国外天然气地下储存建设技术进展
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万方数据第9卷第1期郭彬等.国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展2002年1月可以采用正向循环,也可以采用反向循环,洞穴的淋洗过程见图2。
这2种方法都可以使盐穴得到稳定的形态。
法国索非公司的建库经验证明,通过对2种方法进行对比发现,反向淋洗的采盐率比正向淋洗的采盐率高得多。
图2洞穴淋洗过程示意图大部分情况下,盐层中含有一定的硬石膏和页岩夹层。
在溶矿期间,不坚实的岩层会掉到盐穴的底部,堆成碎石堆,结果使储气空间减少。
在有些情况下,碎石所占的体积为整个盐穴开采体积的30%~40%。
为了控制并保证气库顶上方的淋洗质量,不破坏气库的完整性,以及其承压能力不受到损害,通常采用比水轻的碳氢物质(如丙烷、丁烷、柴油)作为表面材料喷涂在盐穴顶表面。
这些材料通常是防腐的水不溶物,它们附着在盐的表面,可以防止盐穴淋洗时,上部盐被溶解下来。
实践证明,应用效果较好。
3深度、几何形状及大小由于盐丘与盐层的性质各异,在盐丘及盐层上,造穴的具体设计也不同。
对于盐丘来说,在造穴深度上有很大的弹性,盐穴深度可达到1828.8m(6000ft)以下;但对盐层来说,1828.8m就是造穴深度的最大极限值。
美国P睁KBB公司经计算并研究认为,当盐穴的深度达到1066.8~1524.0m(3500~5000ft)时,在钻井、淋洗盐穴、气体压缩及气库运行等方面所花的费用都是最经济的。
初始的溶腔形状是圆柱形,经改造后,可以形成圆形。
改造的原因是,圆形经岩石力学理论证明,最稳定。
对于盐层储气库来讲,尽管球形是一个理想的形状,但由于有些盐层给出了限定的厚度,并希望建得尽可能大,以减少工程费用。
因此,实际的工作中,盐穴的溶腔形状就会被建成为扁椭圆形。
确切的溶腔几何形状由声纳扫描仪进行检测(见图3)。
图3声纳测试示意圈在美国,储气库溶腔的大小是以最低可容纳的工作气体积来设计。
一般来说,设计的最小溶腔一般可容纳84.951~169。
902dam3的工作气,单个大气穴可建在盐丘上,而盐层则不同,它可以建若干个小气穴,以满足储气量的要求。
俄罗斯加强地下储气库建设陈立莹;杨国丰【期刊名称】《中国石化》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】3页(P73-75)【作者】陈立莹;杨国丰【作者单位】石勘院;石勘院【正文语种】中文在冬季供暖期间,俄罗斯天然气消费量的20%~40%来自俄气的地下储气库网络。
李晓东供图俄罗斯未来的地下储气库建设仍将延续出口导向型的发展模式,相关规划也是为更好服务于天然气出口。
俄罗斯是全球最大的天然气生产和出口国之一,其天然气往往沿运行相对稳定的干线输气管道从气田运输到消费区,但天然气消费需求存在季节性的不平衡性,而地下储气库可以随时(季节性、每天、每小时)平衡气体消费和供气,另外,地下储气库还可以在气源中断或管网出现技术故障时,保证不间断供气。
为了减少峰值负荷,提供供气的灵活性和可靠性,俄罗斯与其他许多国家一样,选择在供气淡季将集输管线的多余天然气注入地下储存起来,在用气高峰时将天然气采出来,用以补充管线供气的不足,满足用户需求。
俄罗斯地下储气库建设现状俄罗斯境内的地下储气库建设始于上世纪50年代后期,俄罗斯天然气工业股份公司(Gazprom,简称俄气)是俄罗斯国家储气库设施的管理运营主体。
俄罗斯的地下储气库主要分布在天然气消费区,由于境内天然气管网发达,俄罗斯地下储气库是俄联合供气系统不可分割的组成部分,俄气子公司之一的俄罗斯地下储气库公司主要负责运营。
在冬季供暖期间,俄罗斯天然气消费量的20%~40%来自俄气的地下储气库网络。
俄气在俄境内拥有26座地下储气库(17座枯竭油气藏型、8座含水层型、1座盐穴型储气库),其中22座集中在两大区域:一是自北部的波罗的海向南到黑海沿岸,有10座地下储气库,几乎全部处在俄罗斯向欧洲出口天然气的6条输气管道附近;二是西西伯利亚南部的里海沿岸,有12座地下储气库,其中5座位于中亚—中央输气管道干线附近,另外7座分布在该管道系统的几条支线附近。
