储气库概念设计与压缩机选型技术方案(定稿)
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储气库概念设计及压缩机选型技术方案1 储气库概况1.1地理位置呼图壁气田位于准噶尔盆地南缘，距呼图壁县东约4.5km，东南距乌鲁木齐市约78km，是新疆油田公司在准噶尔盆地南缘开发的第一个整装气田。
气田地面为农田与村镇，地形比较平坦，地面海拔500m～570m。
312国道从工区穿过，北疆铁路、乌奎高速公路从工区南面通过，交通十分方便（见图1-1）。
图1-1 呼图壁气田地理位置图1.2天然气管网现状（1）已建输气管道准噶尔盆地输气环网主干环网管道管径主要为D610（主干线输配气管道参数详见下表1.2-1）。
管道设计压力主要为6.3MPa，总长760km，输配气能力120亿方/年，其气源区域分为西北缘、腹部、东部、南缘地区。
市场区域主要为克拉玛依、乌鲁木齐、独山子三大地区。
盆地环网在运行压力为6.0MPa，可达到121.78×108m3/a的输配气量。
管道名称管径长度km 设计压力MPa 彩－石克输气管道D610 291 6.3彩-乌输气管道D610 142 6.3克－乌输气管道D610 285 6.3克-乌与彩石克联络管道D610 37 6.3王-化输气管道D355 35 4莫北－石西输气管道D273 24 5莫北－盆5输气管道D355.6 42 5盆5－704输气管道D355.6 68 5（2）在建输气管道为了保障北疆地区冬季用气紧张的局面，2009年底开始建设西气东输二线至北疆输气管网的联络管道，三条输气联络管道的具体参数见表1.2-2。
表1.2-2 西二线联络管道参数表管道名称管径长度Km设计压力，Mpa输气量，×108m3西气东输二线向独石化供气支线D219.1 7.5 6.3 6 西气东输二线与准噶尔盆地环形管网联络线610 13.45 6.3 30 西气东输二线向乌石化供气支线D406.4 56.5 10 30西气东输二线向独石化供气支线，简称独石化支线；西气东输二线与准葛尔盆地环形管网联络线，简称北疆管网联络线或联络线；西气东输二线向乌石化供气支线，简称乌石化支线。
独石化支线从西二线西段干线的奎屯分输站分输，终于独石化末站，设计输量6×108Nm3/a，线路全线为三级地区，全长7.5km，设计压力6.3MPa，管径D219.1×6.3mm。
北疆管网联络线由西二线的昌吉分输站分输，终止于克-乌气线王家沟末站，线路长度13.45km，设计压力6.3MPa，设计输量30×108Nm3/a，管径D610mm，采用L485MB螺旋缝埋弧焊钢管。
乌石化供气支线管线起始于乌鲁木齐昌吉分输站，终止于乌石化末站。
线路长度约56.5km。
设计输量30×108m3/a，设计压力10MPa,管径D406.4mm。
采用L485MB螺旋缝埋弧焊钢管。
1.3天然气市场用气需求及调峰分析1.3.1 天然气需求量（1）现实用气需求根据“十二五”规划，新疆北疆地区（包括乌鲁木齐市、昌吉州两县一市、石河子市、克拉玛依市以及乌苏沙湾等地方）2010年天然气现实需求量“十二五”时期天然气现实需求量详下表表1.3-1 十二五时期北疆天然气现实需求量表（×104Nm3）（2）潜在用气需求根据十二五规划，北疆地区十二五时期天然气潜在需求量详下表：表1.3-2 十二五时期潜在疆天然气潜在需求量表（×104Nm3）1.3.2 需求平衡结果（1）天然气开发规划新疆油田天然气开发规划按照股份公司加快天然气发展的战略要求，结合“十二五”勘探规划及天然气需求分析，以“持续快速有效发展”为指导方针，以资源为基础，以经济效益为中心，按相对稳妥目标和加快发展共设计2套天然气开发规划方案。
表1.3-3 “十二五”天然气开发规划分年指标表（2）天然气商品量平衡结果在不考虑潜在用户情况下，根据方案1，2010年天然气商品量为22.15×108m3，地方及石化企业需求量为28.57×108m3，相减之后差值为-6.42×108m3。
平衡结果数据表明，2010年天然气缺口量6.42×108m3。
根据表1.3-4，自2011年起至2015年，若排除西二线向北疆供气量，则北疆地区用气量缺口为20～28×108m3不等，且天然气缺口量呈逐年增大趋势。
表1.3-4 新疆油田“十二五”天然气需求平衡表单位：×104m3注：供需平衡结果=天然气商品量-地方及石化企业天然气需求量1.3.3 调峰气量（1）季节性波动用气量情况新疆油田公司天然气下游工业用户主要为乌鲁木齐石化公司、独山子石化公司等。
天然气波动主要表现为季节性波动（图 1.3-1），呈现夏季天然气剩余，冬季不足的特点；主要波动为乌鲁木齐燃气、石河子燃气、昌吉市等民用气，工业用户用气量波动不大。
图1.3-1 2009-2010年新疆油田供乌鲁木齐市天然气用量曲线图（2）应急气量及战略安全储气应急气量的确定是基于长输管道发生事故时，利用天然气供应系统的能力最大限度地维持下游最小安全用气量。
由于大输量天然气长输管线所经过地区的地理环境复杂多变，部分线路社会依托条件差，一旦管道出现事故，天然气发电要中断，工业生产及设备要造成较大的损失，城市居民和商业中断供气，定会造成十分恶劣的影响，因此，考虑管道事故最不利的情况——干线输气系统输气中断，此时下游用户的用气由储气库提供。
西气东输二线主要气源是中亚的进口气，因此为了提高长输管网的可靠性和连续性，当气源或上游输气系统发生故障或因对意外因素导致系统检修造成的输气中断，有必要储备部分天然气量。
本工程战略储备及应急调峰气量为44.2×108m3。
1.4建设地下储气库的必要性（1）季节用气调峰的需要北疆地区乌鲁木齐市、昌吉市、石河子市等社会广大用户对天然气的需求在一年中的不同季节有较大变化，主要是受天气因素的影响。
特别是冬季用气量大，夏季用气量少，冬、夏季差量大。
以北疆地区天然气重点用户乌鲁木齐市为例，目前城市燃气以民用生活、燃气汽车用气为主，但同时正在加快实施“蓝天工程”，将冬季采暖供热锅炉烧煤改造为烧天然气为主，可以预料到今后乌鲁木齐市冬季用气量将大幅度增加。
从管道输气来说，克-乌天然气管道输气要求全年均衡性输气，输气量稳定，只有这样才能最大限度地提高输气效率，降低输气成本。
根据多年运行实践，目前油田公司天然气管网储气能力尚不能满足季节性调峰要求，天然气管网的季节性调峰主要依靠调峰气源及限制部分用户来实现。
解决季节用气不均衡的办法就是在夏季储存足够的调峰气量，在冬季从地下储气库中采出天然气，供冬季用气高峰使用。
就生产方面而言，在夏季生产能力超出了用户的需求时，将富余天然气量注入地下储气库，实现天然气全年均衡性生产，降低每月生产量的波动。
因此，地下储气库可以有效地克服天然气生产、供应与需求之间在时间与空间上的矛盾。
另一方面，可以保障新疆已建气田的天然气生产可以不受季节变化的影响，保持均衡性生产，延长气田开发寿命，从而降低天然气的生产成本。
（2）安全供气的需要西气东输二线的建成通气改变了新疆气源现状，在一定程度上弥补了新疆北疆地区天然气需求缺口。
为了防止西二线天然气长输管线一旦发生事故，给新疆及内地造成停气的局面，新疆油田有必要考虑储存足够多的备用天然气，进行应急调度，补充到城市输配管网中，不间断地供应疆内外用户用气，既满足乌鲁木齐市、乌石化、独石化等新疆主要用户用气需求，同时兼顾内地主要用户连续供气，将事故影响控制在最低限度。
而地下储气库库容大，除了具有季节调峰功能外，还具备在管道事故状态下或发生冲突事件时实现连续可靠地供气的功能。
同其他储存方式比较，采用地下储气库方式长期储存天然气更加安全、经济。
国际上通常的做法是，伴随着长输管道的建设，配套的天然气地下储气库，以便经济、有效的保障储配供气安全。
这也是一种战略性的工程，具有一定的战略储备气作用，意义重大。
1.5地下储气库的功能及定位1.5.1储气库的功能地下储气库是在消费低峰时将天然气体从产地输送到衰竭的油气藏或其它地质构造中加以储存，到消费高峰期采出以满足市场需求的一种储气设施。
地下储气库的主要作用和功能有：（1）协调供求关系与调峰缓解因各类用户对天然气需求量的不同和负荷变化而带来的供气不均衡性,其特点在时间上表现为季节(夏、冬季) 、月、昼夜和小时的不均衡性。
在取暖季节,由于热电中心、家庭和地区锅炉房、工业企业锅炉房等用气负荷的增大,使耗气的季节性不均衡性表现得最为突出。
由于输气系统的压力是一定的，本身不能满足用气量如此大的变化。
所以，建造地下储气库在用气低峰时向库内注入天然气，用气高峰时从气库中抽出天然气进行调峰，达到平稳供气的目的。
（2）实施战略储备,保证供气的可靠性和连续性供气中断的危险确实存在。
国家内乱、政治动荡、气源或上游输气系统故障、甚至上游设施停产检修等，都有可能造成供气中断。
地下储气库可作为补充气源,当供气中断时，抽取储气库中的天然气，保证向西气东输二线连续供气，提高供气的可靠性。
这对天然气来源主要依赖进口的国家和地区尤为重要。
（3）有助于生产系统和输气管网运行的优化地下储气库可使天然气生产系统的操作和输气管网的运行不受天然气消费高峰和消费淡季的影响，有助于实现均衡性生产和作业；有助于充分利用输气设施的能力，提高管网的利用系数和输气效率,降低输气成本。
1.5.2储气库的定位呼图壁储气库按照新疆地区用气调峰和战略储备应急调峰的双重目标进行方案设计，满足新疆地区用气调峰应采取较高气库运行压力水平；应急目标下战略调峰可采用降压开采实现最大调峰气量。
本工程战略储备及应急调峰的总气量为44.2×108m3。
（1）季节用气调峰呼图壁储气库正常调峰时作为季节用气调峰气库，以保证北疆地区用气为主，主要作用是调节季节性用气峰谷差；同时在冬季由储气库通过克-乌输气管线来调配北疆地区各用气点气量，减少或停从止西二线向北疆供气的下载气量，从而保证向西二线下游用户冬季用气需要，起到间接调配西二线气量的作用。
根据“十二五”规划用气量，新疆地区用气调峰按20×108m3/a调峰设计；（2）应急和战略储备呼图壁储气库兼作西二线的应急和战略储备气库，主要作用是当西二线天然气长输管线一旦发生事故、造成新疆及内地停气的局面时，气库内储存足够多的备用天然气，实现进行应急调度，保证西二线供气的连续性，确保管道下游地区的民用燃气和重要工业设施的用气需求。
根据地质方案确定的储气库工作气量及其正常调峰气量，确定储气库战略储备工作气量按24.2×108m3/a设计。
2、地质与气藏工程方案2.1建库地质综合研究2.1.1气藏概况呼图壁背斜位于南缘北天山山前坳陷第三排构造带的东端，被近东西向断裂分成上、下两盘，呼图壁气田位于断裂下盘，产气层为紫泥泉子组。
