地下储气库技术--
地下储气库建设技术探讨
中 国化 工 贸 易
Chi n a Ch e mi c a l Tr a d3年 1 月
地下储气库建设技术探讨
王 亮
( 中油辽 河工程有 限公 司 ,辽 宁盘锦 1 2 4 0 1 0 )
摘
要 :随着我 国经济的快速 发展 ,地下储 气库的建设越 来越重要 ,本 文就 简要探讨 下地 下储 气库的建设技 术, 包括储 气库设计 、库址选择 、主
3 . 1 含 水岩层 应为背 斜圈 闭构造 , 完整封 闭, 无 断层 。 四、地下储气 库建设 技术 的发展 3 . 2 含 水岩层 有一定 孔隙度 、渗透 率 。 地下 储气库 的发展 , 数量 的增加 与容量 的增 大 , 与科 技进 步有 着密 切 3 . 3 含 水 岩层 上下有 一定厚 度 的良好 的盖 层 、底层 , 岩性 要 纯( 如泥 的关 系 。科 技进 步能缩 短地 下储气 库 的建造 时间 , 节约 地下 储气 库的投 岩 等) , 密封 性好 。 资费 用, 改 善地 下储气 库 的技术经 济指 标 。当前 国外在地 下 储气 库技 术 3 . 4 储 层物性 条件好 , 孔 隙连通性 好 。 进 步方 面呈现 出以下 几种研 究与发展 方向 : 3 . 5 储 层在含 水层 中有一 定深度 , 能承受 规定 的注气压 力。 1 . 用惰 性气 体 代替 天然 气作 储 气库 垫层 气 减少 地 下储 气库 中垫层 4 . 重要 参数 的确定 气体 积, 增大 有效 气气 量, 用惰 性气 作垫 层气 , 是 降低 地 下储 气库 投 资 和 4 . 1 储 气库 设计容 量的确 定 运行费 用的最 主要发 展方 向之 一 。 地下储 气库 最基 本的 设计指 标之 一是储 气库 的设 计储量 , 即储气 库 2 . 建设生产 效率 高 、可靠性 好 的气井 总 的储气 能力 。储气库 总容 量的大小 , 直接 关系到 基建费 用的多 少。 建 设高 气密 性气 井 的施工 工艺 是提 高地 下储 气库 生产 能 力 的重要 4 . 2 有 效气 量 条件 。围绕这 一 问题的研 究课 题有 : 采用 由膨胀 水泥制 作 的不缩 水套 管 地下 储 气库 中储 存 的气 体 总量 分 为有 效 气 量和 垫 层气 量 两部 分 。 柱和生 产套管 ; 采 用气密 性好 的管子和合 理 的气 井结 构; 研 究既能 钻开储 有效 气 量又称 工作 气量 , 是指 每年 注入储 气库 后能 从 中采出 的那部 分天 层又能 避免井 底地带 泥浆污染 的新钻 井工 艺; 改 进井底 施工工 艺, 采用 不 然气 量 。 含粘土 溶液扩 大井 底附 近地带 ; 研 究 向储气 库下 部地层 夹层 注气 的技 术 4 . 3 垫 层气 量 工艺, 防止气 体渗漏 到圈 闭层外 , 增大工 作气的体 积等 等。 垫层气 量又 称残 存气 量, 是 指地 下储气 库运 行期 间长期 留在 储气 库 3 . 重视环 境保护 中的那部 分天然 气量 。 人们 对地 下储气 库建 设的 环境保 护 问题越来 越重 视, 不 断致 力于 相 垫 层气 的作用有 : 在 抽气结 束时使 储气库 中维持 一定 的地层压 力 , 从 关技术 的研 究 。俄 罗斯 天然气 股份 公 司开 发 出了一 种能 反 映静态 和 动 而保 证储 气库 仍具有 一定 的产 能, 以满足 地 下资源保 护要 求和 向用 户地 态水文 地质 指标 的测绘 模型 。这种 模 型已 用在地 下储气 库 中, 用 于监 控 区 输气 的条 件 , 抑 制地层 水 流入储 气 库, 提高 气井 产 量; 减少 天然 气在 压 水文地 质和生 态环境 。 缩机 站 的压缩级 数 。正 确确定 垫层气 量和有 效气量 , 既有 助于 改善 储 气 库 的技 术 工 艺 指标 , 又 有 助 于 降低 储 气库 的投 资 和运 行 费 用。
《油气藏型地下储气库钻采工艺技术》
油气藏型地下储气库钻采工艺技术在能源领域,油气是不可或缺的资源,而油气的储存和开采对于能源供应和经济发展至关重要。
油气藏型地下储气库钻采工艺技术是指将油气储藏于地下的储气库中,并通过钻采工艺进行开采。
这一技术以其广泛的应用和重要的价值受到广泛关注。
本文将深入探讨油气藏型地下储气库钻采工艺技术的相关内容,帮助读者更全面地了解这一领域。
1. 何为油气藏型地下储气库钻采工艺技术油气藏型地下储气库钻采工艺技术是指利用地下储气库储存油气,并通过钻采的方式进行开采的一种技术。
地下储气库是一种将天然气储存于地下的储气设施,通常是利用地下天然气储藏层进行储存。
而钻采工艺则是利用钻井设备和相关工艺,将油气从地下开采出来的过程。
通过油气藏型地下储气库钻采工艺技术,可以更有效地储存和开采油气资源,满足能源需求。
2. 油气藏型地下储气库钻采工艺技术的重要意义油气资源是国家能源战略的重要组成部分,而油气储存和开采对于国家经济和能源安全至关重要。
油气藏型地下储气库钻采工艺技术可以大幅提高油气开采的效率和产量,延长油气资源的使用寿命,减少能源供应的不稳定因素,保障国家能源供给的安全稳定。
深入研究和应用油气藏型地下储气库钻采工艺技术具有重要的战略意义和经济价值。
3. 油气藏型地下储气库钻采工艺技术的关键技术油气藏型地下储气库钻采工艺技术涉及众多关键技术,包括地质勘探技术、储气库建设技术、钻井工艺技术、油气开采技术等。