2017年冬季,这些储气库的工作气量超过720亿立方米,在供暖开始时最大日采气量达创纪录的8.053亿立方米,比上年同期增加了4亿立方米。
国内外地下储气库现状及发展趋势分析摘要:地下储气库建设是我国全面部署和实施天然气储备战略的重要举措,在我国天然气储存与利用中发挥着关键性的作用。
本文分析了国内外地下储气库发展现状,提出了地下储气库发展趋势。
关键词:地下储气库;天然气;库容积在碳达峰、碳中和背景下,天然气已经成为我国低碳清洁消费模式的主要能源之一。
在天然气安全供应中,地下储气库是重要基础设施,通过建成库容规模超大的地下储气库,能够有效解决城市用气需求问题,提高供气可靠性。
为此,我国要加大地下储气库的研究力度,不断提高地下储气库技术水平。
1国外地下储气库现状1.1美国美国是世界上最早发展地下储气库的国家,已建成410多座地下储气库。
在地下储气库建设中,美国利用枯竭气田、废弃油田、含水层、废弃矿坑等进行建设,库容量高达2277×108m³[1]。
美国现有纯气库88座,最高储气压力为1.5MPa??。
随着美国社会发展对天然气需求的快速增长,美国持续开展地下储气库新建项目,并对原有储气库进行扩建,始终保持着储气库数量世界第一的地位。
1.2俄罗斯俄罗斯地下储气库类型多为枯竭气田、油田建设而成,有效库容为950×108m³,其中商品气库容占二分之一以上。
地下储气库的压缩机??额定功率基本都在1000MW以上,在寒冷冬季,俄罗斯的主要城市会通过地下储气库供给天然气,满足城市能源消耗需求。
同时,俄罗斯的地下储气库还要满足天然气出口需求,日供气量占出口总量的20%。
近年来,俄罗斯持续投入资金建设地下储气系统,改造现有地下储气库,进一步扩大库容规模。
1.3法国法国共建成地下储气库11座,总库容170×108m³,储气库类型多为水层储气库,储层深度为1120m,最大的水层储气库有效库容为32×108m³。
为满足法国全年消费天然气的需求,法国在建设含水层储气库的同时,还积极建设盐穴储气库,近年来建成的储气库库容都在100×108m³以上??。
国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势1.国外城市地下空间开发利用现状及发展趋势现代城市地下空间的开发利用,通常是以1863年英国伦敦建成的第一条地下铁道为起点,进入20世纪后,一些大城市普遍陆续修建了地下铁道,城市的地下空间开始为改善城市交通服务,交通的发展又促进了商业的繁荣。
自本世纪六十年代初至七十年代末,城市地下空间的开发利用建设进入一个高潮,在数量和规模上发展很快。
日本东京、大阪的地下商业街,美国曼哈顿的高密度空间的出现,都是在这一时期,以1973年石油危机为转折点。
从七十年代中期起,发展势头渐趋平缓。
国外城市地下空间的开发利用主要基于以下几个方面的因素:⑴经济方面:高密度市中心区地价的高涨使地下空间开发有利可图(投资上的赢利性);雄厚的物质基础,经济实力使地下空间的建设成为可行(投资上的可行性)。
⑵地理因素:北欧、北美气候寒冷,广泛的城市地下空间开发形成一个四季温暖的地下世界,人口的无限制增长需要不断地拓展新的生活空间,同时在质量上寻求高密度环境下的秩序性和高效率的交通联系。
⑶社会和城市方面:节能抗灾的考虑;保护历史性风貌和复苏城市中心活力之间折衷的产物;城市中心凝聚性和吸引力客观上产生建筑和人口的高密度和立体化交通的需要;同时,进入信息化社会,人和人之间的联系更为广泛和密切,需要更多功能化和集约高效的综合空间。
此外,大型城市地下空间的建设对有效地使用土地,节省市政,公用设施的投资,提高城市的交通效率,减少城市经营管理费,保护和改善城市景观都具有综合效益。
1.1国外城市地下空间开发利用现状国外城市地下空间的开发利用成就较高的是日本、美国、欧洲等发达国家。
1.1.1日本城市地下空间开发利用现状日本国土狭小,城市用地紧张,地下空间的综合利用虽然比北欧这些国家起步晚,但是地下街道、地下车站、地下铁道,地下商场已经居世界领先地位,日本最具特色是地下商业街的建设规模大,抗灾能力强,从80年代以后,日本单个的地下街的规模越来越大,设计指标越来越高,抗灾能力越来越强,同时国家在立法、规划、设计质量方面已经形成了一整套较健全的地下商业街开发利用体系,据统计日本已经在26个城市建设地下商业街146所,日进入地下商业街的人数达到1200万人,占国民总数9/1。
