全依靠地層的壓力將采出氣輸至輸氣干線。 采氣官網(wǎng) 輸氣干線 集氣、調(diào)壓、計(jì)量 凈化 氣井（2）靠地層壓力和外輸壓縮機(jī)將采出氣輸至輸氣干線 采氣官網(wǎng) 輸氣干線 集氣、調(diào)壓、計(jì)量 壓縮機(jī) 凈化氣井 兩種流程的差別在于是否設(shè)置外輸氣壓縮機(jī)。多數(shù)情況下，當(dāng)最低采氣壓力高于外輸所需壓力，可不設(shè)外輸壓縮機(jī)，以簡(jiǎn)化流程，節(jié)省地面工程投資和動(dòng)力消耗。 在下列條件下設(shè)外輸氣壓縮機(jī)：輸氣干線的管壓很高，采出氣如果單靠地層壓力外輸則要求過(guò)多的氣墊氣量；需要深度回收采出氣中的天然氣凝液采用壓縮-膨脹機(jī)制冷。第四章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)在cng行業(yè)的應(yīng)用 地下儲(chǔ)氣庫(kù)除了廣泛用于城市供氣調(diào)峰設(shè)施外,在cng行業(yè)也非常實(shí)用。只是在cng行業(yè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的規(guī)模非常小，通常我們利用鉆井技術(shù)建造地下儲(chǔ)氣井，由于地下儲(chǔ)氣井建造成本低，占地面積小，安全性能高，故成為國(guó)內(nèi)cng加氣站首選的儲(chǔ)氣方式。 由于cng技術(shù)在各地廣泛應(yīng)用，因此帶動(dòng)cng加氣站大量建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。故cng地下高壓儲(chǔ)氣井近年來(lái)也得到了全面的發(fā)展，他是我國(guó)石油天然氣工業(yè)開(kāi)采技術(shù)成功經(jīng)驗(yàn)與地下儲(chǔ)氣新技術(shù)的完美結(jié)合。目前，該技術(shù)已列入石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高壓地下儲(chǔ)氣井（sy/t6535-2002）中。經(jīng)過(guò)10多年的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用，目前已基本趨于完善，其安全性高等顯著優(yōu)點(diǎn)受到cng汽車(chē)加氣站建設(shè)單位和消防安全管理部門(mén)的廣泛關(guān)注和認(rèn)可。目前全國(guó)已有300多座加氣站使用此方法，地下儲(chǔ)氣井的保有量已超過(guò)1000口。4.1 高壓地下儲(chǔ)氣井的特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo) 通過(guò)鉆井工藝建造的地下儲(chǔ)氣井，將cng在地下100250m深處，徹底杜絕了地面隱患，具有安全性高、占地面積小、設(shè)備布局每個(gè)等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)cng加氣站的首選儲(chǔ)氣方式。4.1.1 地下儲(chǔ)氣井的特點(diǎn) 地下儲(chǔ)氣井泄漏隱患點(diǎn)大為的減少，加氣站安全可靠性提高，便于操作，使用方便，免維護(hù)；不受環(huán)境影響，抗靜電，抗雷電；每口井占地面積1m；運(yùn)行成本低；排水徹底，消除積水造成的設(shè)備腐蝕因素，杜絕惡性事故發(fā)生，事故影響范圍小。4.1.2 主要技術(shù)指標(biāo) 井管（tp8ocqj儲(chǔ)氣井專用套管）外徑：177.8244.5mm；單井容積：110m3；井深：100250m；額定壓力：25mpa；儲(chǔ)存介質(zhì)：符合國(guó)際車(chē)用壓縮天然氣（gb18047-2000）規(guī)定的天然氣。4.2 儲(chǔ)氣井的結(jié)構(gòu)與工藝4.2.1 儲(chǔ)氣井的結(jié)構(gòu) 將儲(chǔ)氣井、井口控制裝置及配套管道連接即可組成小型地下儲(chǔ)氣庫(kù)，它是根據(jù)配套管道所能承受的壓力，利用壓縮機(jī)將需要儲(chǔ)存的氣體儲(chǔ)存子啊儲(chǔ)氣井內(nèi)。