其中,地质勘探技术是寻找天然气地质构造和油气资源分布的关键技术,储气库建设技术则是保障地下储气库安全和高效运行的核心技术,而钻井工艺技术和油气开采技术则直接关系到油气的开采效率和产量。
这些关键技术的研究和应用对于提升油气藏型地下储气库钻采工艺技术具有重要意义。
4. 油气藏型地下储气库钻采工艺技术的发展趋势随着能源需求的持续增长和油气资源的日益枯竭,油气藏型地下储气库钻采工艺技术也面临着新的挑战和机遇。
在未来,油气藏型地下储气库钻采工艺技术将向着智能化、节能环保、高效开采等方向发展。
地下储气库工艺技术
地下储气库工艺技术地下储气库是一种能够将气体储存于地下空腔中的工程技术。
它可以作为能源之间的储备系统,储存多余能源以供不足时使用,从而能够平衡能源的供需关系,提高能源的利用效率。
地下储气库的建设工艺技术包括选址、构造设计、岩土工程、采矿、封堵等几个重要方面。
首先,选址是地下储气库建设的基础。
选址的关键要点包括地质条件、地下空腔的规模和稳定性、与外界的水文地质关系等。
需要优先选择地质条件稳定、地下空腔规模适当且不与水源等重要资源冲突的区域作为合适的选址。
其次,构造设计是地下储气库建设的核心。
它主要包括地下储气库的尺寸和形状的确定、地下空腔的分布和连接、密封、支护结构等内容。
针对不同的储气库类型,需要根据实际情况设计出合理的构造方案。
岩土工程是地下储气库建设中的重要环节。
它主要包括岩土开挖、支护和加固等工程技术。
在进行地下空腔开挖时,需要根据地质条件选择合适的开挖方法,并进行相应的支护措施以确保地下空腔的稳定性和安全性。
采矿是地下储气库建设的核心环节。
它包括地下空腔的开挖和储气设备的安装。
在进行地下空腔开挖时,需要根据设计要求控制开挖进度和尺寸,并在空腔内安装储气设备,如容器、管道等。
最后,封堵是地下储气库建设的关键步骤。
它主要包括地下空腔的封闭和防渗漏设计。
在进行地下空腔封堵时,需要选择合适的材料和技术,确保封堵效果良好,防止气体泄漏和地下水的渗入。
地下储气库工艺技术的关键点在于科学合理地进行选址、构造设计、岩土工程、采矿和封堵。
只有通过合理的工艺技术,才能有效地确保地下储气库的稳定性和安全性。
随着能源需求的增加和可再生能源的发展,地下储气库工艺技术将会进一步完善和发展,并为能源储备和利用提供更多的可能性。
天然气地下储气库技术ppt课件
第一章 天然气地下储气库技术概述
1.4 天然气地下储气库建立现状
我国地下储气库的建立远远落后于世界程度, 目前建成的只需两座:大庆喇嘛甸油田地下储气 库和大张坨地下储气库。大庆喇嘛甸油田地下储 气库的主要作用是平衡大庆油田内部用气的季节 不平衡性,天津大张坨地下储气库与陕—京输气 管道相连,以平衡北京市季节性用气不平衡性和 保证平安平稳供气为主要目的。
第一章 天然气地下储气库技术概述
1.2 天然气地下储气库的作用 调理供气不均匀性的最有效手段;show 提高供气的可靠性和延续性; 提高管线利用系数和输气效率,降低输气本钱 和输气系统的投资费用; 能为国家和石油公司提供原料和燃料的战略贮 藏。 在新的石油和凝析油开采区,能保管暂时不可 利用的石油气;对老采油区,有助于提高原油 采收率。
第一章 天然气地下储气库技术概述
1.5 天然气地下储气库技术研讨现状 国外目前数值模拟曾经成为指点各种类型储 气库运转的重要手段,而且正逐渐与经济分析模 型和地质力学模型相结合,经过数值模拟,可以பைடு நூலகம்到达在不添加储气费用的情况下,提高储气库的 储存才干及注采应变才干,建立储气库优化运转 模型,从而带来较大的经济效益。
第一章 天然气地下储气库技术概述
1.1 天然气地下储气库技术研讨的意义
我国上世纪90年代开场了大规模的天然气管 网建立工程:陕—京线的贯穿、西气东输管道工 程的实施,中原地域天然气管网以及陕—京二线 的规划建立将对我国天然气管网及消费规划产生 艰苦影响。为理处理我国华东地域、中原地域以 及北京市天然气供需之间的矛盾,这些管网工程 都配套规划了天然气地下储气库工程。因此,对 地下储气库技术进展研讨具有非常重要的现实意 义。
地下储气库技术涉及地质、气藏工程、采气、 天然气集输与净化、天然气管道保送和城市配气 方面的相关实际知识,而地下储气库优化设计及 模拟技术是地下储气库技术的中心。在国外,优 化及数值模拟技术曾经成为地下储气库建立必不 可少的手段。
国内外地下储气库安全管理及技术综述
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。
LNG地下储气库方案 (2)
LNG地下储气库方案
LNG地下储气库方案是将液化天然气(LNG)储存在地下的储气库中,以便在需要时提供能源供应。
这种储气库可以在海洋、岩石、盐穴等地下蓄存大量的液化天然气。
LNG地下储气库的方案通常包括以下几个步骤:
1. 储气库选址:选择适合建设储气库的地点,通常需要考虑地质条件、地下水情况、周围环境等因素。
2. 设计与建设:根据选址结果,进行储气库的设计和建设工作,包括施工方案、设备选择、管道布局等。
3. 导入LNG:将LNG通过管道或船舶输送到储气库,并将其泵入地下储存。
4. 储存与维护:管理LNG的储存和维护工作,包括监测温度、压力、泄漏等指标,以确保安全和稳定的储气库运营。
5. 出库与供应:根据能源需求,将储存的LNG从储气库中提取出来,并通过管道或船舶输送到需要的地方供应能源。