国内外地下储气库安全管理及技术综述岳昕【摘要】地下储气库能有效缓解天然气需求存在的矛盾,从而确保天然气的正常供应.章介绍了地下储气库的分类和作用,通过对美国、英国、俄罗斯、法国、德国以及我国地下储气库发展现状的分析,指出我国储气库在安全管理及技术方面存在的问题及需要改进的方面,提出国内地下储气库的发展应重视地下储气库的安全管理,加强地下储气库的相关安全技术研发,逐步监督、管理、规范地下储气库的建设与经营.随着中国储气库安全管理和技术的发展和完善,中国能源地下储存必将得到充分的保障.%Underground gas storage can effectively alleviate the relationship between natural gas supply and demand,thus the normal supply of natural gas can be ensured.In this paper,the classification and functions of underground gas storage were introduced,their development status in the United States,Britain,Russia,France,Germany and China was analyzed,the problems in the safety management and technology of underground gas storage in our country were pointed out.In order to develop the underground gas storage,we should pay more attention to the safety management,strengthen the relevant security technology research and development,then gradually supervise,manage and standardize the construction and operation of underground gas storage.With the development and improvement of the safety management and technology of gas storage in China,the underground storage of energy resources in China will be fully guaranteed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】4页(P921-924)【关键词】地下储气库;发展现状;安全管理;安全技术【作者】岳昕【作者单位】中国石油安全环保技术研究院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TE82地下储气库具有储存量大、运行成本低等特点,能够解决天然气供需问题,提高经济效益,优化管道运行。
完整版)国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势国内外城市地下空间的开发利用现状及发展趋势1.国外城市地下空间开发利用现状及发展趋势自1863年英国伦敦建成第一条地下铁道以来,现代城市地下空间的开发利用进入了一个高峰期。
20世纪后,大城市陆续修建了地下铁道,改善了城市交通服务,促进了商业的繁荣。
然而,从七十年代中期起,发展势头渐趋平缓。
现在,国外城市地下空间的开发利用主要基于经济、地理、社会和城市等方面的因素。
1.1 国外城市地下空间开发利用现状发达国家如日本、美国、欧洲等在城市地下空间的开发利用方面成就较高。
