国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展

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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。

４密封性

在向盐穴注入天然气期间，水蒸气的含量和水的露点温度会有所增加，这是因为要从剩余的盐中吸收水蒸气的结果。因此，将气库中的气体送到分支管线之前需要配备相应的地面设施和动力，对气体进行干燥。

西德建盐穴储气库的密封经验是在盐穴的表面安置一个密封夹层，使其具有对水蒸气的渗透尽可能低的特性，以防止或减缓气体中水蒸气含量的增加［３］，这个密封层对防止产生气体水化层及管线腐蚀也有一定的作用。

气穴建好后，还需要对其进行密封性试验［４］。通常，外部水压实验可以用于气库结合面的密封性实验。但这还不够，因为水在结合面处不漏并不等于从里到外都不漏。对于盐穴气库而言，最后水泥套管及生产管柱从内至外的密封性试验非常严格。由于这个原因，在对套管及生产管柱进行密封性试验时，都采用市场上可提供的ＨＯＬＤ

系统——氦气漏失探测仪（见图４）。　万方数据

２００２年１月断块油气田第９卷第１期

５运行及其稳定性

一座盐穴储气库的运行，如同一个存在于最大与最小压力之间的压力容器，整个气库的稳定性与盐穴运行压力（包括盐穴在一定的压力下）所暴露的时间有直接的关系。从现代理论上讲，储气库建立的最小压力为管道所要求的压力；储气库建立的最大压力根据垂直应力来确定ｃ５］，需要根据基质盐特性，结合复杂的岩心分析，利用计算机有限元程序进行岩石力学计算得到。

图４ＨＯＬＤ试验装置示意围

目前美国已有３０多年储气库运行的历史，盐层储气库一般最大压力梯度为０．０１９ＭＰａ／ｍ；西德储气库最大压力梯度一般为０．０２ＭＰａ／ｍ；

８０加拿大储气库一般最大压力梯度为０．０１５２ＭＰａ／ｍ。国外经验表明，在运行压力条件下，盐穴壁自动变形的情况很少见。

６检测

利用声纳检测技术对运行中的地下天然气储气库进行检测比较可靠嘲，近１０年来，该项技术有了新的发展。加拿大ＴｒａｎｓＧａｓ有限公司经营着２４个盐床地下储气库。与传统声纳检测技术相比，现在技术可以带压测试，可监测半径更大的储气库的库容容积，能检查出因洞库蠕变、收缩、或因充满流体、或因洞壁和洞顶坍塌等造成的储气库内形状异常的情况。检测精度可达到２％～５％。自１９８９年以来，ＴｒａｎｓＧａｓ公司利用声纳检测技术对运行中的地下天然气储气库进行了３次测试，测试时储气库井口压力约为１３．８ＭＰａ。

参考文献

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（编辑刘新玲）　万方数据

国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展

作者：郭彬， 房德华， 王秀平， 张少武

作者单位：郭彬(石油勘探开发科学研究院廊坊分院)， 房德华(华北油田公司第一采油厂)， 王秀平,张少武(华北油田公司采油工艺研究院)

刊名：

断块油气田

英文刊名：FAULT-BLOCK OIL & GAS FIELD

年，卷(期)：2001,9(1)

被引用次数：10次

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