LNG地下储气库的方案具有以下优势:
1. 容量大:地下储气库可以储存大量的LNG,可以满足大
规模能源供应的需求。
2. 稳定供应:储气库可以提供稳定的能源供应,无论天气、季节等因素如何变化,都可以保证供应的稳定性。
3. 安全可靠:LNG地下储气库具有较高的安全性,通过合
理的设计和维护措施,可以防止事故和泄漏的发生。
4. 灵活性:储气库可以根据能源需求的变化进行灵活的调整和运营,可以根据需要增加或减少LNG的储存容量。
5. 可持续发展:LNG作为一种清洁能源,可以降低能源的排放和污染,促进可持续能源的发展。
总之,LNG地下储气库方案是一种重要的能源储存和供应方式,具有较大的潜力和广阔的应用前景。
天然地下储气库注采气工艺技术
天然地下储气库注采气工艺技术2.中原油田储气库管理中心3.中原油田培训中心摘要:地下储气库是输气管道的配套工程,用于满足季节调峰及管网事故应急。
通过深入分析地下储气库注采气运行特点及上下游调峰需求,结合气藏气体性质特征、气库工作参数和榆济管网工艺现状,研究形成适合中原地区枯竭气藏储气库的配套注采气工艺技术。
关键词:地下储气库;压缩机;三甘醇脱水;脱烃;管柱;井口安全控制系统地下储气库具有安全可靠、存储量大及运行成本低等优势,是干线输气管网重要的配套部分。
储气库主要用于季节调峰及突发事件应急供气,保障输气管道安全、平稳输气。
一、地面工艺流程在注气期间,来气由分输站输送至储气库注采站,经计量、分离、过滤和增压后,通过注采阀组、单井管线及采气树注人气井。
在采气期间,气井来气经单井管线、注采阀组、生产分离器、三甘醇脱水、丙烷脱烃、气体性质分析及超声波计量,再经输气管道。
注气工艺1、注气工艺流程储气库注气初期压力较低,随注气量的增加压力持续升高,注气期末注采井井口压力为24.0 MPa,地层压力达到上限工作压力[]。
注气量随着时间不同而变化,季节调峰期目标市场的最大注气量是8 月,为 167 x 104 m3/d,最小注气量是4 月,为 92 x 104 m3/d,因此注气系统设计规模为200 x l04 m3/d2、压缩机组参数注气压缩机是地下储气库的最关键设备,而压缩机工作参数选择的是否合理,关系到储气库的长期运行效率。
举例:根据榆林一济南输气管道输气压力计算,文 9 6 储气库注采站进站压力为5.91 ~6. 05 MPa,压缩机进气压力设计点为6.0MPa,允许波动范围5.0~ 7.0 MPa。
储气库的实际工作状况要求配套压缩机进口压力及排量范围要宽,以满足调峰量的要求,保证输气管线高效运行。
同时,考虑到储气库周期运行的特点,合理设计分配压缩机的1 级和2 级压缩比,满足在进气压力低时2 级出口温度不超规定,在进气压力高时一级负载不超过要求,在设计点时运行效率最高。
地下储气库放空技术探讨
地下储气库放空技术探讨王东军;孟凡彬;齐德珍【摘要】@@%地下储气库放空系统具有地面设施多,装置规模大,压力等级高,瞬时泄放量远大于平均泄放量等特点.基于地下储气库放空特点,其放空系统设计仍以国内相关规范以及欧洲标准EN12186、美洲标准API521等规范为依据,合理设置安全仪表系统及超压泄放设施.安全仪表系统采用四级关断以实现关断及放空,通过泄放系统和非泄放系统的不同组合设置,来保障整个系统的安全.当低压系统泄放压力高于整个放空系统背压的50%时,高、低压放空汇管可共用一条,否则宜独立设置.地下储气库放空系统不应按全量放空设计,放空量与站场压力系统分级及分区设计相关联,需根据地下储气库实际情况计算后确定.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2012(031)008【总页数】2页(P89-90)【关键词】地下储气库;放空系统;集注站;放空量【作者】王东军;孟凡彬;齐德珍【作者单位】中国石油天然气管道局天津设计院;中国石油天然气管道局天津设计院;中国石油天然气管道局天津设计院【正文语种】中文近年来,随着我国天然气长输管网建设的不断完善,与其配套的天然气地下储气库也加快了建设步伐。
由于国内地下储气库建设与国外发达国家相比起步较晚,相关标准及规范未能及时跟进,造成了目前国内地下储气库放空系统设计存在多样化现象。
为了适应国内新一轮地下储气库建设的需要,有效解决地下储气库放空系统设计中存在的问题,在对国内外相关规范及已建地下储气库放空系统设计分析研究的基础上,提出了适用于国内地下储气库运行工况的放空量确定及放空系统设计方法,以期提高我国地下储气库建设水平。
目前我国已经建成投产的8座地下储气库,其放空系统设计各不相同。
与陕京线配套建设的大张坨地下储气库建成于2000年,注气装置规模320万立方米/天,采气装置规模1000万立方米/天,放空规模96万立方米/天。
与陕京二线配套建设的京58地下储气库建成于2010年,该库注气装置规模为400万立方米/天,采气规模为700万立方米/天,放空规模为250万立方米/天。
天然气地下储气库智能化建设关键技术及其发展趋势
天然气地下储气库智能化建设关键技术及其发展趋势
糜利栋;曾大乾;刘华;郭艳东;李彦峰;李遵照;孙旭东;张广权;鲁春华;王佩弦
【期刊名称】《石油与天然气地质》
【年(卷),期】2024(45)2
【摘要】中国储气库在数字化转型和智能化建设方面已经取得了重要成果,储气库智能化建设发展了油气藏-井筒-管网一体化耦合模拟和数字孪生等关键技术。