1.1.1 日本城市地下空间开发利用现状日本国土狭小,城市用地紧张,因此地下空间的综合利用比北欧等国家起步较晚。
但是,日本已经居世界领先地位,建设了许多地下街道、地下车站、地下铁道和地下商场。
其中,地下商业街的规模越来越大,设计指标越来越高,抗灾能力也越来越强。
同时,国家已经形成了一整套较健全的地下商业规划和设计质量方面的法规。
1.1.2 美国城市地下空间开发利用现状美国的城市地下空间开发利用主要集中在大城市的市中心区域。
其中,纽约市的地下空间利用最为广泛,包括地下铁道、地下商场、地下停车场等。
此外,美国在地下空间的利用方面也有一些创新,如在旧金山建设了地下水库,以储存城市的饮用水。
1.1.3 欧洲城市地下空间开发利用现状欧洲的城市地下空间开发利用主要集中在北欧国家和瑞士等地。
这些国家的气候寒冷,因此广泛的城市地下空间开发形成了一个四季温暖的地下世界。
在城市中心区域,地下商业街、地下车站等设施也很常见。
同时,欧洲在地下空间的利用方面也有一些创新,如在瑞士的洛桑市建设了地下垃圾处理站,以解决城市的垃圾处理问题。
2.国内城市地下空间开发利用现状及发展趋势国内城市地下空间的开发利用起步较晚,但是在近年来也有了一些进展。
目前,国内城市地下空间的开发利用主要集中在大城市的市中心区域,包括地下商业街、地下车站、地下停车场等。
技术与检测Һ㊀天然气地下储气库现状及发展趋势探析吴㊀鹏摘㊀要:地下储气库是将天然气利用低下盐穴进行压缩储存起来的一种方法,并在冬季使用高峰期时再将其取出,满足人们冬季对天然气的需求,因此,在调峰过程中的各种操作都十分关键㊂目前,天然气地下储气库还处于发展阶段,调峰能力不足,在需求快速提高的时候无法及时达到市场需求㊂天然气地下储气库并不多,在调峰过程中无法及时发挥出天然气的作用,对天然气产业的可持续发展也起到了不小的影响,与发达国家相比,调峰量标准还相对落后㊂关键词:天然气地下储气库;现状分析;市场需求;发展趋势一㊁引言天然气地下储气库是人工建造储存天然气的空间,对对供气安全有着很大影响㊂目前来看,天然气事业发展十分迅速,但是在供气量与需求之间却存在一定矛盾,两者之间很不平衡,夏季低峰值和冬季高峰值往往差距很大㊂为了解决供给与需求之间的矛盾,天然气地下储气库随之诞生,它的主要功能就在于储存采集而来的天然气,从而解决由于季节需求而引发的供气不均匀问题㊂天然气储存有多种类型,包括天然气液化储存㊁地面储气罐储存和地下储气库等,文章主要探讨中国天然气地下储气库的现状及发展趋势㊂二㊁天然气地下储气库发展现状根据调查来看,天然气地下储气库共有25座,无法满足在冬季时对天然气调峰的需求总量㊂2014年,地下储气库总调峰值是30亿立方米,与世界范围内相比存在很大差距,这也显示了地下储气库能源不足的问题,突出了建设量少的弊端㊂1999年,陕京管道筹建以后,建设了第一座天然气地下储气库,即大张坨储气库,这座储气库的建设对京津冀地区的调峰与供气保障起到了重要意义㊂后来,又建立了金坛储气库,这是第一座盐穴储气库,这座储气库的建立为长江三角洲地区的调峰与供气工作做出了较大贡献㊂2011年,开始建设商业储气库,商业储气库的投入与建设一直都没有停止,2013年与2014年仍然在投入建设,对很多地区的调峰与峰值量供暖起到了重要作用㊂就目前的发展状况来看,天然气地下储气库的现状表现为积极建设天然气骨干网管,不断投资进行建设㊂政府也对其状况进行了解,在此基础上积极建设地下储气库,推动能源发展㊂目前天然气地下储气库量还存在很大不足,主要体现在数量较少和分布不合理两个方面,对各个地区调峰和安全保障供气有一定影响㊂三㊁天然气地下储气库发展趋势(一)加强天然气地下储气库建设天然气消费需求在不断上升,天然气在供应过程中主要的来源就是地下储气库,地下储气库的建设直接关系到天然气的整体有序建设,不断增加天然气地下储气库数量才能够更好地满足社会需要,满足不断增长的现代化需求,从而平稳供应天然气㊂很多发达国家在调峰期间储备量已经达到消费总量的20%以上,在调峰期间的供气工作还远远不够,与世界范围内很多国家相比还存在一定差距,因此,要加大地下储气库建设,提升在调峰期间的天然气储备量㊂(二)合理安排天然气储气库布局地下储气库建设包括建设类型㊁建设地域与建设作用三个方面