儲氣庫

與地面球罐等方式相比較，地下儲氣庫具有以下優點：儲存量大，機動性強，調峰範圍廣；經濟合理，雖然造價高，但是經久耐用，使用年限長達30～50年或更長；安全係數大，安全性遠遠高於地面設施。

目前世界上典型的天然氣地下儲氣庫類型有4種：枯竭油氣藏儲氣庫、含水層儲氣庫、鹽穴儲氣庫、廢棄礦坑儲氣庫。

①枯竭油氣藏儲氣庫

枯竭油氣藏儲氣庫利用枯竭的氣層或油層而建設，是目前最常用、最經濟的一種地下儲氣形式，具有造價低、運行可靠的特點。目前全球共有此類儲氣庫逾400座，佔地下儲氣庫總數的75%以上。

②含水層儲氣庫

用高壓氣體注入含水層的孔隙中將水排走，並在非滲透性的含水層蓋層下直接形成儲氣場所。含水層儲氣庫是僅次於枯竭油氣藏儲氣庫的另一種大型地下儲氣庫形式。目前全球共有逾80座含水層儲氣庫，佔地下儲氣庫總數的15%左右。

③鹽穴儲氣庫

在地下鹽層中通過水溶解鹽而形成空穴，用來儲存天然氣。從規模上看，鹽穴儲氣庫的容積遠小於枯竭油氣藏儲氣庫和含水層儲氣庫，單位有效容積的造價高，成本高，而且溶鹽造穴需要花費幾年的時間。但鹽穴儲氣的優點是儲氣庫的利用率較高，注氣時間短，墊層氣用量少，需要時可以將墊層氣完全采出。目前世界上有鹽穴儲氣庫共44座，佔地下儲氣庫總數的8%。

④廢棄礦坑儲氣庫

利用廢棄的符合儲氣條件的礦坑進行儲氣。目前這類儲氣庫數量較少，主要原因在於大量廢棄的礦坑技術經濟條件難以符合要求。

地下儲氣庫的歷史可以上溯到20世紀初。1915年。加拿大建成世界上第一座地下儲氣庫。到目前為止，全世界有地下儲氣庫550座左右，可以進行調峰的氣量約3500×10m。這些儲氣庫分屬不同國家的逾100家公司，其中既有儲氣量超1000×10m的天然氣上下游一體化的大型跨國公司，也有僅單純經營1～2座地下儲氣庫的小公司。

由於地下儲氣庫在調峰和保障供氣安全方面具有不可替代的作用和明顯的優勢，因而越來越受到許多國家的重視。相關資料顯示，全球10%左右的天然氣用氣量由地下儲氣庫供應，西歐國家和俄羅斯分別達到20%、30%。就國際上儲氣庫發展趨勢看，歐美國家正在不斷加大儲氣庫的建設力度，增大儲氣量，除了常規的調峰應急需要外，已經開始研究建立天然氣的戰略儲備課題。美國已經就長輸管網地下儲氣庫建立相關的法律，歐洲國家也有立法的趨勢。

3中國地下儲氣庫項目介紹

中國的地下儲氣庫建設起步較晚，20世紀70年代在大慶油田曾經進行過利用氣藏建設地下儲氣庫的嘗試。20世紀90年代初，隨著陝京天然氣輸氣管道的建設，為確保北京、天津的安全供氣，國家開始加大力度研究建設地下儲氣庫技術。2000年11月，我國首次在大港油田利用枯竭凝析氣藏建成了大張坨地下儲氣庫，總庫容達到46.0×10m，總可利用氣量為20.0×10m左右，日最大供氣量近2000×10m。2003年利用氣量為7.6×10m，占陝京輸氣管道年銷售量的28%。2006年冬季高峰期，該地下儲氣庫每天向北京供氣逾1600×10m，彌補陝甘寧天然氣的供應量缺口。

為保證西氣東輸沿線地區用戶的正常用氣，中國石油天然氣集團公司規劃分別在江蘇金壇、劉庄和安徽定遠建設地下儲氣庫。為了保證忠縣—武漢天然氣輸氣管道安全平穩供氣，該公司也在積極進行建設忠武線配套地下儲氣庫的前期準備工作。此外，重慶市燃氣集團公司也有建設地下儲氣庫的計劃，將其作為城市燃氣管網的調峰與事故備用氣源。據悉，該計劃目前已通過了相關審批。

到目前為止，國內已經建成投產的地下儲氣庫有3座，分別是大張坨地下儲氣庫、金壇地下儲氣庫和華北儲氣庫。

①天津大張坨地下儲氣庫

大張坨地下儲氣庫主要負責津京地區特別是北京市的冬季天然氣調峰，兼有事故應急供氣功能，庫址位於天津大港地區，距北京約200km，屬枯竭凝析氣藏型地下儲氣庫，地下儲氣庫深度逾2000m，隸屬北京華油天然氣有限責任公司儲氣庫分公司管理。