搭建了智能储气库云平台框架,采用“数据+平台+应用”的建设模式,充分利用数据中心、物联网和工业互联网等新型基础设施,支撑各业务板块管理、研究、生产和服务等
需求。
储气库智能化建设研发了储气库信息化管理平台、储气库一体化综合管理平台、基于数字孪生一体化仿真的决策系统和储气库全生命周期数字化平台。
智能储气库未来建设将重点发展地质体数字孪生、高精度建模、可视化动态展示、智能运营、实时智能风险预警、工业软件国产化以及北斗卫星导航系统、卫星互联网等新技术。
【总页数】12页(P581-592)
【作者】糜利栋;曾大乾;刘华;郭艳东;李彦峰;李遵照;孙旭东;张广权;鲁春华;王佩弦【作者单位】中国石化石油勘探开发研究院;山西能源学院;中国石化大连石油化工
研究院;中国石化石油工程技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE822
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地下储气库技术及数值模拟
地下储气库技术及数值模拟目录第 1 章绪论 (1)1.1 建设地下储气库的意义 (1)1.2 天然气地下储气库系统构成及作用 (1)1.3 天然气地下储气库类型 (5)1.4 不同类型储气库特征 (9)1.5 因内外地下储气库研究现状 (10)1.6 国内外地下储气库数值模拟研究 (12)1.7 国内地下储气库建设面临的问题 (16)第 2 章城市燃气负荷预测及调峰储气量的确定 (16)第 3 章枯竭油气藏型天然气地下储气库 (20)3.1 油气藏圈闭有效性评价及开采分类 (20)3.2 储气库建设的技术要求 (22)3.3 储气库设计参数的确定 (28)3.4 储气库最优设计方案的确定 (32)3.5 储气库数值模拟 (33)3.6 大张坨地下储气库工程实践 (42)第 4 章含水层型天然气地下储气库 (49)第 5 章盐穴型天然气地下储气库 (49)第 6 章天然气地下储气库监测及库容量校核 (50)6.1 储气库天然气泄漏损耗的构成 (50)6.2 储气库动态监测技术 (55)6.3 天然气地下储气库库容量的核实 (60)6.4 天然气储气库泄漏量的确定 (62)第7 章天然气地下储气库的垫层气 (69)7.1 基本概念 (69)7.2 国内外地下储气库垫层气的研究现状 (71)7.3 惰性气体的来源及工作气的混合特征 (74)7.4 CO2 深埋做地下储气库垫层气的可行性 (79)7.5 地下储气库内混气数学模型的建立及求解 (85)第8 章天然气地下储气库地面注采工艺 (91)8.1 地下储气库地面系统的组成及特点 (92)第9 章注采气管网及优化模拟 (98)9.1 管网的表示方法 (99)9.2 管网水力计算模型 (110)9.3 储气库地面注采气管网系统优化计算方法 (114)9.4 参数优化问题 (120)第10 章天然气地下储气库的风险分析和经济评价 (121)10.1 地下储气库的风险分析 (121)10.2 地下储气库的经济性 (122)10.3 地下储气库的总费用 (124)10.4 地下储气库的单位成本 (127)10.5 各种储气方式成本对比 (128)第1章绪论1.1建设地下储气库的意义天然气运输和消费体系不同于其他燃料,有自身的特殊性。
国外地下储气库的技术与发展
国外地下储气库的技术与发展最早的天然气地下储气库是1916年在美国利用枯竭气田建造的,开创了地下储气的先例。
迄今在世界各地天然气地下储气设备总有效容积约250Gm3,共建立了551座地下储气库,其中425座主要是利用枯竭油气田,83座是利用含水构造层,39座是利用含盐岩层,4座是利用废弃矿井。
到目前为止,美国、加拿大、丹麦、德国、法国、前苏联和英国等,对利用枯竭油气田建造地下储气库,都已有了多年的实践,并进行了系统的研究,积累了丰富的经验。
一、建设地下储气库的规划要点天然气地下储气库主要由地下储集层、气井及地面设施等基本部分构成。
地面设施包括压缩机站、集输系统、气体处理和计量站。
地下储气库的建设需具有一定条件,要符合储气要求的技术特性,主要包括:1、地质条件的选择地下储集层应具有较高渗透性(一般在250~1000 mD)的非固结砂层,以中细砂为特征,比较结果表明:非固结砂层构造的储气容量、运行气量和气田峰值都好于固结砂层。
顶部盖层密闭性能要好,以保证竖向和侧向不漏气,选取的顶部盖层一般是由压实的层状粘土和其它细粒矿物质所组成的页岩,为致密的不渗透岩层。
弱的水驱,以避免抽气时随储气压力的降低,边水和底水进入气藏,使气藏孔隙空间的体积缩小,有效容积减少,降低采收率。
要求能承受较大波动的日回采量和注入流量。
2、完整的技术数据首先必须有确定的储气库开发参数,主要包括原枯竭油气田的孔隙度、渗透率、储集层厚度分布等值线、原始地层压力、含水饱和度以及最大储气能力、全部井数和井口压力等,这些参数能说明地质构造特点和对输配系统的要求。
在掌握原始地层参数的基础上,还需要进行技术经济分析和各种方案的比较,包括确定储气库的总容积、有效容积、气帽容积;注入和排出燃气的功率消耗;储气库充气和排气所需的时间;钻井、地面设施及与输配系统的连接等所需的投资规模。
二、数值模拟分析的研究模拟分析是80年代开始兴起的,目前已成为油气母开发、设计和监控的最重要手段。
利用含水层建造地下储气库