,从这几个方面来思考储气库建设更有助于合理规划的实现㊂从建设类型来看,地下储气库可以改造成含油气的类型,利用油漆结构可以为地下储气库打造良好的地质基础,也可以减少一定的建造程序;从建设地域来看,在不同地域类型需要建造不同的地下储气库,如盐穴低下储气库,可以使地下储气库的建造更加经济合理;从建设作用来看,在天然气销量较高的地方应该增加地下储气库建设量,而在天然气销量较低的地方建设小型地下储气库,从而实现地下储气库的合理布局㊂(三)积极建设数字化储气库的地质条件相对来说比较复杂,从某种程度上对的天然气地下储气库建设有着很大影响,使天然气储气库在设计㊁建设与运行发面和发达国家存在很大差距,落后于发达国家㊂在加大天然气地下储气库数量的同时,还要学习西方的先进技术,以地质条件为背景建设适合的天然气储气库,在探寻地址的过程中有效利用现代化技术,努力建立起数字化地下储气库㊂数字化储气库的运行更加方便和有效,能够科学地指导扩容与生产,也对储气库的频繁建设风险作出了贡献㊂四㊁结语天然气低下储气库建设对天然气产业的发展具有重要作用,这也关系到人民生活水平的提高,对人们的生活水平有着很大影响㊂因此,要不断吸收和学习西方经验,提高的建设技术,为促进天然气地下储气库建设打好基础,不断推进地下储气库建设发展㊂参考文献:[1]王震,任晓航,杨耀辉,等.考虑价格随机波动和季节效应的地下储气库价值模型[J].天然气工业,2017(1):145-152.[2]张刚雄,李彬,郑得文,等.中国地下储气库业务面临的挑战及对策建议[J].天然气工业,2017(1):153-159.作者简介:吴鹏,中国石油辽河油田天然气储供中心㊂971。
目前,世界各国对天然气的需求量不断增强,天然气在一次能源消费中所占的比例越来越大。
由于受自身资源的制约,许多国家对进口天然气的依存度越来越大。
为了确保能源安全,不少国家纷纷采取积极措施,以解决天然气的存储和余缺调节问题。
建设地下储气库是调节天然气市场季节性供需矛盾的一种比较先进的方法,现已成为天然气供销链中非常重要的一环。
目前,全球天然气地下储气库开发建设的基本情况如下:□ 中国石油长庆油田公司采油三厂 张耀民 廖鑫海 黄建平 中国石油大港油田公司钻采工艺研究院 李国韬 张 军摘 要:建设地下储气库是调节天然气市场季节性供需差异的一种较为先进的方法,目前已得到了世界各国的高度重视。
本文介绍了国外地下储气库开发建设的现状以及有关四维地震勘探技术、垫底气设计技术、大井眼井和水平井技术、盐穴储气库技术、线性岩层洞穴建库技术和储气库优化等新技术的研究情况。
关键词:天然气 地下 储存技术2000年,全世界总工作气量达到3100×108m3,日调峰能力达到44.6×108m3。
西欧各国,约有地下储气库78座,工作气量约550×108m3,日调峰能力达到10.9×108m3。
东欧及中亚各国,约有地下储气库67座,工作气量约1310×108m3,日调峰能力达到10×108m3[1]。
由于受天然气市场变化的刺激,近年来世界地下储气库库容呈迅猛上扬势头,截至2004年,全世界地下储气库总数达610座。
地下储气库技术得到了世界各国的高度重视,其相关技术也得到了快速发展。
我国的地下储气库技术已经国外天然气地下储存建设技术进展起步,截至目前已利用6座废弃的油气藏建造地下储气库存储天然气,尚有5座油气藏地下储气库和1座盐穴储气库正在建设中。
我国的地下储气库技术与国外相比还存在一定的差距。
目前国外正致力于发展以下几项新技术。
一、寻找适于建库地质体的四维地震勘探技术寻找适于建库的地质体不同于勘探一个油气藏,前者要更复杂一些。
一个有合适盖层的油藏,并不一定能够用来储存天然气。
能够储存天然气的地质构造必须保证储存的天然气不会泄露,既要有盖层的连续性,也必须有构造的密闭性。
现代精细地震勘探技术能够显示较小的构造,甚至气—液界面和地层岩相的侧向变异。
正处于研究阶段的四维地震技术是勘探适宜用作地下储气库构造的比较有应用前景的技术[2](图1)。
四维地震技术基于多项技术,如以均匀间距置于地面或永久置于井内的地震传感器;多层覆盖地震技术,如AVO(Amplitude VersusOffset),能更好地研究油藏岩石的物理性质[3]。
