储气库-基本情况

储气库

1 地下储气库特点与类型

地下储气库是将长输管道输送来的商品天然气重新注入地下空间而形成的一种人工气田或气藏，一般建设在靠近下游天然气用户城市的附近。

与地面球罐等方式相比较，地下储气库具有以下优点：储存量大，机动性强，调峰范围广；经济合理，虽然造价高，但是经久耐用，使用年限长达30～50年或更长；安全系数大，安全性远远高于地面设施。

目前世界上典型的天然气地下储气库类型有4种：枯竭油气藏储气库、含水层储气库、盐穴储气库、废弃矿坑储气库。

① 枯竭油气藏储气库

枯竭油气藏储气库利用枯竭的气层或油层而建设，是目前最常用、最经济的一种地下储气形式，具有造价低、运行可靠的特点。目前全球共有此类储气库逾400座，占地下储气库总数的75%以上。

② 含水层储气库

用高压气体注入含水层的孔隙中将水排走，并在非渗透性的含水层盖层下直接形成储气场所。含水层储气库是仅次于枯竭油气藏储气库的另一种大型地下储气库形式。目前全球共有逾80座含水层储气库，占地下储气库总数的15%左右。

③ 盐穴储气库

在地下盐层中通过水溶解盐而形成空穴，用来储存天然气。从规模上看，盐穴储气库的容积远小于枯竭油气藏储气库和含水层储气库，单位有效容积的造价高，成本高，而且溶盐造穴需要花费几年的时间。但盐穴储气的优点是储气库的利用率较高，注气时间短，垫层气用量少，需要时可以将垫层气完全采出。目前世界上有盐穴储气库共44座，占地下储气库总数的8%。

④ 废弃矿坑储气库

利用废弃的符合储气条件的矿坑进行储气。目前这类储气库数量较少，主要原因在于大量废弃的矿坑技术经济条件难以符合要求。

2 国际上地下储气库发展

地下储气库的历史可以上溯到20世纪初。1915年。加拿大建成世界上第一座地下储气库。到目前为止，全世界有地下储气库550座左右，可以进行调峰的气量约3500×10m。这些储气库分属不同国家的逾100家公司，其中既有储气量超1000×10m的天然气上下游一体化的大型跨国公司，也有仅单纯经营1～2座地下储气库的小公司。

由于地下储气库在调峰和保障供气安全方面具有不可替代的作用和明显的优势，因而越来越受到许多国家的重视。相关资料显示，全球10%左右的天然气用气量由地下储气库供应，西欧国家和俄罗斯分别达到20%、30%。就国际上储气库发展趋势看，欧美国家正在不断加大储气库的建设力度，增大储气量，除了常规的

调峰应急需要外，已经开始研究建立天然气的战略储备课题。美国已经就长输管网地下储气库建立相关的法律，欧洲国家也有立法的趋势。

3 中国地下储气库项目介绍

中国的地下储气库建设起步较晚，20世纪70年代在大庆油田曾经进行过利用气藏建设地下储气库的尝试。20世纪90年代初，随着陕京天然气输气管道的建设，为确保北京、天津的安全供气，国家开始加大力度研究建设地下储气库技术。2000年11月，我国首次在大港油田利用枯竭凝析气藏建成了大张坨地下储气库，总库容达到46.0×10m，总可利用气量为20.0×10m左右，日最大供气量近2000×10m。2003年利用气量为7.6×10m，占陕京输气管道年销售量的28%。2006年冬季高峰期，该地下储气库每天向北京供气逾1 600×10m，弥补陕甘宁天然气的供应量缺口。

为保证西气东输沿线地区用户的正常用气，中国石油天然气集团公司规划分别在江苏金坛、刘庄和安徽定远建设地下储气库。为了保证忠县—武汉天然气输气管道安全平稳供气，该公司也在积极进行建设忠武线配套地下储气库的前期准备工作。此外，重庆市燃气集团公司也有建设地下储气库的计划，将其作为城市燃气管网的调峰与事故备用气源。据悉，该计划目前已通过了相关审批。