虽然目前地下储气库储采技术已经取得了长足的进展,但也存在一些不足之 处。例如,勘察和设计方面的精度和深度仍有待提高,地下储气库的安全管理和 运营维护仍需加强等。未来研究可以以下几个方面:提高勘察和设计精度,优化 地下储气库的安全管理体系,研发更加高效和环保的注采技术等。
应用前景
地下储气库作为一种重要的能源基础设施,具有广阔的应用前景。首先,它 可以提高能源安全性。在能源需求高峰期或突发事件时,地下储气库可以迅速释 放天然气,保障社会用气需求,维护能源安全。其次,地下储气库还可以改善能 源结构,提高清洁能源的比重,有助于环境保护和气候变化应对。此外,地下储 气库还能促进区域经济发展,提高就业率,为社会创造更多价值。
3、提升阶段(2000年至今)
进入21世纪,中国地下储气库建设进入了提升阶段。这一阶段,地下储气库 建设开始向全国范围扩展,以大型、特大型地下储气库为主,主要目的是为了保 障全国天然气的供应安全。同时,国家对地下储气库建设的投入力度也不断加大, 推动了地下储气库技术的快速发展。
二、中国地下储气库建设的现状 分析
3、水资源:地下储气库的建设和运行过程中,可能会对水资源产生一定影 响。例如,在缺水地区建设储气库可能会加剧当地水资源短缺的情况。
为降低环境影响,可采取以下措施:
1、在选址和设计阶段,充分考虑当地气候、地质和水资源条件,优选合适 的建设地点和储气库类型;
2、在建设和运行阶段,严格控制施工质量和安全,采取环保型工艺和设备, 减少对环境的影响;
利用含水层建造地下储气库具有广泛的应用前景。首先,在天然气储备方面, 含水层储气库可作为一种高效的能源储备手段,提高天然气的供应安全性和稳定 性。其次,在调节气田气方面,含水层储气库可作为天然气生产与消费之间的缓 冲区,平衡市场需求波动,降低能源供应风险。此外,随着新能源技术的发展和 对碳排放的严格限制,含水层储气库在协调能源结构调整和环境保护方面也将发 挥重要作用。
储气库技术现状及发展趋势
储气库技术现状及发展趋势储气库技术是一种能量储存和调度的重要方法,主要通过将多余的能源转化为气体并储存起来,然后在需要能源的时候再将气体转化为电力。
目前储气库技术的发展已经取得了一定的进展,但还存在一些挑战和改进的空间。
以下是储气库技术的现状及发展趋势:1. 传统的储气库技术:传统的储气库技术主要包括地下天然气储气库和压缩空气储能(CAES)技术。
地下天然气储气库利用地下岩层储存压缩天然气,当需要能源时,通过抽取储气库中的天然气进行燃烧发电。
压缩空气储能则将多余的电力用于压缩空气,然后在需要时将压缩空气放出,通过涡轮机转化为电力。
这些传统的储气库技术已经被广泛应用,并取得了一定的成果。
2.新型储气库技术:除了传统的储气库技术之外,一些新型的储气库技术也被提出和研究。
例如,液气储气库技术利用液态空气或液态氧来储存能量,并利用液气相变的特性进行能量转化。
此外,氢气储气库技术也备受关注,通过将多余的电力用于产生氢气,并将氢气储存起来,然后在需要时再通过燃料电池将氢气转化为电力。
3.发展趋势:储气库技术在可再生能源领域有着广阔的应用前景。
随着可再生能源的快速发展和普及,储气库技术将发挥越来越重要的作用。
未来的发展趋势包括提高储气库的效率和容量、降低成本、提高储气和放气的速度和响应能力等。
此外,与其他能源储存技术结合,如电池技术、储能技术等,也是未来的发展方向。
另外,随着氢能的发展,氢气储气库技术也将得到更广泛的应用。
总而言之,储气库技术的现状已经相对成熟,但仍有许多挑战需要克服。
未来的发展趋势包括提高效率、降低成本、增加容量,并与其他能源储存技术结合等。
储气库技术将在可再生能源领域发挥越来越重要的作用。
文23地下储气库关键工程技术
文23地下储气库关键工程技术赵金洲【摘要】文23储气库是我国中东部地区最大储气库,工程建设过程中遇到固井难度大、井漏严重、井筒封闭性评价困难、注采管柱要求高和老井井况复杂等技术挑战,为此开展了盐膏层固井、超低压储层防漏及保护、盖层段井筒封闭性评价、注采完井管柱设计和老井封堵与评价等技术攻关,形成了文23储气库关键工程技术,解决了文23储气库建设中的技术难题.文23储气库关键技术在现场应用后,固井质量显著提高,钻井液漏失量降低52.3%,井筒封闭性评价提高了施工决策效率,保障了储气库工程建设的顺利施工.文23储气库示范工程的建设,为类似储气库建设提供了技术保障和示范.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2019(047)003【总页数】7页(P18-24)【关键词】文23储气库;工程技术;盐膏层;固井;封闭性评价;注采管柱【作者】赵金洲【作者单位】中国石化石油工程技术研究院,北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TE972+.2天然气作为一种清洁能源,在能源消费中的比例不断提高。
实践证明,地下储气库是重要和有效的天然气调峰手段[1-3]。
国外从1915年开始进行地下储气库工程技术的研究和实践,经过100多年的发展,在地下储气库建设方面形成了系列特色工程技术和装备[4-7]。
我国对储气库的研究起步较晚,直到2000年才建成第一座枯竭油气藏型调峰储气库——大张坨储气库。
随着国家经济的高速发展和对清洁能源需求的日益增长,地下储气库将在国内的油气消费、油气安全方面发挥更加重要的作用,由此可以预见,我国将迎来储气库建设的高峰期[8-12]。
