中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求與挑戰(zhàn)

丁國(guó)生

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院

中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求與挑戰(zhàn)

丁國(guó)生

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院

建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)是保障安全平穩(wěn)供氣的主要手段之一。為此，介紹了國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的主要特點(diǎn)和成功經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)出了對(duì)中國(guó)建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的3點(diǎn)啟示：①地下儲(chǔ)氣庫(kù)因其儲(chǔ)氣規(guī)模大、占地少、安全性能高、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，成為當(dāng)今世界上最主要的天然氣儲(chǔ)存方式和調(diào)峰手段；②地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量應(yīng)達(dá)到天然氣年消費(fèi)量的15%左右，才能有效保障調(diào)峰和安全平穩(wěn)供氣的需要；③有別于常規(guī)的氣田開(kāi)發(fā)，應(yīng)根據(jù)地下儲(chǔ)氣庫(kù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)行，并注重吸收國(guó)外的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)對(duì)中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展需求進(jìn)行了分析，認(rèn)為：雖然中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)起步較晚，但由于中國(guó)天然氣消費(fèi)需求量的不斷增長(zhǎng)、天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變、調(diào)峰及天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備的要求、非常規(guī)天然氣利用等諸多因素的共同作用，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2020年地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量需求將達(dá)到650×108m3，2030年將達(dá)到1 100×108m3。還指出了中國(guó)儲(chǔ)氣調(diào)峰領(lǐng)域存在的瓶頸問(wèn)題：①地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)滯后于天然氣管道建設(shè)；②天然氣管道和氣田調(diào)峰手段弱，根本滿足不了天然氣下游市場(chǎng)的需要；③已經(jīng)掌握的建庫(kù)地質(zhì)資源少，與未來(lái)建庫(kù)需求存在較大的差距；④地下儲(chǔ)氣庫(kù)的設(shè)計(jì)、建造技術(shù)與復(fù)雜的建庫(kù)地質(zhì)條件不相適應(yīng)。最后探討了中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)將面臨的資源、技術(shù)以及管理方面的挑戰(zhàn)。

中國(guó) 地下儲(chǔ)氣庫(kù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì) 需求 技術(shù)瓶頸 挑戰(zhàn)

1 國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的主要特點(diǎn)及啟示

全球地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)已經(jīng)經(jīng)歷了近百年的歷史，其主要特點(diǎn)為：

1）全球天然氣消費(fèi)量的10%通過(guò)地下儲(chǔ)氣庫(kù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這充分體現(xiàn)了地下儲(chǔ)氣庫(kù)的重要性。

2）各國(guó)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量與其天然氣資源、天然氣管網(wǎng)完善程度、天然氣用戶消費(fèi)結(jié)構(gòu)、天然氣進(jìn)口依存度密切相關(guān)，一般占其年天然氣消費(fèi)量的13%～27%。如果天然氣對(duì)外依存度超過(guò)30%，則其地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量一般超過(guò)天然氣消費(fèi)量的12%。世界主要國(guó)家地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量與進(jìn)口氣量之間的關(guān)系見(jiàn)圖1。

3）建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)、政治乃至外交領(lǐng)域的一種手段。烏克蘭因?yàn)橛辛颂烊粴獾叵聝?chǔ)備，在與俄羅斯“斗氣”過(guò)程中才有了底氣；西歐一些國(guó)家共同推進(jìn)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)來(lái)應(yīng)對(duì)可能的天然氣供應(yīng)緊缺和中斷，同時(shí)促進(jìn)天然氣短期貿(mào)易。

圖1 世界主要國(guó)家地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量與進(jìn)口氣量之間的關(guān)系圖

4）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的運(yùn)營(yíng)以國(guó)家監(jiān)管、公司為運(yùn)營(yíng)主體的商業(yè)化運(yùn)作模式為主。天然氣儲(chǔ)備是保證能源安全的重要手段之一，無(wú)論是在歐洲還是北美地區(qū)，在國(guó)家層面的監(jiān)管之下，以市場(chǎng)化手段運(yùn)作，通過(guò)調(diào)峰氣價(jià)的杠桿作用，刺激了地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)和良性競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)了地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)和發(fā)展。

5）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)以靠近天然氣下游消費(fèi)市場(chǎng)和用戶為主，以便發(fā)揮最大的調(diào)峰和應(yīng)急功能。從國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，地下儲(chǔ)氣庫(kù)一般建設(shè)在主要消費(fèi)市場(chǎng)范圍內(nèi)，距離大中型城市的距離一般在200km以內(nèi)。

