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如何突破关键技术建设天然气“地下粮仓”?探访四川首座储气库群

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2023-11-10  浏览次数:538
 11月8日,立冬之时,川南地区的竹林还郁郁葱葱,从泸州出发驱车一个半小时,抵达宜宾市长宁县,蜀南气矿老翁场储气库集注站被一片蜀南竹海包围,地上是天然氧吧,地下则藏着另一种大自然的馈赠——天然气。

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蜀南气矿老翁场储气库集注站。图据西南油气田

天然气储气库被喻为“地下粮仓”,夏天注气,冬天采气,有效保障着我国的季节调峰、应急供气。四川盆地作为天然气保供大省,四川储气库群建设有着重要的战略意义。

截至目前,中国石油西南油气田公司蜀南气矿牟家坪、老翁场储气库群日注气能力达到130万立方米,标志着四川省首座储气库群先导试验工程全面投运,我国复杂缝洞型碳酸盐岩储气库关键核心技术因此取得重大突破,能源保供正积蓄强大“底气”。

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四川首座储气库群第一期先导试验完成。蜀南气矿 施洋

库址优选

枯竭气藏再利用缩短建库时间至4-6年

不像钻井平台那样有高耸入云的装置,也没有净化工厂中的“庞然大物”,在上百亩的老翁场储气库集注站平整的地面上,排列着1台电动往复式压缩机、1座35KV变电站和1台过滤分离器等装置设备,附近的一片空地上则布满了红色、黄色的管道。

集注站工作人员介绍:“压缩机好比场站的‘心脏’,其它装置则是‘五脏六腑’,保障着整个储气库的平稳运行,天然气则像传输的‘血液’。目前第一期先导试验已经完成,意味着储气库设计具有可行性,接下来就是正式建库。”

不过大众想象中储藏天然气的一个个“大罐子”又到底在哪儿呢?

事实上,通过科学回注,天然气可以在地下形成储气仓库,在用气低峰时(例如夏季)向地下回注“富余”天然气,对“电池”进行“充电”;在用气高峰时(例如冬季)通过天然气管网将仓库里的天然气输送出去,及时“放电”。因此储气库这块巨大的“天然气能量电池”虽然我们无法肉眼可见,但发挥着平衡供需矛盾的巨大作用。

在此建设储气库群,西南油气田前期进行了精心的选址和设计,“天生丽质”的构造才能保障天然气“注得进、存得住、采得出”。蜀南气矿副矿长周宏说道:“矿牟家坪、老翁场储气库群由二叠系茅口组枯竭型气藏改建,创新开展老井评估早期利用、气田地面设施利旧工作,使储气库建设周期从6~8年缩短至4~6年,提高了建库效率。”

根据资料,整个四川首座储气库群设计库容59.65亿立方米,工作气量31.45亿立方米,全面建成后最大日采气量超过5000万立方米,规模位居全国第四,将有效保障川渝地区及全国季节调峰、应急供气。

技术领先

突破复杂缝洞型碳酸盐岩储气库难点

地下储气库按照不同地质构造分为4个大类,包括油气藏型、含水层型、盐穴型和废弃矿穴型储气库。其中,缝洞型储气库属于油气藏型,经岩溶及多期构造运动作用叠加形成了裂缝。

据了解,西南油气田公司四轮储气库选址结果筛选出的13个库址目标,复杂缝洞型碳酸盐岩储气库占60%以上。但是建设复杂缝洞型碳酸盐岩储气库,对西南油气田公司来说,尚属首次,且国内外均为空白。

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我国复杂缝洞型碳酸盐岩储气库关键核心技术取得重大突破。蜀南气矿 施洋

参与储气库建设的合江采气作业区副经理江胜飞解释道:“复杂缝洞型碳酸盐岩储气库在地下有很多蜂窝状的空洞和小裂缝,具有气井产能高、储集空间大、水侵影响小等优势,但是相比其他的大裂缝储气库的储存区域更加分散,因此建设难度也更高。”

面对地层非均质性强,多重介质、储层压力极低、断裂系统多等多项挑战,西南油气田公司大力开展科技攻关,攻克了多重介质高速注采渗流滞后定量表征技术,形成了多尺度岩溶缝洞储集体精细刻画技术,实现了低压缝洞型储气库高效钻井,并形成了地质力学模型与数值模拟模型双向耦合的地质体力学稳定性评价技术。

这四项技术的脱颖而出,填补了复杂缝洞型碳酸盐岩储气库建设关键核心技术空白,达到国内领先水平,为推动我国复杂气藏型储气库技术的不断向前发展具有重要现实意义。

“前期先导实验已经证实,该储气库的地质完整性是相当好的”,中国石油西南油气田蜀南气矿专家夏吉文形象比喻,这样地下“天然气罐子”的盖子才能稳稳盖住。此外,气井的采出能力还受井筒、地面多因素的影响,西南油气田建立了三位一体化的耦合模型,来保证整个储气库的安全运行。

战略有意

应急调峰将满足超1亿人用气需求

储气库里的天然气,正是一个国家的“底气”。

我国是天然气消费大国,2022年消费天然气3646亿立方米,进口天然气1532亿方,对外依存较大。一旦遇到国外天然气断供等紧急情况,储气库可以作为应急备用设施,迅速释放储存天然气,确保能源持续供应,保障国家能源安全。

2022年国内现有储气库25座,建成数量远低于欧美国家。因此国家计划打造“六大”区域储气中心,2030年预计工作气量超1000亿立方米。

建设储气库,西南油气田公司有着先进的经验。“十三五”期间,该公司依托于相国寺储气库,攻克了裂缝孔隙型碳酸盐岩储气库系列关键技术,“十四五”以来,公司按照国家天然气清洁能源储备和能源战略要求,规划建设西南储气中心,到2030年将形成“一寺两峡,一坪两场”的分布格局,工作气量将达112亿立方米。

“随着天然气在我国能源消费结构中所占比重不断扩大,天然气供需峰谷差、季节差等矛盾也逐渐凸显,季节用气平均峰谷差1:1.71。”周宏表示,在需求高峰期,储气库可通过释放储存的天然气来满足市场需求,缓解能源供应的压力;而在需求低谷期,储气库群则可以吸收多余的天然气,避免造成能源浪费,为社会的稳定运行提供强有力的保障。

储气库通过平衡供需矛盾,可达到稳定天然气价格,降低企业能源成本,带动地方经济,提高就业率等目的。以牟家坪、老翁场储气库群为例,其应急调峰最大日均采气能力5000万立方米,能满足5000万户三口之家一天生活用气,对保障社会经济民生具有重大意义。

当下,四川首座储气库群即将开启二期工程建设,西南油气田以国际领先的建库技术水平,打造又一项国之重“气”。

 
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