中原地区在区位、资源和市场等方面优势显著,储层地质条件也较为有利,有望成为国内规模最大的天然气储气库群。
文23储气库位于中原油田,是我国中东部地区最大储气库,区域位置好,地处华北调峰中心,管网配套,设计库容量104×108 m3,可以为多条长输管道的平稳运行提供保障,并缓解华北地区冬季用气高峰期的用气紧张和调峰缺口。
地下储气库技术--
美国地下储气库的投资比例
枯竭油气田 年份 设备 垫层气 设备 垫层气 含水层型
1972
52
48
48
52
1978
49
51
45
55
1982
27
73
24
76
5·2 储气库的单位费用
枯竭油气田型
含水层型
盐穴型
工作气容量,106Sm3
300~5000
200~3000
50~500
单位投资 美元/ Sm3工作气容量
四、盐穴型地下储气库
4·1 盐矿藏的形态 • 大范围蒸发盐层,在志留纪(Silurian age) 地层中就存在这种盐层。 • 盐丘(dome),例如美国的墨西哥湾沿岸地区 就存在这种盐层。
4·2 储气盐穴的类型
• 采盐盐穴 优点:节省造穴工程量,建库时间短、费用低。 缺点:建库时需对盐穴井位、井身结构、井筒 和套管的规格与材质、固井质量、盐穴顶部和 底部预留盐岩厚度、盐穴几何形状与尺寸、盐 穴容积等方面进行全面检查和论证,而且即使 论证的结论为可行,也要对原有盐穴及其配套 设施做必要的调整、改造、更换和修补。 • 专用盐穴 优点:质量好,能最大限度满足调峰要求。 缺点:造穴工程量大,建库时间长、费用高。
3·3 建造枯竭气田/凝析气田型储气库的 基本设计步骤及有关技术问题
• 收集气田的现场资料: 地质资料,原始气藏压力,采出气量与气藏压力的关 系,气藏温度,气田中原有天然气的组分,原有气井 的数目、位置、深度和岩芯资料,每口井的运行记录, 储气层结构与等厚线,水驱程度,气井的流通能力与 机械状况,反映相邻储气层状况的区域图… • 评价气井的机械状况。 • 确定储气库的工作气容量。 • 确定所需的各类井数: 注气井、采气井、 注/采气井,观测井 • 考虑气体压缩、注气/采气管网及气体处理等问题 。
地下储气库
目前五座地下储气库正在紧张的建设之中,其中XX地区的三座储气 库设计工作气量可达到7.5亿方;长三角地区两座储气库设计工作气量 可以达到19.6亿方。
24
2
国内地下储气库研究现状
(3) 准备建设的储气库
目前正在开展研究的储气库建设目标主要有XX地区的苏桥储气库群、 雁翎储气库、孙虎储气库和东北地区的双6储气库。
京津地区目前有6座用于城市调峰的地下储气库,都位于大港板桥 油气区,设计工作气量30.3亿方,目前实际达到的工作气量为17亿方。 目前投产时间最早的大张坨储气库也只运行了八个完整注采周期。
京、津地区储气库建设情况表
储气库 大张坨 板876 板中北 板中南 板808 板828 合计 设计 库容量108m3 16 4.65 24.48 9.7 7.63 4.69 67.15
1959:前苏联建成第一个盐层地下储气库 1961:在美国首次利用盐穴储气 1963:在美国克罗拉多DENVER附近首次利用废矿储气 目前:各种类型储气库均针对性的使用
6
2 基本类型
(1)废弃油气藏:利用原有的已经枯竭的油田或气田改建,是 最容易建库的一种类型。
泥岩盖层 砂岩储层
油气 层
7
2 基本类型
三、XX油田特点 四、XX储气库研究历程 五、XX储气库研究现状 六、XX储气库目标的特殊性 七、问题与发展
27
2、面临问题
(3)油藏埋藏深,纵向上含油井段长,层间差异大 潜山油藏。埋深一般在3500米左右,最深的苏桥油气田 达到5000米。
砂岩油藏。油藏埋深一般为2500~3300米,最深的留7039断块井深达到3700米。纵向上含油井段长,层间差异 性大,如岔河集油田部分含油井段长达500米,渗透率级 差10倍以上。
地下储气库技术--
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勘察,选址难度大,工作量大,时间长,从开始 勘探到完成首次注气可能需要长达15年时间. 钻井工程量较大,且观测井所占比例比枯竭油气 田型储气库大. 需要分阶段进行较长时间的试注,试采,以观察 和检测水运移情况以及漏气对环境的影响程度. 需配套建设注/采气,天然气净化,供水,供电, 通信,道路等设施.
地下储气库技术概况
内容提要
地下储气库的作用 地下储气库的类型 孔隙型地下储气库 盐穴型地下储气库 地下储气库的费用 地下储气库新技术简介
一,地下储气库的作用
供气系统调峰 供气系统整体优化 事故应急供气 天然气战略储备 天然气贸易套利 租赁储气库容
二,地下储气库的类型
孔隙型 枯竭气田型 枯竭凝析气田型 枯竭油田型 含水层型 洞穴型 盐穴型 岩洞型 废弃矿井型
33 建造枯竭气田/凝析气田型储气库的 基本设计步骤及有关技术问题
收集气田的现场资料: 地质资料,原始气藏压力,采出气量与气藏压力的关 系,气藏温度,气田中原有天然气的组分,原有气井 的数目,位置,深度和岩芯资料,每口井的运行记录, 储气层结构与等厚线,水驱程度,气井的流通能力与 机械状况,反映相邻储气层状况的区域图… 评价气井的机械状况. 确定储气库的工作气容量. 确定所需的各类井数: 注气井,采气井, 注/采气井,观测井 考虑气体压缩,注气/采气管网及气体处理等问题 .