6）中小型地下儲(chǔ)氣庫(kù)由于建庫(kù)周期短，見(jiàn)效快，普遍受到各國(guó)的青睞，且枯竭氣藏改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)最經(jīng)濟(jì)，也最為常見(jiàn)。世界上地下儲(chǔ)氣庫(kù)平均工作氣量為5×108m3，其中儲(chǔ)氣規(guī)模小于5×108m3的占77%。而枯竭氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量占全部地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量的78%。

7）市場(chǎng)對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量需求會(huì)隨天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)而持續(xù)增長(zhǎng)，由于地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)周期長(zhǎng)，工作氣量的建設(shè)高峰期往往滯后于天然氣消費(fèi)量高峰期。以美國(guó)為例，天然氣消費(fèi)高峰期為1973年，天然氣年消費(fèi)量達(dá)6 000×108m3，但同期地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量?jī)H200×108m3，不到天然氣年消費(fèi)量的6%。但到了1990年前后，地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量就達(dá)到了1 200× 108m3左右，占天然氣年總消費(fèi)量的15%。美國(guó)不同時(shí)期天然氣年消費(fèi)量與地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量占天然氣年消費(fèi)量的比例變化情況如圖2所示。

9）各國(guó)在地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中均十分重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)本身的安全，及時(shí)采用新技術(shù)努力提高地下儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行效率。高度的自動(dòng)化管理、水平井和多分支井的應(yīng)用、氣庫(kù)群的運(yùn)行優(yōu)化、氣井焊接管柱和井筒完整性管理等對(duì)延長(zhǎng)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的壽命、提高地下儲(chǔ)氣庫(kù)安全性均發(fā)揮了十分重要的作用。

總結(jié)國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，得出以下3點(diǎn)啟示：

1）世界發(fā)達(dá)國(guó)家天然氣利用的經(jīng)驗(yàn)表明，在長(zhǎng)輸管道、地面儲(chǔ)罐、液化天然氣和地下儲(chǔ)氣庫(kù)等多種儲(chǔ)氣調(diào)峰方式中，地下儲(chǔ)氣庫(kù)因其儲(chǔ)氣規(guī)模大、占地少、安全性能高、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，成為當(dāng)今世界上最主要的天然氣儲(chǔ)存方式和調(diào)峰手段。

2）中國(guó)的天然氣對(duì)外依存度將不斷提高，參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量也應(yīng)達(dá)到天然氣年消費(fèi)量的15%左右，才能有效保障調(diào)峰和安全平穩(wěn)供氣的需要。

3）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)和運(yùn)行與常規(guī)的氣田開(kāi)發(fā)有著顯著的差別，應(yīng)根據(jù)地下儲(chǔ)氣庫(kù)自身的特點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)和運(yùn)行，并注重吸收國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的成熟技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

2 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀與需求

圖2 美國(guó)不同時(shí)期天然氣年消費(fèi)量與地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量占天然氣年消費(fèi)量的比例變化圖

8）地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)周期長(zhǎng)，從開(kāi)工建設(shè)到運(yùn)營(yíng)達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能需要幾年甚至幾十年的時(shí)間。從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來(lái)看地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)一般要經(jīng)過(guò)立項(xiàng)、前期評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、施工、周期性運(yùn)營(yíng)和達(dá)到產(chǎn)能等6個(gè)階段，歷時(shí)多年，且地下儲(chǔ)氣庫(kù)規(guī)模越大，建設(shè)周期越長(zhǎng)。俄羅斯卡西莫夫水層儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)擴(kuò)容經(jīng)歷了30多年，目前還在擴(kuò)容過(guò)程中。

2.1 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)現(xiàn)狀

中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展始于20世紀(jì)90代初，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，地下儲(chǔ)氣庫(kù)在平衡天然氣管網(wǎng)的壓力和輸氣量、調(diào)節(jié)區(qū)域平衡供氣方面發(fā)揮了重要作用。