該技術(shù)是20世紀(jì)90年代初期開(kāi)始在不斷實(shí)踐探索的基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)的新型儲(chǔ)氣技術(shù)。在選定的地址，采用是有鉆井技術(shù)，將符合國(guó)際api標(biāo)準(zhǔn)的外徑為177.8273.1mm的石油套管，按螺紋連接方式連接后深埋與地下的若干口深度為200500m的井中，其中井的深度和數(shù)量根據(jù)所需儲(chǔ)氣量而定。井與井的中心距為14m，間距是根據(jù)井的直徑、數(shù)量及地質(zhì)情況綜合確定。每口井由多根套管通過(guò)螺紋連接，并用耐高壓的專用密封脂進(jìn)行密封，套管最底部為封頭，最上端為井口裝置，套管外壁與底層之間的環(huán)形空間使用水泥加以封固的保護(hù)層。井口裝置上安裝有控制閥件，專用排污裝置（主要用于排出井內(nèi)殘夜）、壓力表。多個(gè)這樣的儲(chǔ)氣單元由地面管道連接組成小型地下儲(chǔ)氣庫(kù)。單口井裝置如圖：圖4.1 單口井裝置圖4.2.2 儲(chǔ)氣工藝 當(dāng)城市燃?xì)庥脷馓幱诘头鍟r(shí)，城市燃?xì)獾挠脷饬啃∮谳敋夤艿赖墓饬?，此時(shí)利用壓縮機(jī)將多余的天然氣加壓到25，通過(guò)分配系統(tǒng)儲(chǔ)存到高壓儲(chǔ)氣井中。當(dāng)城市燃?xì)馓幱谟脷飧叻鍟r(shí)，城市燃?xì)獾挠脷饬看笥谳敋夤艿赖墓?yīng)量，要將高壓地下儲(chǔ)氣井儲(chǔ)存的高壓氣釋放出來(lái)，即通過(guò)調(diào)壓裝置將高壓氣降壓后送入城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中。小型地下儲(chǔ)氣庫(kù)的工藝流程如下圖：圖4.2 小型地下儲(chǔ)氣庫(kù)的工藝流程圖 汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（gb50156）在條文說(shuō)明中對(duì)儲(chǔ)氣井作了充分的肯定，它具有占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)便和事故影響范圍小等優(yōu)點(diǎn)。全國(guó)目前利用高壓儲(chǔ)氣井實(shí)現(xiàn)城市燃?xì)庹{(diào)峰只有一例，在四川省閬中市，這為我們進(jìn)行這方面的研究積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，比如套管選型、運(yùn)行情況、單口井的容積、單口井的儲(chǔ)氣量、安全間距的確定等。 閬中市天然氣儲(chǔ)配站及加氣站工程，建成于2004年。閬中市在建設(shè)地下儲(chǔ)氣井工程的設(shè)計(jì)和施工中，按gb501562002汽車(chē)加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范和gb5002893城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范（2002年版）執(zhí)行，其防火間距為距一類(lèi)民用建筑及明火點(diǎn)不小于22m；井管材料及管件采用gb3165.13165.31982石油井口裝置規(guī)定的油井套管及管件；井管和上下封頭采用螺紋連接，并用密封脂加聚四氟乙烯密封帶密封，設(shè)計(jì)壓力為32，最大儲(chǔ)氣壓力為25；單口井容積為10；井管中心距1m；井管強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為1.5倍設(shè)計(jì)壓力，試驗(yàn)介質(zhì)為潔凈水；井管?chē)?yán)密性試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力。試驗(yàn)介質(zhì)為干燥潔凈的氮?dú)狻?.3 地下儲(chǔ)氣井的關(guān)鍵技術(shù) 地下儲(chǔ)氣井關(guān)鍵技術(shù)在于井筒的固井技術(shù)。