能够用某种气体来替代天然气作垫底气,将会明显降低这部分的投资成本。
国外对惰性气体或混合气体作为垫底气进行了试验,目前应用较多的是混合气,已经试验了7座储气库[4,5]。
应用混合气作为垫底气需要专门的技术、模型和测量工具以准确处理气体混相现象。
试验结果表明,应用垫底气后,投资成本可降低20%。
三、大井眼井和水平井技术在地下储气库中用大井眼完井能够明显地提高天然气调峰量。
如果没有液体(油、水、凝析液)产出,在国外一定要用大井眼完井,这已经成为一条设计准则。
此外,为了降低生产管柱延程压力损失,大部分井都设计为单一管径,减少缩径,避免发生气体紊流。
在地下储气库中钻水平井的主要目的也是提高单井调峰气量。
若油藏渗透率较低,水平井比直井更具适用性。
对于同一个油藏,水平井的调峰气量比直井高1.5~6倍,这主要取决于油藏性质和水平段的长度。
在运行过程中,水平井还能抑制水的锥进。
如果水平段在气水界面上,在采气过程中,由于水平段的压力损失要小于直井,因此能减小水体锥进速度。
在渗透率极低的含水层建库,这些技术绝对是需要的。
对于低渗透枯竭油藏改建地下储气库,这些大井眼、水平井也是适用的。
四、盐穴储气库技术油藏型储气库和含水层储气库都是将天然气储存在天然的岩石孔隙中,而盐穴储气库与此不同,它是将天然气储存在人工溶盐后形成的腔体中。
降低盐穴储气库建设成本的主要方法是应用现代溶盐技术增加盐穴体积;降低最小运行压力,提高最大运行压力。
盐穴用作储气库始于20世纪60年代。
美国的第一座盐穴储气库1961年建于密歇根州Marysville;加拿大的第一座盐穴储气库1964年建于萨斯喀彻温省的梅尔维尔;亚美尼亚的第一座盐穴储气库1964年建于Abovian;法国的第一座盐穴储气库1968年建于Tersanne;德国的第一座盐穴储气库1969年建于基尔。
盐穴储气库发展初期,其尺寸和容量相对较小,只有(3~10)×108m3/d。
随着工程技术的发展,到20世纪图1 四维地震实例(据KBB)深化地震勘探技术能够减小地下储气库建设初期的不确定性,减少观察井的数量,有助于将储气井布在构造的有利部位,减少井的数量。
二、垫底气设计技术在建造一座地下储气库投资成本中,垫底气的费用占了最大的比例,一般要占到总投资的30%~40%。
如果末,欧洲盐穴储气库的总容量已达到(400~600)×1012m3/d。
盐穴容量主要受注采气井压力损失和设备运行中安全要求的限制。
降低最小运行压力能够增加有效工作气量,减少垫底气的投资。
最小运行压力每降低1MPa,能节省约10%~15%的总投资。
单腔最大储气能力与最大运行压力有关。
最大运行压力提高10%,有效工作气量大约能增加15%。
但是,最大运行压力受到盐层气密封性的制约。
一般来说,最大运行压力要小于盐层上覆地层的重量,梯度大约为0.23MPa/m;一些特殊的区块,梯度小于0.2MPa/m[6]。
溶盐建腔的费用约占总投资的25%~35%,而且需要一个长期的过程。
每溶1m3的盐需要7~9m3的水。
溶盐所形成的盐水浓度大约为300kg/m3。
通常被工业用来生产氯化钠,或重新注回地下,甚至被排放到海里。
溶盐建腔需要两根管柱,一根注入水,另一根返出盐水。
同时,要做各种检测,以保证溶盐后能够形成符合设计的腔体形状。
管柱鞋深度需要根据溶盐情况逐步调整,但是必须在顶部利用液化石油气、原油、氮气,甚至天然气形成保护层,以保护上部顶板不被溶解。
目前,世界上许多国家致力于溶盐优化技术的研究(如SMRI 或 INVDIR的SALTxx以及Gaz de France 的SURMOVINER)。
据说,利用新的研究成果,至少可使工艺步骤和声波检测的次数减少50%,投资降低10%以上。
在溶盐过程中,加压注入气体(天然气或惰性气体)、柴油、液化石油气等都可以保护顶板。
腔体溶成后,需要重新完井,用以排出盐水并实施首次注气。
天然气从排卤管柱和生产油管(或套管)的环形空间内注入,盐水通过排卤管柱采出。
建库总体时间与盐丘(含盐构造)大小有关,有的需要一年多,有的需要几年。
边溶盐、边储气是盐穴建库的一项新技术,已在美国得克萨斯州Moss盐矿和路易斯安那州Egan盐矿成功应用,明显降低了投资[7]。