2000年，中國(guó)第1座商業(yè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)投入運(yùn)行，在保障北京—天津地區(qū)的安全穩(wěn)定供氣中發(fā)揮了巨大的作用，高峰日采氣量已達(dá)到地區(qū)高峰日用氣量的1／3。目前已經(jīng)在大張坨建成6座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，形成一個(gè)小規(guī)模地下儲(chǔ)氣庫(kù)群。板橋地下儲(chǔ)氣庫(kù)群的陸續(xù)建成投產(chǎn)，也為北京地區(qū)冬季調(diào)峰和安全供氣提供了有效的保障，2004年末到2005年初該地下儲(chǔ)氣庫(kù)群調(diào)峰供氣11×108m3，占陜京線當(dāng)年輸氣量的34%；2010年該地下儲(chǔ)氣庫(kù)群調(diào)峰能力為19×108m3，為區(qū)域平衡調(diào)峰發(fā)揮了重要作用。

2005年，中國(guó)第1個(gè)鹽穴地下儲(chǔ)氣庫(kù)——金壇儲(chǔ)氣庫(kù)投入建設(shè)，其設(shè)計(jì)工作氣量為17×108m3，目前正在造腔，地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)將會(huì)持續(xù)到2020年左右。金壇儲(chǔ)氣庫(kù)于2005年投產(chǎn)，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)已有鹽穴改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)的先河，在區(qū)域調(diào)峰方面也發(fā)揮了重要的作用。

2009年，華北地區(qū)京58地下儲(chǔ)氣庫(kù)群投入建設(shè)，其設(shè)計(jì)工作氣量為7×108m3，是華北地區(qū)第2個(gè)小規(guī)模地下儲(chǔ)氣庫(kù)群。

目前中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司正在積極推進(jìn)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，新投入建設(shè)和評(píng)價(jià)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)達(dá)到14座。建設(shè)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量接近120×108m3，開(kāi)啟了中國(guó)大規(guī)模地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的局面。中國(guó)石油化工集團(tuán)公司也正在抓緊有關(guān)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。

2.2 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的未來(lái)需求

1）天然氣市場(chǎng)需求量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì) ，國(guó)內(nèi)天然氣供給缺口不斷加大。隨著國(guó)內(nèi)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善以及經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，預(yù)計(jì)2015年全國(guó)天然氣需求量將達(dá)到2 350×108m3，2020年將達(dá)3 000～3 500×108m3［2］，2030年將達(dá)5 000×108m3。由于國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量滿足不了消費(fèi)需求，為保障國(guó)內(nèi)天然氣供應(yīng)，需要大量進(jìn)口國(guó)外天然氣。根據(jù)預(yù)測(cè)，國(guó)內(nèi)天然氣進(jìn)口量將從2010年的約200×108m3增加到2020年的1 360×108m3和2030年的2 100×108m3，天然氣對(duì)外依存度將逐年提高，2020年的天然氣對(duì)外依存度將超過(guò)50%。

2）調(diào)峰與戰(zhàn)略儲(chǔ)備的雙重要求決定了天然氣儲(chǔ)備的需求巨大。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)天然氣對(duì)外依存度將超過(guò)50%，借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，天然氣進(jìn)口量超過(guò)50%的國(guó)家其地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量將達(dá)到天然氣消費(fèi)量的15%左右。以此為依據(jù)，按2020年國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量3 500×108m3測(cè)算，調(diào)峰氣量將達(dá)到525×108m3的規(guī)模。而且隨著中國(guó)天然氣對(duì)外依存度的不斷提高，天然氣進(jìn)口量將不斷增長(zhǎng)，供氣中斷的風(fēng)險(xiǎn)將越來(lái)越大，因此應(yīng)適當(dāng)考慮戰(zhàn)略儲(chǔ)備需求。中國(guó)進(jìn)口天然氣主要來(lái)源于中亞、俄羅斯和海運(yùn)LNG，因此應(yīng)考慮在天然氣進(jìn)口通道附近或國(guó)內(nèi)天然氣長(zhǎng)輸管網(wǎng)的樞紐地區(qū)建設(shè)國(guó)家天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備，按2020年天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備量達(dá)到30d天然氣進(jìn)口量、2030年天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備量達(dá)到60d天然氣進(jìn)口量的目標(biāo)，則可估算出2020年的天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備量為110×108m3，2030年的天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備量為350×108m3。綜合調(diào)峰和戰(zhàn)略儲(chǔ)備的需求，2020年地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量應(yīng)為650×108m3，2030年工作氣量應(yīng)為1 100×108m3。