儲(chǔ)氣井建造過(guò)程包括鉆井、下井筒及其套管、上套管封頭、下水泥漿小管至井底、配水泥漿并通過(guò)水泥漿和水泥漿小管將水泥漿自井底至溢出地面凝固。 目前較為先進(jìn)的固井技術(shù)采用的是水泥漿自下而上灌注工藝，水泥漿將整個(gè)井筒外壁包覆并于井壁緊固成一體，以使井筒固定、穩(wěn)定、可靠，提高井筒的強(qiáng)度、耐腐蝕性和儲(chǔ)氣的安全性，延長(zhǎng)其使用壽命，降低維護(hù)工作量。該技術(shù)具有如下特點(diǎn)：固井工藝先進(jìn)、可靠，日常維護(hù)保養(yǎng)工作量小。它克服了傳統(tǒng)固井方式井筒穩(wěn)定性差、易腐蝕、使用壽命短且儲(chǔ)氣安全性差、維護(hù)保養(yǎng)工作量大等缺陷。4.4 地下儲(chǔ)氣井運(yùn)行事故與對(duì)策 儲(chǔ)氣井是埋地壓力容器，sy/t6535-2002規(guī)定地下儲(chǔ)氣井使用壽命是25年。對(duì)一種新的儲(chǔ)氣裝置，要確保其能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)行，出來(lái)在建造過(guò)程中強(qiáng)調(diào)施工質(zhì)量、使用過(guò)程中規(guī)范操作及管理外，了解和掌握儲(chǔ)氣井運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的事故與對(duì)策也是相當(dāng)重要的。地下儲(chǔ)氣井常見(jiàn)事故如下： 泄漏 泄漏分為兩種情況：井口裝置泄漏和井下泄漏。井口裝置泄漏發(fā)生在井口封頭與井管連接螺紋處和井口裝置中的閥門(mén)、管道處，這類(lèi)泄漏現(xiàn)象比較容易發(fā)現(xiàn)，也容易處理，一般不會(huì)造成嚴(yán)重的后果，關(guān)鍵是加強(qiáng)巡查。井下泄漏發(fā)生在井下，可通過(guò)儲(chǔ)氣井充滿cng后不穩(wěn)壓而發(fā)現(xiàn)，難度在于不易弄清井下泄漏點(diǎn)位置，因此很難采取補(bǔ)救措施，實(shí)踐中往往只好采取報(bào)廢舊井另建新井的辦法。 井管爆裂 井管爆裂往往會(huì)因腐蝕、氫脆而發(fā)生爆裂。若固井質(zhì)量良好，則爆裂后僅產(chǎn)生天然氣泄漏的現(xiàn)象，否則將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)儲(chǔ)氣井全部拔地騰空，十分危險(xiǎn)。預(yù)防措施是保證天然氣氣質(zhì)以及施工質(zhì)量。 井管上升或下沉 有些儲(chǔ)氣井在使用過(guò)程中，出現(xiàn)井管慢慢上升的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)處理一次后又繼續(xù)上升的情況。而有些儲(chǔ)氣井在使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)井管下沉的現(xiàn)象。對(duì)于這兩種情況，如不及時(shí)的處理，將會(huì)造成連接管道破裂、拉斷以及連接箍松動(dòng)等，導(dǎo)致發(fā)生沖管事故，導(dǎo)致大量氣體噴出，其后果嚴(yán)重。此種情況多數(shù)是固井質(zhì)量不良導(dǎo)致。4.5 安全技術(shù)措施4.5.1 提高天然氣氣質(zhì) 確保加氣站內(nèi)井管凈化處理后的天然氣氣質(zhì)符合國(guó)際車(chē)用壓縮天然氣（gb18047-2000）要求，避免水、塵、硫化氫等雜質(zhì)含量超標(biāo)，避免高壓管道、閥門(mén)組件堵塞或失效，杜絕儲(chǔ)氣井排污管道堵塞、井管管壁腐蝕等情況發(fā)生。4.5.2 井管材料應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 嚴(yán)格執(zhí)行sy/t6535-2002，井管應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，套管鋼級(jí)應(yīng)為tp80cqj，井管應(yīng)有質(zhì)量證明文件、試壓合格報(bào)告等說(shuō)明其質(zhì)量完全符合設(shè)計(jì)要求的文件。4.5.3 加強(qiáng)固井技術(shù)處理 儲(chǔ)氣井井管一般均為做外壁防腐，如地下水中含有酸、堿等腐蝕性物質(zhì)與其長(zhǎng)期接觸，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的外壁腐蝕，乃至釀成爆管升空事故。因此，要加強(qiáng)固井技術(shù)處理。4.5.4 確保排液管排液暢通 儲(chǔ)氣井排液管堵塞而導(dǎo)致無(wú)法排出儲(chǔ)氣井內(nèi)積液的現(xiàn)象比較常見(jiàn)，因此，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行管理，特別是配置有氣體壓縮機(jī)的加氣站，必須經(jīng)常檢查排液管是否暢通，避免積液腐蝕套管內(nèi)壁而影響其使用壽命或引發(fā)事故。4.5.5 完善井管檢測(cè)技術(shù) 按規(guī)定，儲(chǔ)氣井全面檢測(cè)周期為六年，必須定期進(jìn)行井管的無(wú)損探傷和測(cè)厚檢測(cè)。而目前這方面尚無(wú)完善的檢測(cè)手段，因此，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)已經(jīng)十分緊迫。4.5.6 建立健全相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鑒于現(xiàn)行車(chē)用天然氣標(biāo)準(zhǔn)的水含量檢測(cè)方法在實(shí)際操作中存在一定的難度，因此，必須盡快出臺(tái)新的可操作性強(qiáng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使對(duì)cng水含量的檢測(cè)更具有可操作性。4.6 儲(chǔ)氣井的儲(chǔ)氣規(guī)模 將單口高壓儲(chǔ)氣井近似看成一個(gè)高壓管束，可以利用下面的計(jì)算公式確定儲(chǔ)氣量： (1)式中 高壓儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣量（）， 高壓儲(chǔ)氣井的幾何容積， 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度， 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力， 平均儲(chǔ)氣溫度， 運(yùn)行時(shí)最高、最低壓力（絕對(duì)壓力）， 在最大壓力下的氣體壓縮因子 在最小壓力下的氣體壓縮因子 取，由城市輸配管網(wǎng)壓力確定，取，按以下方法確定：以某天然氣為例，臨界溫度和臨界壓力分別為、。對(duì)比壓力按下列公式計(jì)算： （2）式中 對(duì)比壓力 臨界壓力， 將、代入式（2）中，可得。對(duì)比溫度按下式計(jì)算： （3）式中 對(duì)比溫度 臨界溫度， 將,代入式（3）中，可得。 由壓縮因子圖，可得=0.9. 的計(jì)算方法同上，通?？扇?1.0。 平均儲(chǔ)氣溫度根據(jù)土壤的溫度確定，土壤溫度分布取決于土壤的結(jié)構(gòu)和組成、地表覆蓋和環(huán)境氣候。根據(jù)溫度分布，土壤通常可劃分為3層：變溫層、恒溫層、增溫層。通常情況下變溫層在地面以下的015m范圍內(nèi)，其溫度分布受大氣條件影響很大；恒溫層在地面以下的2030m范圍內(nèi)，其溫度基本不變；增溫層在地面30m以下，在該層內(nèi)隨著土壤深度每增加100m，土壤溫度增加左右。不同的地區(qū)土壤溫度分布會(huì)有所不同。以山東棗莊為例，年恒溫層深度40m，年恒溫層溫度為17。用文獻(xiàn)的方法估算，在40200m的深度，氣溫度為1722。故可取20為平均儲(chǔ)氣溫度。高壓儲(chǔ)氣井的幾何容積的計(jì)算公式如下： （4）式中 套管的內(nèi)徑，m 套管的深度，m 由sy/t65352002高壓氣地下儲(chǔ)氣井可知，套管外徑為177.8273.1mm。取外徑為273