这种盐腔的初始部分还是利用传统的水溶盐方式形成的。
首先将上部盐层溶至设计的尺寸,而此时下部还未溶解。
这种技术需要专门的设备,如井口和溶盐管柱,在保证上部腔体储气的同时,使下部能够继续顺利溶盐建腔;上部盐腔排卤储气的同时,下部盐层开始溶解建腔。
上部储存的气体恰好可以作为下部盐层溶解时的顶板保护层。
在溶盐过程中,气体和盐水的界面被严格控制,基本保持在盐腔中部。
一旦下部的盐层溶解到与上部腔体基本相同的直径时,继续利用上述完井方式和井口设备优化储气库的运行,扩大储气能力。
此时,气和盐水的界面也不再维持在原来的位置,而是经常地上下移动。
这时更要严格控制气体—盐水界面,以保护顶板,避免天然气泄漏。
盐穴储气库一般建在厚度约150~400m的盐层里。
厚度在60~100m的薄盐层也能用于建造地下储气库,只是储气能力较小,在(5~10)×104m3/d之间。
但是某些区块,主要是沉积盆地的边缘,盐层厚度还不足60m,显然利用常规技术在这种盐层上建造地下储气库是不可能的,主要问题在于溶盐流道的控制。
薄盐层中肯定掺杂着不溶解层,与普通的大尺寸盐腔不同,在这种盐层中重力不能发挥关键的分离作用。
根据地质力学以及1000~3000m2横截面积上盐穴流道形状三维模型研究,对于这种盐层,建造一个水平段几百米、容量(10~100)×104m3的地下储气库是合适的。
这种气库的投资比常规盐穴储气库要高15%~20%。
但在欧洲和北美,这项技术正在逐渐被广泛应用。
俄罗斯也正计划应用该技术[8,9]。
五、线性岩层洞穴建库技术线性岩层洞穴建库技术为那些没有合适地质构造建造地下储气库的国家提供了一种选择[10]。
这种技术的主要原理就是把气体以高压(15~25MPa)储存在相对较浅(100~200m)的线性岩石洞穴中。
压力由固定在水泥层里的管线传递,岩石的作用就是承受高压。
这种气库的局限在于地层的岩石性质。
在瑞典的Grangesberg,成功应用该技术在地下50m处建造了一个130m3的腔体。
1997年,在瑞典南部Skallen建造了一个示范性气库,库容40000m3。
这种气库的先导性试验及相关测试已于2003年完成。
该气库的建设成本约是普通气库建设成本的2~4倍,但维护运行成本远远低于液化石油气储存设备的运行成本。
由于输送气量大,液化石油气的储存设备一年内可以循环几次,因此相同条件下它的服务成本和其他储气设备的运行成本相当。
六、储气库优化运行技术目前,许多新的技术被用来帮助管理者更加有效地管理地下储气库。
比较重要的有:非胶结孔隙油藏砾石充填防砂技术;聚合物调剖控水技术;非胶结孔隙油藏固结技术;用于改进设计的数学模型和软件,包括能提供油藏几何形状和岩石性质的三维模拟软件;地下储气库设备维修和操作技术;新的测井工具,如核磁共振、改进的三维地震传感器、多种流体及砂粒探测器;永久传感器和(或)井内光纤能随时提供油藏参数(尤其是盐穴),等等[11,12]。
除技术改进、新技术研发外,气库的业主和操作者还致力于解决技术和经济上的优化问题。
目前,较多关注的有[13,14]:——较复杂的判断工具,如风险管理、随机模拟等;——如何把气库模型联结成一个简化的气体网络模型;——每个设备的日常管理和控制;——真实的经济数据,如边际成本、运行成本、每个设备储存产出气量的变化,以及依靠进口维持气量的成本,等等。
参考文献[1] 21st World Gas Conference. Report of workingcommittee 1, Nice, France, 2000[2] F.Verdier, F.Huguet, Gaz de France. SeismicMonitoring for Optimizing the Operation of UndergroundStorage Facilities.20th World Gas Conference,Copenhagen, June10-13 ,1997[3] F.Favret, F. Huguet, Gaz de France.Performances Survey of Aquifer UGS Facilities.FrenchResearch Association on Oil Operating Technics, France,September,1997注采井场[4] V.Onderka, PhD, Geogas a.s. Cushion GasAlternatives, IGU Committee A Report. 