3）天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)逐漸多元化，城市燃?xì)獗壤黾樱瑑?chǔ)氣調(diào)峰需求不斷增加。2000年以前，化工和工業(yè)燃料是天然氣消費(fèi)的主體，1996年，這一消費(fèi)主體占到了天然氣總消費(fèi)量的82%左右，這種消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào)峰需求并不是十分迫切。近年來(lái)隨著城市燃?xì)夂吞烊粴獍l(fā)電比例的上升，中國(guó)天然氣消費(fèi)市場(chǎng)逐漸形成了城市燃?xì)狻⒐I(yè)燃料、天然氣化工、天然氣發(fā)電相對(duì)均衡的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，而城市燃?xì)夂吞烊粴獍l(fā)電對(duì)調(diào)峰的要求高、需求大，需要建設(shè)足夠的調(diào)峰配套實(shí)施，尤其是地下儲(chǔ)氣庫(kù)以滿足需求。

4）煤層氣和頁(yè)巖氣的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)提出了更高的要求。目前國(guó)內(nèi)正在大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用非常規(guī)天然氣，尤其是頁(yè)巖氣、煤層氣及致密氣，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)煤層氣產(chǎn)量將達(dá)500×108m3、頁(yè)巖氣的產(chǎn)量也將達(dá)到800×108m3［3］，煤制氣產(chǎn)量將超過(guò)100×108m3。由于非常規(guī)天然氣單井產(chǎn)量低，本身所具備的調(diào)節(jié)功能弱，因此開(kāi)發(fā)利用這些天然氣資源必須有配套的儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施加以保障。

5）平衡長(zhǎng)輸骨干管網(wǎng)壓力和輸氣量、加快地下儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰需求不斷增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)輸骨干管網(wǎng)形成后的5～10年，是地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求快速增長(zhǎng)階段，待天然氣消費(fèi)量達(dá)到高峰之后，地下儲(chǔ)氣庫(kù)需求將呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。目前中國(guó)的天然氣消費(fèi)還處于快速增長(zhǎng)階段，調(diào)峰的需求還可以通過(guò)新建管道未達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行前的富余輸送能力加以調(diào)劑，到2020年前后，中國(guó)的長(zhǎng)輸管網(wǎng)基本建成并基本滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求將會(huì)更加迫切。

綜上所述，由于中國(guó)天然氣消費(fèi)需求的不斷增長(zhǎng)、天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變、調(diào)峰及天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備的要求、非常規(guī)天然氣利用等諸多因素的共同作用，中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2020年地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量需求將達(dá)到650×108m3，2030年將達(dá)到1 100×108m3。

3 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 中國(guó)儲(chǔ)氣調(diào)峰領(lǐng)域存在的瓶頸問(wèn)題

1）地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)滯后于天然氣管道建設(shè)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)的長(zhǎng)輸天然氣管道建設(shè)力度空前，供氣增長(zhǎng)速度很快，而地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)往往在天然氣管道投入運(yùn)行后才開(kāi)始正式啟動(dòng)，并且建設(shè)周期需要5～8a的時(shí)間，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)速度跟不上天然氣管道建設(shè)速度，滿足不了調(diào)峰增長(zhǎng)的需要，調(diào)峰需求大與調(diào)峰設(shè)施不足之間的矛盾開(kāi)始凸現(xiàn)。

1.敢為人先的創(chuàng)新價(jià)值。小崗人當(dāng)年“貼著身家性命”毅然決然搞大包干，向不適合農(nóng)村發(fā)展的體制說(shuō)“不”，就是敢為天下先的變革精神。新時(shí)代，“敢為人先”的價(jià)值就意味著要不斷努力開(kāi)拓、大膽創(chuàng)新、不斷探索、敢于實(shí)踐、善于創(chuàng)新。

2）天然氣管道和氣田調(diào)峰手段弱，根本滿足不了天然氣下游市場(chǎng)的需要。由于中國(guó)幅員遼闊，天然氣資源分布不均，天然氣資源主要集中在西部地區(qū)，而天然氣消費(fèi)市場(chǎng)主要集中在東部和南方地區(qū)，長(zhǎng)輸天然氣管道的距離都超過(guò)1 000km，“西二線”等長(zhǎng)輸天然氣管道距離超過(guò)3 000km，利用上游氣田和天然氣管道來(lái)滿足下游天然氣市場(chǎng)調(diào)峰的可能性小，操作難度大，經(jīng)濟(jì)效益差。