38 含水层型储气库的垫层气比例
垫层气比例与含水岩层的渗透性密切相关.在一 年 的 注 / 采周 期 中 ,高 渗 透 率 ( 大 于 493.45×103μm2)储气层的垫层气比例仅为45%,而低渗透 率(低于49.35×10-3μm2)储气层的垫层气比例可 高达75%. 渗透率与垫层气比例的大致对应关系: 渗透率(10-3μm2) 垫层气比例 493.5~986.9 50%~40% 197.4~493.5 65%~55% 49.35 75%
国外地下储气库新技术
国外地下储气库新技术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: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。
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起步,截至目前已利用6座废弃的油气藏建造地下储气库,但我国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。
1.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。
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。
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。
2.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。
国外地下储气库新技术
国外地下储气库新技术建设地下储气库是调剂天然气市场季节性供需矛盾的一种比较先进的方式,现已成为天然气供销链中超级重要的一环。
目前,全世界天然气地下储气库开发建设的大体情形如下:2000年,全世界总工作气量达到3100×108m3,日调峰能力达到×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×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。
截至2004年,全世界地下储气库总数达610座。
地下储气库技术取得了世界各国的高度重视,其相关技术也取得了快速进展。
我国的地下储气库技术已经起步,截至目前已利用6座废弃的油气藏建造地下储气库,但我国地下储气库技术与国外相较还存在必然的差距。
目前国外正致力于进展以下几项新技术。
寻觅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。
一个有适合盖层的油藏,并非必然能够用来贮存天然气,能够贮存天然气的地质构造必需保证贮存的天然气可不能泄露,既要有盖层的持续性,也必需有构造的密闭性。
现代精细地震勘探技术能够显示较小的构造,乃至气-液界面和地层岩相的侧向变异。
正处于研究时期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。
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。
深化地震勘探技术能够减小地下储气库建设初期的不确信性,减少观看井的数量,有助于将储气井布在构造的有利部位,减少井的数量。
在建造一座地下储气库投资本钱中,垫底气的费用占了最大的比例,一样要占到总投资的30%~40%。
若是能够用某种气体来替代天然气作垫底气,将会明显降低这部份的投资本钱。
国外关于隋性气体或混合气体作为垫底气进行了实验,目前应用较多的是混合气,已经实验了7座储气库。
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4·3 建造盐穴的基本原则
• 只有当盐层中的不溶解物质含量低于25%时才 能采用浸溶(leach)法建造盐穴。 • 库址附近必须有充足的淡水或者轻度含盐的水。 • 有适于排放盐水的场所。 • 浸溶过程可分为5~8个阶段,可能延续几年。 • 各盐穴的间距必须大于规定的距离。
4·4 建造盐穴的浸溶法
• 勘察、选址难度大、工作量大、时间长,从开始 勘探到完成首次注气可能需要长达15年时间。 • 钻井工程量较大,且观测井所占比例比枯竭油气 田型储气库大。 • 需要分阶段进行较长时间的试注、试采,以观察 和检测水运移情况以及漏气对环境的影响程度。 • 需配套建设注/采气、天然气净化、供水、供电、 通信、道路等设施。
3·3 建造枯竭气田/凝析气田型储气库的 基本设计步骤及有关技术问题
• 收集气田的现场资料: 地质资料,原始气藏压力,采出气量与气藏压力的关 系,气藏温度,气田中原有天然气的组分,原有气井 的数目、位置、深度和岩芯资料,每口井的运行记录, 储气层结构与等厚线,水驱程度,气井的流通能力与 机械状况,反映相邻储气层状况的区域图… • 评价气井的机械状况。 • 确定储气库的工作气容量。 • 确定所需的各类井数: 注气井、采气井、 注/采气井,观测井 • 考虑气体压缩、注气/采气管网及气体处理等问题 。
孔隙型 枯竭气田型 枯竭凝析气田型 枯竭油田型 含水层型 洞穴型 盐穴型 岩洞型 废弃矿井型
三、孔隙型地下储气库
3·1 地质构造的一般要求 •具有积聚气体的能力。 •储气空间为多孔岩层,且气体可通过气井 进/出该空间。 •储气空间渗透率不低于0.2μm2,孔隙率不 低于10%,厚度不小于4米。 •有充水的盖岩层,防止气体向上泄漏。 •具有较大深度,因而可达到较高储气压力。 •储气区四周被水包围以防气体泄漏。
3·4 枯竭油田型储气库的特点
地质构造、储气原理、建造步骤及运行特 性均类似于枯竭气田/凝析气田型储气库, 同时也具备枯竭气田型储气库的某些优点。
