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【收藏】天然气的地下“粮仓”长什么样?

 柒国联军 2021-10-09

中国科协科学技术传播中心:《国家能源底气何来?看看中石油做的中国储气库,天然气地下“粮仓”》

来源:中国石油、国家管网

我国天然气消费呈两位数快速增长,季节性、区域性差异更加明显,储气库用于应急调峰和战略储备的意义也愈加凸显。今冬明春,我国天然气供应尤其紧张,储气库目前也处于随时待命由注转采的阶段。储气库究竟是什么样子?让我们带你了解储气库。

储气库类型

通常谈到储气库,一般而言都是指地下储气库,地下储气库就是在供气淡季将集输管线的多余天然气注入到地下储存起来,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。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。此外,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。目前世界上典型的天然气储气库主要有四种类型:

1. 枯竭(废弃)油气藏储气库

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枯竭油气藏储气库是利用枯竭的气藏或油藏建成的,这类油气藏包括枯竭的干气藏、凝析气藏、带气顶的油藏或带油环的气顶。枯竭油气藏的地质认识程度高,具有天然的密封性,储气量及调峰量大,可用于季节性调峰和战略储备,但是对地面的处理要求高,垫底气量大。全球共有此类储气库逾400座,占地下储气库总数的75%以上。

作为我国首座商业运行的储气库——天津大张坨地下储气库,就属于这一类型,它是枯竭凝析气藏型地下储气库。

2. 含水层储气库

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含水层储气库是在密封可靠的盖层下注入高压天然气,驱替岩层中的水而形成的。含水层储气库的储气量大,是仅次于枯竭油气藏的大型储气库类型。目前含水层储气库在法国、德国、俄罗斯等欧洲国家比较成熟,但是地质认识程度低,建设周期长,建库成本相对较高。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 

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盐穴储气库就是用淡水溶解盐层、形成封闭的盐溶洞穴来储存天然气的。盐穴储气库的密封性好,日提取量大,垫底气量少,注采转换灵活,可用于日、周调峰,但这种储气库容积相对较小,扩容速度较慢,单位有效容积的建设成本相对稍高。全球有盐穴储气库共44座,占地下储气库总数的8%。

4.矿坑储气库

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矿坑储气库是利用废弃的符合储气条件的矿坑进行储气的地下储气库。这种储气库的工作气量比例高,可完全回收垫气,但是由于符合储气密封条件的矿坑较少(改造往往需加内衬),人工开凿也受地质条件的限制,所以这类储气库不是很常见。目前全球只有3座矿坑储气库,其中美国2座、德国1座。

储气库作用

1. 解决调峰问题

地下储气库具有容积大、经济、不受气候影响、安全可靠、能够合理调节用气不平衡等特点,可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。地下储气库在解决这一问题时发挥了重要作用。

当前市场需求低于天然气供气量时,可以利用地下储气库把多余的天然气资源储存起来,当市场需求量大于天然气供气量时,之前被储存在储气库中的天然气就可以补足管道供气量。这样就能很好地满足市场需求,不浪费天然气。

2. 应急安全供气

在现实情况中,一些用户根据生产和生活的需要会临时增加随天然气的需求量,这时候就可以利用地下储气库提供应急供气服务。

另外,长期使用的天然气管道,出现突发事故或遇到自然灾害是不可避免的,并且也要按计划对供气管道进行检修,出现这些情况的时候地下储气库就派上大用场,可以继续向用户供气,保障生产和用户的生活。

3. 优化管道运行

以往无论是管道系统的运行,还是天然气的生产系统,很容易受到市场对天然气需求量季节性变化的影响,利用地下储气库可以减少两者受市场的影响,有助于实现均衡生产和作业。同时因为有了地下储气库,天然气生产和管道运输之间也可以实现一定程度的均衡,最大限度地利用输气管道的能力。因为运行效率和输气效率都得到很大提高,输气成本也会明显下降。

4. 用于战略储备

地下储气库也是国家的一种战略储备。当今世界并不太平,恐怖主义,霸权主义,颜色革命,影响了世界的和平与发展。一些国家发生动乱,破坏了世界的能源运输通道;叛乱武装破坏了能源设施,包括天然气管道等;国家遭遇战争,受到别国的能源封锁。一旦出现上述情况,国家将面临严重的能源危机。因为能源是经济社会发展的根本动力,没有能源国家经济面临危机。地下储气库,也是一种能源战略储备,在关键时刻,能够为国家提供必要的能源,维护国家的正常运转。

5. 提高经济效益

地下储气库直接影响着天然气的价格。在市场经济下,天然气的价格会出现波动,价格波动的过程中地下储气库发挥了一定作用,一般天然气需求呈季节性变化,在用气高峰时,供不应求天然气价格最高。此时用地下储气库,一方面供气方可以获得很高的利润,另一方面因为供需矛盾得到一定程度的缓解,天然气价格会下降,用气方也从中获取客观的利润。

我国已建储气库25座

调峰量占年消费量的1.7%,远低于世界平均水平10%

随着陕京管道的建设,1999年我国修建了国内第一座调峰储气库——大张坨储气库,保障京津冀地区冬季调峰及安全平稳供气。2005年,西气东输第一座盐穴储气库——金坛储气库开工建设,为长三角地区调峰保供发挥了重要作用。

2011年,第一批商业储气库开工建设,并于2013~2014年陆续投入运行,部分储气库已发挥调峰作用。“十一五”以来,随着国内骨干管网的建成投产,为满足全国八大地区不断增长的天然气市场需求,中国政府积极推进地下储气库建设,并取得了阶段性进展。

目前,全国已建成地下储气库25座,2014年调峰量30亿立方米,占天然气年消费量的1.7%,距世界平均水平10%有较大差距。目前国内储气库运营商只有中国石油和中国石化两家,其中中国石油已建成23座(油气藏型22座,盐穴型1座),现已全部投运;中国石化建成油气藏型和盐穴型储气库各1座。

除了大型石油公司建设地下储气库以外,城市燃气企业和地方燃气企业也在积极自行筹建,如港华金坛储气库、云南能投等地下储气库。

目前,国内已投运的储气库在环渤海、长三角、西南、中西部、西北、东北和中南地区均有分布,其中24座分布在长江以北地区。

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