3）已經(jīng)掌握的建庫(kù)地質(zhì)資源少，與未來(lái)建庫(kù)需求存在較大的差距。中國(guó)目前已經(jīng)掌握的建庫(kù)地質(zhì)資源少，在主要天然氣消費(fèi)區(qū)利用枯竭氣藏遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足建庫(kù)的需要。從目前天然氣主要消費(fèi)區(qū)東北、環(huán)渤海、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)來(lái)看，具備建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的氣藏資源基本都已經(jīng)納入地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)規(guī)劃，但仍不能滿足該地區(qū)未來(lái)的調(diào)峰需要，仍需要尋找新水層建庫(kù)目標(biāo)。東南、中南地區(qū)沒(méi)有油氣藏建庫(kù)的資源，只能選擇含水層和鹽礦建庫(kù)，且?guī)熘愤x址難度大。

4）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的設(shè)計(jì)、建造技術(shù)與復(fù)雜的建庫(kù)地質(zhì)條件不相適應(yīng)。對(duì)已經(jīng)納入建庫(kù)目標(biāo)的氣藏來(lái)說(shuō)，埋藏深、滲透率低、水淹嚴(yán)重等問(wèn)題一直困擾著地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)。中國(guó)東部和南方地區(qū)的鹽層特點(diǎn)是層狀分布、多夾層、厚度小，造腔技術(shù)難度大，在國(guó)際上也屬于鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建造的難題。而含水層、油藏建庫(kù)在中國(guó)尚無(wú)先例，這類地下儲(chǔ)氣庫(kù)選址標(biāo)準(zhǔn)及建庫(kù)技術(shù)還在摸索中。

3.2 中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.2.1 資源挑戰(zhàn)

中國(guó)東部地區(qū)油氣藏目標(biāo)已經(jīng)基本上納入了地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)的范圍。由于東部地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，尋找合適建庫(kù)目標(biāo)需要投入大量的工作量。南方地區(qū)的油氣勘探?jīng)]有突破，無(wú)法利用油氣藏建庫(kù)，水層建庫(kù)勘探任務(wù)艱巨。世界上地下儲(chǔ)氣庫(kù)單個(gè)平均工作氣量為5×108m3，按世界平均水平計(jì)算，新建500×108m3的工作氣量，需要新建100座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，就需要發(fā)現(xiàn)、尋找、評(píng)價(jià)300個(gè)左右的圈閉構(gòu)造。

3.2.2 技術(shù)挑戰(zhàn)

1）國(guó)外已基本形成一套成熟的地下儲(chǔ)氣庫(kù)評(píng)價(jià)、篩選、建設(shè)和管理的技術(shù)體系和流程，國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域剛剛起步，技術(shù)體系還不成熟。

3）含水層儲(chǔ)氣庫(kù)、巖洞型儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)對(duì)中國(guó)南方地區(qū)建庫(kù)來(lái)講具有重要意義，但這類地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)難度較大，目前中國(guó)這方面還處于空白，相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)都還不具備。在鹽層建庫(kù)方面，盡管金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但是針對(duì)多夾層鹽層建庫(kù)過(guò)程中溶腔控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控等同樣面臨很多技術(shù)難題。

4）在工程技術(shù)方面，尤其是在鉆井、完井、保證井筒安全方面，還面臨相當(dāng)多的困難。目前地下儲(chǔ)氣庫(kù)均處于主要的建設(shè)階段，如何確保安全鉆進(jìn)、保證固井質(zhì)量面臨很多技術(shù)難題。今后隨著地下儲(chǔ)氣庫(kù)的投產(chǎn)，所有的地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采井的井筒都將面臨注采過(guò)程中溫度和壓力的周期性變化，保證井筒的完整性，建立起一套科學(xué)有效的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。

3.2.3 管理挑戰(zhàn)

1）地下儲(chǔ)氣庫(kù)的優(yōu)化運(yùn)行管理、提高地下儲(chǔ)氣庫(kù)的運(yùn)行效率是一個(gè)十分復(fù)雜的課題，其包括提高運(yùn)行壓力、減少水侵入影響、安全管理規(guī)范、應(yīng)急注采方案、地下儲(chǔ)氣庫(kù)的有效監(jiān)測(cè)、井筒完整和系統(tǒng)完整性管理與監(jiān)測(cè)等。