大張坨儲氣庫包括3個庫區，庫區與北京市天然氣管網間的連接管道外徑為711mm，為單管連接，冬季為採氣期，從儲氣庫採氣供給用氣城市。採氣時，有部分凝析油被帶出，需進行分離處理。其餘時間為注氣期，將來自陝京二線管道富餘的天然氣加壓后注入地下儲氣庫。

大張坨地下儲氣庫設計壓力為30.0MPa，配置有4台進口燃氣加壓機，加壓機出口壓力為30.0MPa，設計流量為80×10m/d，加壓機自身天然氣消耗量為每台2.0×10m/d。

該地下儲氣庫自2002年開始運行以來，一直運行正常，對北京市調峰發揮了重要作用。

②江蘇金壇地下儲氣庫

西氣東輸的重要調峰設施——金壇地下儲氣庫，位於江蘇省金壇市直溪鎮，毗鄰鎮江，屬鹽穴地下儲氣庫，是中國鹽穴第一庫，規模為亞洲第一。它開創了中國利用深部洞穴實施能源儲存的先河，在地址選區、區塊評價、溶腔設計、造腔控制、穩定性分析、注采方案設計、鑽完井工藝等多方面獲得了一批研究成果和技術手段，為中國利用鹽穴進行天然氣儲備

金壇地下儲氣庫分西區與東區兩大塊，建庫鹽層區域面積為11.2km，庫深1000m左右。已經建成投產的是西區，利用采鹵老腔6口，庫容為1.21×10m。東區規劃新建新腔17口，庫容為7.22×10m。

西區儲氣庫工藝採用注氣、採氣轉換方式，冬季或應急狀態下採氣外供，其餘時間注氣。經過近6年建設，該庫於2006年3月29日全面竣工。工程總造價約40×10元，主要包括輸氣幹線和地下溶腔兩部分。輸氣幹線從西氣東輸鎮江分輸站至儲氣庫工藝站場，管道長度為34.8km，管道外徑為1016mm，運行壓力為10.0MPa，與西氣東輸管道參數相同。該段管道設截斷閥室1座，儲氣庫設計壓力為14.5MPa，運行壓力為7.0～14.5MPa，儲氣規模為25×108m。西區設置有4台進口燃氣加壓機，出口壓力為14.5MPa，設計流量為60×10m/d，自身天然氣消耗量為每台8000m/d。建有240×10m/d注氣裝置1套，150×10m/d調峰採氣裝置2套，400×10m/d應急採氣裝置2套，總應急採氣能力為1100×10m/d。預測單位儲氣費為0.60元/m左右。

金壇礦鹽層分佈穩定，結構簡單，封閉性好，易於水溶開採，在地下可以形成較大溶腔。據了解，每個鹽穴的溶腔時間約3年。

4地下儲氣庫注、採氣工藝

一般情況下，地下儲氣庫注氣、採氣工藝流程見圖1。

①注氣工藝流程

當上游長輸管道供應的天然氣流量大於天然氣輸配管網的用戶使用量時，多出的天然氣進入儲氣庫工藝站場的加壓機(一般為燃氣加壓機)加壓后，分別送各儲氣庫儲存，加壓機出口設計壓力一般等於地下儲氣庫設計壓力。

②採氣工藝流程

下游天然氣輸配管網用氣高峰期，上游供應量不足或出現事故時，將地下儲氣庫儲存的天然氣經過凈化、調壓處理后，送天然氣輸配管網，供用戶使用，以彌補上游供應量的不足。儲氣庫工藝站場設置凈化裝置的作用，是凈化、分離一些隨天然氣帶出的雜質、水分、輕烴等物質，避免對管道輸送產生不良影響。

5中國地下儲氣庫展望

地下儲氣庫在天然氣工業發展過程中的作用重大，因此，政府、企業都對此高度重視。依據國家總體戰略部署，中國將形成四大區域性聯網協調的儲氣庫群：東北儲氣庫群、華北儲氣庫群、長江中下游儲氣庫群和珠江三角洲儲氣庫群。展望2020年，國家將規劃建設地下儲氣庫30座以上，可調峰總量達320×10m。

隨著國家經濟的高速發展和對能源需求的日益增長，地下儲氣庫將在中國的油氣消費、油氣安全領域發揮更加重要的作用，建庫目標將從目前的調峰型向戰略儲備型方向延伸及發展，建庫技術水平也將在實踐中不斷得到提高。