到目前为止，国内已经建成投产的地下储气库有2座，分别是大张坨地下储气库和金坛地下储气库。

① 天津大张坨地下储气库

大张坨地下储气库主要负责津京地区特别是北京市的冬季天然气调峰，兼有事故应急供气功能，库址位于天津大港地区，距北京约200km，属枯竭凝析气藏型地下储气库，地下储气库深度逾2000m，隶属北京华油天然气有限责任公司储气库分公司管理。

大张坨储气库包括3个库区，库区与北京市天然气管网间的连接管道外径为711mm，为单管连接，冬季为采气期，从储气库采气供给用气城市。采气时，有部分凝析油被带出，需进行分离处理。其余时间为注气期，将来自陕京二线管道富余的天然气加压后注入地下储气库。

大张坨地下储气库设计压力为30.0MPa，配置有4台进口燃气加压机，加压机出口压力为30.0MPa，设计流量为80×10m/d，加压机自身天然气消耗量为每台2.0×10m/d。

该地下储气库自2002年开始运行以来，一直运行正常，对北京市调峰发挥了重要作用。

② 江苏金坛地下储气库

西气东输的重要调峰设施——金坛地下储气库，位于江苏省金坛市直溪镇，毗邻镇江，属盐穴地下储气库，是中国盐穴第一库，规模为亚洲第一。它开创了中国利用深部洞穴实施能源储存的先河，在地址选区、区块评价、溶腔设计、造腔控制、稳定性分析、注采方案设计、钻完井工艺等多方面获得了一批研究成果和技术手段，为中国利用盐穴进行天然气储备

金坛地下储气库分西区与东区两大块，建库盐层区域面积为11.2km，库深1000m左右。已经建成投产的是西区，利用采卤老腔6口，库容为1.21×10m。东区规划新建新腔17口，库容为7.22×10m。

西区储气库工艺采用注气、采气转换方式，冬季或应急状态下采气外供，其余时间注气。经过近6年建设，该库于2006年3月29日全面竣工。工程总造价约40×10元，主要包括输气干线和地下溶腔两部分。输气干线从西气东输镇江分输站至储气库工艺站场，管道长度为34.8km，管道外径为1016mm，运行压力为10.0MPa，与西气东输管道参数相同。该段管道设截断阀室1座，储气库设计压力为14.5MPa，运行压力为7.0～14.5MPa，储气规模为25×108m。西区设置有4台进口燃气加压机，出口压力为14.5MPa，设计流量为60×10m/d，自身天然气消耗量为每台8000m/d。建有240×10m/d注气装置1套，150×10m/d调峰采气装置2套，400×10m/d应急采气装置2套，总应急采气能力为1100×10m/d。预测单位储气费为0.60元/m左右。

金坛矿盐层分布稳定，结构简单，封闭性好，易于水溶开采，在地下可以形成较大溶腔。据了解，每个盐穴的溶腔时间约3年。

4 地下储气库注、采气工艺

一般情况下，地下储气库注气、采气工艺流程见图1。

① 注气工艺流程

当上游长输管道供应的天然气流量大于天然气输配管网的用户使用量时，多出的天然气进入储气库工艺站场的加压机(一般为燃气加压机)加压后，分别送各储气库储存，加压机出口设计压力一般等于地下储气库设计压力。

② 采气工艺流程

下游天然气输配管网用气高峰期，上游供应量不足或出现事故时，将地下储气库储存的天然气经过净化、调压处理后，送天然气输配管网，供用户使用，以弥补上游供应量的不足。储气库工艺站场设置净化装置的作用，是净化、分离一些随天然气带出的杂质、水分、轻烃等物质，避免对管道输送产生不良影响。

5 中国地下储气库展望

地下储气库在天然气工业发展过程中的作用重大，因此，政府、企业都对此高度重视。依据国家总体战略部署，中国将形成四大区域性联网协调的储气库群：东北储气库群、华北储气库群、长江中下游储气库群和珠江三角洲储气库群。展望2020年，国家将规划建设地下储气库30座以上，可调峰总量达320×10m。

随着国家经济的高速发展和对能源需求的日益增长，地下储气库将在中国的油气消费、油气安全领域发挥更加重要的作用，建库目标将从目前的调峰型向战略储备型方向延伸及发展，建库技术水平也将在实践中不断得到提高。