2）地下儲(chǔ)氣庫(kù)總數(shù)不斷增多，類型不一，且分布在不同的天然氣管道沿線，針對(duì)不同管徑、不同壓力系統(tǒng)、不同的儲(chǔ)氣庫(kù)注采調(diào)峰方式，將天然氣管道與地下儲(chǔ)氣庫(kù)作為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化管理非常重要：在正常調(diào)峰狀態(tài)下，兼顧天然氣管道輸送效率和地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)達(dá)容的需要，研究整個(gè)系統(tǒng)的最佳調(diào)配運(yùn)行方案；在不同管道、不同供氣階段、不同管段檢修和事故狀態(tài)下，研究最優(yōu)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采運(yùn)行方案；在不同地區(qū)極端氣候條件下，研究合理的天然氣管道與地下儲(chǔ)氣庫(kù)的調(diào)配方案；形成系統(tǒng)應(yīng)急處置預(yù)案。

4 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)雖處于發(fā)展初期，盡管在地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)上面臨著許多挑戰(zhàn)，但只要重視地下儲(chǔ)氣庫(kù)在天然氣上下游中不可缺少的重要地位，重視消化吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，不斷加大建設(shè)力度，地下儲(chǔ)氣庫(kù)事業(yè)必將隨著中國(guó)天然氣業(yè)務(wù)快速發(fā)展而發(fā)展，在中國(guó)天然氣穩(wěn)定和安全供給中發(fā)揮不可替代的重要作用。

［1］International Gas Union.2006－2009triennium work report：study group 2.1：UGS database［C］∥24th World Gas Conference 2009.Buenos Aires：IGU，2009.

［2］邱中建，方輝.中國(guó)天然氣大發(fā)展——中國(guó)石油工業(yè)的二次創(chuàng)業(yè)［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（10）：1－4.

［3］潘繼平，胡建武，安海忠.促進(jìn)中國(guó)非常規(guī)天然氣資源開(kāi)發(fā)的政策思考［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（9）：1－6.

2011－10－24 編輯 何 明）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.12.016

Ding Guosheng，senior engineer，born in 1966，has been long engaged in the planning，research and design of underground gas storage.

Add：Mail Box 44，Wanzhuang，Langfang，Hebei 065007，P.R.China

Tel：＋86－10－6921 3415 E－mail：dgs69＠petrochina.com.cn

Demand and challenges for underground gas storages in China

Ding Guosheng
（Langfang Branch of Petroleum Exploration ＆Development Research Institute，PetroChina，Langfang，Hebei 065007，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME31，ISSUE12，pp.90－93，12／25／2011.（ISSN1000－0976；In Chinese）

The construction of underground gas storages（UGSs）is one of the important means to ensure safe and stable gas supply.This paper hereby introduces main features and experiences of UGS projects in the foreign countries and concludes three main points of views.First，UGSs has become the world＇s important way of gas storage and peak－shaving due to its large capacity，small occupied space，high safety performance，and environmentally friendliness.Second，the working gas volume of UGSs should reach around 15%of the annual gas consumption，so as to efficiently ensure peak－shaving requirement and safe gas supply.Third，unlike the development of conventional gas fields，the construction and operation of UGSs should be based on its own characteristics and foreign mature techniques and experiences should be learned.According to this paper，although the UGS construction started late in China，the need for UGSs is soaring for the following reasons：the sharply increasing gas demand，the change of gas consumption structure，the requirement of peak－shaving and gas strategic reserves，and the utilization of unconventional natural gas.It is predicted that the demand for the working gas volume of UGSs will reach 65billion m3in 2020and 110billion m3in 2030.The paper also points out the existing problems in the gas－storage－based peaking－shaving sector.First，the construction of UGSs can not keep up with that of natural gas pipelines.Second，peak－shaving based on natural gas pipelines and that based on gas fields can not meet the demand of downstream natural gas market.Third，there are not enough accessible geological resources for UGS construction which has fallen far behind demand.Fourth，the design and construction techniques of UGSs are incompatible with the complex geological conditions.

China，under ground gas storage，present situation，development trend，demand，technical bottleneck，challenge

丁國(guó)生，1966年生，高級(jí)工程師；現(xiàn)任中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院地下儲(chǔ)氣庫(kù)中心副主任，長(zhǎng)期從事地下儲(chǔ)氣庫(kù)的規(guī)劃、研究與設(shè)計(jì)工作。地址：（065007）河北省廊坊市萬(wàn)莊44號(hào)信箱儲(chǔ)氣庫(kù)中心。電話：（010）69213415。E－mail：dgs69＠petrochina.com.cn

丁國(guó)生.中國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的需求與挑戰(zhàn).天然氣工業(yè)，2011，31（12）：90－93.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.12.016