主要缺点
• 要把部分油井改造为天然气注/采井。 • 要把原油集输系统改造为天然气集输系统。 • 采气过程中会携带出轻质油,需配套新建轻质油 脱出及回收系统。 • 部分天然气会溶解于储层中残余的原油中。 • 储层中油、气、水三相流动可能降低其渗透性。 • 建库周期较长,需试注、试采、检验和考核。 • 建库费用较高。
美国地下储气库的投资比例
枯竭油气田 年份 设备 垫层气 设备 垫层气 含水层型
1972
52
48
48
52
1978
49
51
45
55
1982
27
73
24
76
5·2 储气库的单位费用
枯竭油气田型
含水层型
盐穴型
工作气容量,106Sm3
300~5000
200~3000
50~500
单位投资 美元/ Sm3工作气容量
3·7 含水层型储气库的建设程序
• 水文地质和工程地质勘察 。 • 三维地震勘探或重力勘探,了解含水层构造形态 及有关地质参数。 • 钻井取岩芯,对岩芯进行化验、测试和分析,并 对探井进行各种测试,以验证、核实含水层的构造 形态及有关地质参数。 • 建立储气库的地质构造模型,对储气库工程进行 可行性研究。 • 钻井(包括生产井和观测井)及地面系统建设 。
0.035~0.212
0.247~0.424
0.353~0.671
单位运行费用 美元/ Sm3工作气
0.0106~0.0177
0.0106~0.0177
0.0106~0.0883
六、地下储气库新技术
孔隙型地下储气库 • 水平井技术 • 储气层模拟技术 • 储气层水力压裂技术 • 垫层气替换技术 盐穴型地下储气库 • 盐穴溶解过程计算机模拟与预测
浸溶法
正向冲洗法
反向冲洗法
五、地下储气库的费用
5·1 储气库的总费用
•建设投资。主要包括征地、勘探、钻井、冲洗盐穴 、 开凿岩洞、井下设施、地面系统、进/出库的联接管道、 垫层气等方面的费用。 •运行费用。主要包括人员工资和福利、维护修理、 压缩机能耗、气体处理、消耗品等方面的费用。 •工作气的财务费用(financial cost),即工作气占用的 流 动资金的利息。
3·5 含水层型储气库的特点 主要缺点:
•垫层气比例高,一般占总储气容量的50%~60%。 •有一定数量的气漏失在地层中,漏失量一般控制 在储气量的3%以内。 •建库工程量大、投资高,运行费用也高 。
3·6 含水层型储气库的选址条件
• 有一个聚集天然气的地下构造,构造内无断层。 • 储气岩层孔隙度通常为12%~25%,渗透率一般 应大于0.5µm2 。最合适的岩石种类有:砂层、纯 砂岩、石灰岩、白云岩和白垩土。 •有一个充满水的低渗透率盖层。盖层通常为页岩。 • 含水层深度一般不小于305m。 • 地下水完全包围储气空间。 • 储气含水层与生活/工业用水或其它水源不联通。 • 储气含水层无地面露头,对地面水体及环境不会 造成不良影响和污染 。
四、盐穴型地下储气库
4·1 盐矿藏的形态 • 大范围蒸发盐层,在志留纪(Silurian age) 地层中就存在这种盐层。 • 盐丘(dome),例如美国的墨 储气盐穴的类型
• 采盐盐穴 优点:节省造穴工程量,建库时间短、费用低。 缺点:建库时需对盐穴井位、井身结构、井筒 和套管的规格与材质、固井质量、盐穴顶部和 底部预留盐岩厚度、盐穴几何形状与尺寸、盐 穴容积等方面进行全面检查和论证,而且即使 论证的结论为可行,也要对原有盐穴及其配套 设施做必要的调整、改造、更换和修补。 • 专用盐穴 优点:质量好,能最大限度满足调峰要求。 缺点:造穴工程量大,建库时间长、费用高。
地下储气库技术概况
内容提要
• 地下储气库的作用 • 地下储气库的类型 • 孔隙型地下储气库 • 盐穴型地下储气库 • 地下储气库的费用 • 地下储气库新技术简介
一、地下储气库的作用
• 供气系统调峰 • 供气系统整体优化 • 事故应急供气 • 天然气战略储备 • 天然气贸易套利 • 租赁储气库容
二、地下储气库的类型
3·7 含水层型储气库的建设程序
• 进行泵抽水试验(pump test),据此评价含水层 储气区的原始渗透性,并判断水是否能穿过盖层。 • 分阶段试注天然气,测试注气过程中地下水的 运移规律、气体漏失及压力变化等情况,在此基 础上找出储气库的合理注气参数及运行条件。 • 制定储气库的运行方案,进入正式运行阶段。
孔隙型地下储气库的构造
枯竭气田是地下储气库的首选对象,也可把 半枯竭气田转换为地下储气库。
3·2 枯竭气田型和凝析气田型储气库的优点
• 储气空间大,并具有良好的渗滤条件。 • 具有良好的圈闭条件,储气安全性、可靠性高。 • 可利用气田中未采尽的天然气作为垫层气。 • 储气压力高、储气量大,特别适合季节性调峰。 • 勿需地质勘探。 •可利用原有部分气井和地面设施,建库投资较低。 • 试注/采把握大,建库风险小且周期较短。 • 可充分利用原气田的地质资料和开采过程中积累的气 田动态资料,从而为储气库优化运行提供依据。
3·8 含水层型储气库的垫层气比例
垫层气比例与含水岩层的渗透性密切相关。在一 年 的 注 / 采周 期 中 ,高 渗 透 率 ( 大 于 493.45×103μm2)储气层的垫层气比例仅为45%,而低渗透 率(低于49.35×10-3μm2)储气层的垫层气比例可 高达75%。 渗透率与垫层气比例的大致对应关系: 渗透率(10-3μm2) 垫层气比例 493.5~986.9 50%~40% 197.4~493.5 65%~55% 49.35 75%
3·5 含水层型储气库的特点 基本原理:用注入的天然气驱替含水层孔 隙中的水。在由盖层封闭起来的储气构造 中,实际占用的储气空间随储气量变化。 主要优点:寻找库址的地理范围大,在找 不到合适的枯竭油气田时,大型含水层不 失为季节性调峰和战略储气库的一种可行 选择。
3·5 含水层型储气库的特点 主要缺点: