国内外地下储库现状及工程技术发展趋势

近年来国内地下储库尤其是储气库建设取得了长足的进步，在天然气调峰安全保供中发挥了重要作用，如何利用地下储存空间提高能源利用效率和节能减排成为国内近年来一个持续攻关的热点。在介绍国内外地下储气库、盐穴储油库、压缩空气/氢气储能库、地下CO2储库和废料储库等建设及工程技术发展现状的基础上，详细阐述了地下储库工程技术的现状和存在的问题，分析了推动地下储库工程技术发展的因素，并对地下储库工程技术的发展趋势进行了展望和分析，最后给出了国内地下储库工程技术发展的认识与建议，以期对国内地下储库工程技术的发展提供借鉴和参考。      

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在调研国外盐穴储气库相关资料的基础上，对用盐穴建设地下储气库的工艺工程、方法进行了探讨，内容包括：盐穴储气库的建造工艺过程；盐岩的特性；盐对固井水泥的影响；水溶采矿模拟研究结果；影响盐穴稳定性的主要因素；建造岩穴储气库的工艺方法；盐穴储气库运行压力的确定方法；盐穴储气库完井技术要点；国外盐穴储气库建造实例等。可为今后我国建设地下盐穴储气库提供参考。     

盐穴型地下储气库注采井造腔工艺

目前国内乃至世界其他国家在储气库建设中都是在枯竭油气层的基础上建设的,而江苏金坛盐穴型地下储气库是我国乃至亚洲第一个利用可溶盐层地下造腔工艺完成的盐穴型储气库。简述了盐穴型地下储气库造腔工艺、施工工序及造腔施工的五个阶段,为我国在未来几年建设四大区域性联网协调的储气库群探索出一条成功的盐穴型地下储气库注采井造腔经验。     

盐穴应用简史

1引言 人类开采盐矿用于食用和保存食物已有上千年的历史。奥地利和罗马尼亚开采地下盐矿始于新石器时代。相比之下,应用溶盐采矿后形成的地下盐穴仅五六十年。“开采完后的盐穴归谁所有？”这个涉及到相关溶盐穴储存权的问题,在第十六届盐穴研讨会上进行了讨论。     

盐穴地下储气库气密封检测技术

建设盐穴地下储气库是一项高风险的复杂工程,对盐穴的气密封性有着很高的要求,其密封性检测技术就成为评价建库工程成败的关键。为此,分析了中国建设盐穴地下储气库的特殊性（盐穴储气库的盐层具有矿层层数多、单层厚度小、夹层多、含盐品位低、共生组分多和相变大等特点）,指出了建设盐穴地下储气库工程发生天然气泄漏的主要影响因素（井筒工程因素、地质因素和地面设备因素）,重点论述了建设盐穴储气库钻完井井筒密封性检测技术、水溶造腔过程中腔体的检测技术、首次注气排卤前盐穴完整性气密封检测技术和盐穴地下储气库运行后的评估检测技术。以上技术具有气密封性检测精度高、工期短、能耗低、工序简化及节省投资等特点,对我国正在建设和今后准备建设的盐穴储气库工程具有参考和借鉴作用。     

把安全藏在地下—我国石油资源地下储备条件分析

为避免石油风险给政治、经济和国家安全带来负面影响,我国应尽快建立自己的战略石油储备体系。目前国外的石油储备方式有地下盐穴、陆上储罐、海上储罐、地下储罐、地下坑道等多种形式,从技术层面来看,地下盐穴储备有很多优点,因此我国在建立石油储备时,也要优先考虑地下盐穴这种方式。     

新加坡建东南亚首个地下储油库

<正>新加坡是一个面积只有710平方千米、人口518万的城市岛国,资源匮乏,空间有限。在现有土地寸土尺金的情况下,新加坡政府开拓思维,积极向地下寻找空间。近日,新加坡在裕廊岛建成了东南亚第一个地下储油库,该储油库的落成也让新加坡在有效利用地下空间方面迈出了一大步,同时也展现了新加坡政府发展石油化工的坚定决心。新加坡总理李显龙在为裕廊岛地下储油库主持开幕仪式时强调,尽管新加坡土地资源有限,而且目前世     

盐穴地下储气库风险评估方法及应用研究

随着我国地下储气库的建设投入逐步加大，如何有效防止地下储气库事故发生，在增强其运行安全性的同时合理利用资源，以获取最大经济效益，已成为储气库管理者重点关注的问题。为此，以盐穴地下储气库作为研究对象，将其划分为地下储气设施、地面站场设施和地面集输管线3个评价单元，采用系统分析和事故分析的综合分析方法，将该类储气库风险因素归类为腐蚀、冲蚀、水合物生成、设备失效、操作相关、机械损伤、地质构造因素以及自然力8类共性风险，包括14大类和45小类风险因素；研究建立了盐穴地下储气库风险评估方法，包括基于故障树技术的地下储气设施风险评估方法、地面站场设施的定量风险评估方法和地面集输管线的肯特管道风险评分法；并将建立的盐穴地下储气库风险评估方法应用于某盐穴地下储气库的风险评估，为盐穴地下储气库安全管理提供了依据，同时可为枯竭油气藏型和含水层型储气库的安全管理提供参考。     

盐穴地下储气库稳定性评价系统及其应用

近年来盐穴地下储气库失效事件时有发生,因此提高其稳定性已经成为储气库安全运营的关键。为此,首先在对地下溶腔的内在特征、外界环境构成要素以及注采气运行状况进行详细分析的基础上,采用层次分析法构建了多层次、多指标的盐穴地下储气库稳定性综合评价体系,并根据实验和有限差分软件FLAC3D的数值模拟结果,建立了各评价指标的评分模型;进而结合模糊综合评判法确定了盐穴地下储气库稳定性评价的定量值和稳定性等级,并以此为基础设计开发了盐穴地下储气库稳定性评价软件以方便对储气库稳定性进行预测和管理;然后以江苏金坛储气库为例对地下溶腔稳定性进行了定量评价,并将该评价结果与历史评估数据相比较。结果表明:在2~8 MPa采气压力条件下,评价系统预测结果与历史评估数据相吻合,储气库稳定性得分为50.618,稳定性级别为不稳定。最后进一步分析说明盐岩地下储气库应重点控制低压运行、高压运行、周围盐岩层厚度以及套管鞋高度等影响储气库安全的因素。该方法可为盐穴地下储气库的管理提供参考。     

注气排卤技术在盐穴造腔中的应用

西气东输盐穴地下储气库是西气东输输气管线建设的关键配套工程,也是我国首座盐穴地下储气库工程.注气排卤技术作为盐穴造腔的关键技术,在国内首次应用.通过对老腔进行注气排卤试验,并简化地面排卤、反冲洗工艺流程,确定了井口排卤流量与压力之间关系,确定了合理的排卤流量、压力范围、周期和冲洗周期,为西气东输二线和三线盐穴造腔技术奠定了基础.     

构造应力对地下储油岩库稳定性影响数值模拟

我国某拟建大型地下储油岩库选址区存在构造应力,使水平主应力大于对应深度的自重应力。针对构造应力对地下储油库稳定性的影响问题,建立二维有限元模型进行弹塑性数值模拟分析。结果表明：储库洞室轴线与水平最大主应力方向存在夹角时,位移值、应力值及塑性破坏均大于平行时。综合考虑洞室轴线与最大主应力方向平行时储库稳定性较好。建议在实际工程设计中,应使储库洞室轴线方向与水平最大主应力方向平行,以减小构造应力的不利影响。     

地下盐穴储气库快速建槽技术及其应用

我国地下盐穴储气库为层状盐层建库,盐岩品位低且夹层多,盐穴的建槽速度慢,腔体底部抬升较快,不能满足我国地下储气库建设的需要,迫切需要寻求新的建槽技术加快盐穴储气库的建槽速度。为此,介绍了盐穴储气库溶腔机理,提出了优化造腔参数、扩眼、使用快速工具促溶3种快速建槽技术：①通过数值模拟对造腔循环方式、管柱提升次数、注水排量等造腔工艺参数进行优化;②采用扩眼法加快建槽速度;③应用喷射式、延伸喷射式和软管式3种造腔工具加快建槽速度。现场应用效果表明：快速建槽技术能够加快盐穴储气库的建槽速度,缩短盐穴建库周期,提高盐穴建库效益。     

地下盐穴储气库注气排卤及注采完井技术

盐穴地下储气库是利用地下较厚的盐层或盐丘,采用人工方式在盐层或盐丘中水溶形成洞穴储存空间来存储天然气,是储气库的主要类型之一。盐穴储气库建成后第一次注气排卤及注采完井是储气库建造和应用以及安全运行的关键。为了满足我国首座盐穴储气库--金坛盐穴储气库建设的需要,根据该储气库建库的特点,进行了注气排卤及注采完井工艺技术研究,通过注气排卤及注采完井方案的优选,制定了现场施工工艺,形成了我国盐穴储气库注气排卤及注采完井配套工艺技术,并成功运用于该储气库已有溶腔改造的5口井中,填补了我国盐穴储气库的注气排卤及注采完井工艺技术的空白。     

盐穴空间利用现状及发展趋势

我国的盐穴空间具有巨大的发展潜力，合理规划利用盐穴空间是拓宽企业发展路径、实现产业融合升级发展的有效途径。为进一步评估我国盐穴资源利用情况及应用前景，对国内外盐穴空间利用现状进行调研，以国内政策导向、经济效益和社会效益、技术成熟度为指导，围绕盐穴储气库、盐穴压缩空气储能等行业重大工程建设现状，分析我国盐穴空间综合利用业务发展趋势。在国家双碳目标的大背景下，储气、储能已成为保障我国能源安全、促进新能源发展的重要举措，结合国家能源安全要求及行业内对天然气储气调峰的现实需求，认为利用盐穴空间建设储气库将是未来一段时间内盐穴利用的最主要方向；在相关扶持政策及技术进步的带动下，利用盐穴空间进行压缩空气储能或将进入发展的关键期；结合区域发展及产业配套，盐穴空间还可向集合储油、储氢、储氦、储废等多元化介质储存方向发展。     

盐穴地下储气库盐岩力学参数的校准方法

盐穴地下储气库具有调配灵活、垫层气量需求量少、吞吐能力强等优点,但同时也面临着诸如地表沉陷、盐岩破坏、气体渗漏以及腔体收缩过快等安全稳定性问题。盐穴稳定性评价中一些关键力学参数的选择和校准极为重要,评价所涉及的岩石力学参数主要包括盐岩弹性参数和黏塑性参数。在盐穴腔体设计阶段,关键的力学参数的选择只能通过室内岩心试验来确定,其数值的大小可能与实际的原岩参数有较大出入,这在其他的地下岩体开挖工程中也经常碰到,需要进一步对盐岩力学参数进行校准。为此,在国内盐穴储气库造腔和注采运行的多年经验和数据积累的基础上,应用造腔和注采运行回归法,利用现场数据校准蠕变参数,建立了盐穴地下储气库岩石力学参数校准的试验方法。应用该方法对江苏金坛盐穴地下储气库的盐岩的弹性和黏塑性参数进行了校准,所获得的力学参数现场应用效果良好。校准后的力学参数对优化已运行腔体注采方案、提高储气库运行经济性和安全性都有重要作用。     

盐穴地下储气库产业链增值增效技术思路

目前中国盐穴地下储气库的建设一般都是通过"盐企—气企"以一种"先采盐、后储气"的方式合作进行的,产业模式单一,存在着低值低效等不足,如何利用建设和管理新技术实现盐穴地下储气库产业链的增值增效、优化产业发展模式是备受关注的难点问题。为此,通过分析中国盐穴地下储气库产业链的现状,剖析了当前产业模式低值低效的弊端及其原因,梳理了产业相关技术,提出了增值增效技术思路和新的协作模式,并对新模式的实施和发展提出了建议和展望。研究结果表明:(1)当前产业模式的低值低效问题主要体现在卤水处理效率低、垫底气长期被占压、大量废弃老腔闲置等方面;(2)"边采盐、边储气""气—液往复式互替""气电联动调峰"等技术思路可以为盐穴地下储气库产业链增值增效提供支撑;(3)基于上述技术思路,提出了一种颇具优势的盐穴地下储气库产业链增值增效协作新模式。结论认为,新模式通过改进造腔方式、充分利用老腔、引入压缩空气储能技术等,使得不同储能之间形成联动关系,既可以盘活垫底气资源和剩余卤水资源,又能够提高建库效率,实现气、电联动调峰,可以实现盐穴地下储气库产业的增值增效。     

盐穴型地下储气库调峰优化控制研究

在分析输气管道运行工况与城市用气特点的基础上,采用灰色理论与人工神经网络组合预测方法,建立了适合沿线布有地下储气库的输气管道负荷预测模型,提出了盐穴型地下储气库调峰工艺参数优化控制策略,并以实例形式给出了计算过程及分析结果,所得出的相关结论有利于科学确定盐穴型地下储气库各溶腔最优生产方案,提升经济效益。     

盐穴地下储气库选址与评价新技术

为了满足我国南方非油气主产区和天然气主要消费市场寻找有利盐矿建设盐穴地下储气库的需求,解决盐穴储气库库址筛选条件不清、建库条件评价的内容与深度不一致的问题,在分析国内外盐穴地下储气库资料的基础上,提出了地质、地表条件相结合的库址筛选原则,创建了盐穴地下储气库建库条件评价体系;然后利用上述筛选原则和评价体系对长江三角洲、中南地区、东南沿海等3大天然气主要消费市场的部分盐矿进行了筛选排序;进而对其中条件较好的淮安盐矿进行了建库条件评价。研究结果表明:①盐穴储气库库址筛选的原则包括构造、埋深、含盐地层厚度、氯化钠含量、顶板和储量等6项地质原则和地表条件、水源与卤水、与管网距离等3项其他原则,利用上述原则可以对筛选目标进行快速地优选排序;②建库条件评价体系包括对构造、含盐地层特征、密封性与稳固性、可溶性、储气规模以及地表条件等的综合评价。结论认为,所建立的评价新技术可以有效地指导盐穴地下储气库的选址与评价,为盐穴储气库的方案设计提供了依据和有力的技术支持,所提出的厚夹层利用先导性建议现场实施效果好;该项研究成果对于加快我国地下储气库的建设具有积极的意义。     

国外盐穴地下天然气储气库建库技术发展

建设与开发更多的地下盐穴天然气储气库，是21世纪天然气库发展的一个趋势。成熟的国外盐穴储气建库技术，主要包括盐穴储气库的选址技术、造腔淋洗技术、几何形状的控制技术、密封技术、盐穴储气库的稳定技术及检测技术。     

一种地下盐穴储气库溶腔体积的优化计算方法

盐穴储气库井的溶腔体积主要通过物质平衡法,即通过地面采盐量来折算地下盐岩的溶解体积。但现有计算方法精度较差,应用效果并不理想,体积误差往往超过10%。通过重新建构盐穴储气库井的物质平衡理论关系模型框架,并在其基础上对原有的体积计算方法进行了优化,大大提高了盐穴储气库井溶腔体积的计算精度。