20th World GasConference, Copenhagen, June10-13,1997[5] G.Meunier, F. Labaune, Gaz de France. Usinginert Gas: Almost Twenty Years of Experience. 20thWorld Gas Conference, Copenhagen, June10-13,1997[6] P.Desgrée ,M. Fauveau, Gaz de France.Increasing Maximum pressure in Salt Caverns.20th WorldGas Conference, Copenhagen, June10-13,1997[7] Jack W. Gatewood, Michel Dussaud, etc.Solution Mining and Storing Natural Gas SimultaneouslyOperational Experience.SMRI Spring 1997 Meeting, May11-14, Poland[8] Fabien Favret. Up-To-Date Researches andFuture Trends in UGS Facilities. Security of LNG Supplythrough Transit Countries, Tbilisi, 2003[9] Michel Dussaud Sofregaz, Gaz de France.Underground Gas Storage Technological Innovations foran Increased Efficiently.17th Congress of the WorldEnergy Council,1998[10] Tengborg, Sydkraft. The Potential Marketfor Lined Rock Cavern Storage of Natural Gas.20thWorld Gas Conference, Copenhagen, June10-13,1997[11] A. Zaitoun, Gaz de France. A SuccessfulPolymer Treatment For Water Coning Abatement inGas Storage Reservoir. SPE Annual Technical Conferenceand Exhibition held in New Orleans, Louisiana,September30- October3,2001[12] M. Megyery, T. Miklós, J. Segesdi. MonitoringThe Solids In Well Streams of Underground Gas StorageFacilities. SPE International Symposium on FormationDamage Control held in Lafayette, Louisiana,February23-24,2000[13] F. Favret, E. Rouyer,etc. Optimal use of theGDF's set of underground gas storage. 21st WorldGas Congress, Nice, France, June,2000[14] F. Favret, E. Rouyer & Y. Muller. Increaseof working gas capacity in existing Gaz de Francestorage facilities. French Gas Conference, Toulouse,France, July,1997。