输气管道配套地下储气库调峰技术

地下储气库具有储气量大、储气成本低等特点,是天然气管道用户的一种重要调峰手段。近几年,华北地区地下储气库在解决用户季节用气不均衡问题上发挥了积极作用。结合大港地下储气库群和陕-京输气系统的实际运行情况,引用工程实践数据验证了地下储气库参与季节调峰、事故应急调峰、日调峰的作用。对地下储气库的调峰作用进行了分析,认为,在我国输气管网日臻完善的形势下,利用管道气源、输气管网与地下储气库有效联合调峰是未来天然气用户系统的调峰趋势,气源是基础、输气管网是辅助、地下储气库是主导。     

西气东输管道地下储气库工程建设展望

地下储气库在保证天然气长输管道的安全平稳高效运行、保障天然气用户的能源需求方面,发挥着至关重要的作用。概述了地下储气库的类型、特点和作用,分析了国内外地下储气库的现状和发展动态。对我国西气东输管道地下储气库工程的进一步发展提出展望,建议应根据我国现有建库地质条件进行长线布局,在管道中上游地区以建设大型油气藏型地下储气库为主,用于季节调峰和对国外进口的天然气进行战略储备;在管道中下游地区以建设高调配能力的盐穴型地下储气库为主、含水构造型地下储气库为辅的格局,用于管道的调峰和高效运行。     

浅谈西气东输二线管存应急管理方法

针对天然气管道管存峰谷幅度较大造成管道运行不平稳的突出矛盾,分析了天然气管道的管存参数,提出了合理的管存控制方法进行调峰,采用管段末端管存进行日调峰,全线储气进行周调峰;提出了目标管存的确定方法,明确了天然气管道管存应急Ⅰ级和Ⅱ级的划分标准,计算出了西气东输二线管存应急管理区域并给出了西气东输二线试行实例。研究成果对天然气管道平稳安全运行具有指导意义。     

有效的天然气调峰储气技术——地下储气库

有效的天然气调峰技术可确保输气干线高效运行,实现安全平稳供气。为此,分析了国内天然气调峰储气技术的发展状况,指出地下储气库调峰具有库容大、安全性好、储转费低等优点,可从根本上解决城市季节性用气调峰问题,是最主要和经济的城市供气调峰方式;地下储气库应距离城市用户及输气干线较近,其中气藏建库是最经济的储气方式。同时介绍了地下储气库地面工艺技术,探讨了地下储气库新技术的发展趋势,提出了对中国地下储气库建设的建议：①继续增大国家整体储气系数,除满足常规调峰外,在条件许可的情况下,扩大应急供气和战略储备系数;②继续优选建库目标及库址,降低储转气成本,提高气库利用率;③尽快形成调峰供气定价机制,实现地下储气库商业化运作,建议研究天然气储气支持政策,按天然气“季节差价”收取调峰储气费;④利用干线气源的高压力,有条件的分输站利用压差设置LNG液化装置,实现液化调峰;⑤合理布局LNG接受站、LNG液化厂,增加LNG储存及气化设施,实现LNG与地下储气库调峰的相互配合,二者优化运行,最大限度地满足用户调峰需求。     

地下储气库

城市民用天然气用量随时间、季节变化而波动。用管道储气进行日用气不均衡调峰、地下储库储气进行季节用气不均衡调峰最佳。本文介绍了不同地下储气库的特点和建造、使用条件及各种不同的运行和经营效果。在众多的地下储气库种类中，枯竭气藏型地下储气库为最优。     

“西气东输”二线调峰应急问题探讨

西气东输二线（以下简称西二线）作为中国第一条跨国长输天然气管道，面临储气调峰的问题。作为保障安全供气的储气库系统，与西二线输量相匹配的储气库系统年周转气规模应达到其输气量的10%～20％，即年工作气规模应该在30×10⁸ m³以上。西二线管道线路长，安全保障要求高，因此调峰手段和方式也应该多样化。针对西二线的主要调峰和储气手段应为地下储气库和LNG，应急保障手段应可以考虑利用中国西部气田进行应急供气。储气库选址应尽量靠近管道下游，应以气藏、含水层和盐穴为主，尤其在南方中小型沉积盆地中的储气库选址重点考虑含水层储气库。LNG应尽量选择在管道末端的下游，可以与地下储气库相结合，确保西二线的安全平稳运行。     

考虑出砂影响的地下储气库极限调峰能力评价——以准噶尔盆地H储气库为例

H地下储气库(以下简称储气库)位于准噶尔盆地南缘，是中国石油2010年启动建设的6座国家商业储气库之一，设计库容107×10⁸ m³、年工作气量45.1×10⁸ m³，是目前国内储气规模最大、调峰能力最强的储气库。受储气库周期运行时率短、调峰采气强度高、压力往复交变快等复杂运行模式的影响，H储气库表现出现有井网高峰调峰能力不足、注采井产量合理配置及优化调控难度大、供气高峰期部分注采井极易储层出砂等问题，特别是储层出砂问题直接影响储气库高峰极限调峰能力的充分发挥，且带来极大的安全风险。为此，针对储气库储层出砂风险，研究建立了注采井极限调峰能力评价方法，保障了储气库高效调峰及安全运行。研究结果表明：(1)通过对临界携液流量模型、临界冲蚀流量模型、临界出砂流量模型的研究，优选了适合准噶尔盆地H储气库的限制性流量模型；(2)利用节点分析方法结合限制性流量模型，可确定注采井合理调峰区间与应急增供区间；(3)利用限制性流量模型，可定量评价注采井在不同地层压力与井口压力条件下的极限调峰能力，最大限度地满足储气库季...     

国内外天然气地下储气库现状调研

天然气管网的最大特点是具有储气调峰功能,有利于保证用户用气的可靠性和安全性。这些功能可用来解决系统的供需矛盾,满足调节用户用气不均衡的需要。地下储气库是世界范围内广泛采用的主要储气调峰方式之一。章比较详细地介绍了迄今为止国内外天然气地下储气库现状,同时还简要介绍了地下储气库设计容量的确定等。     

从电力需求侧管理看中国天然气调峰

近几年出现的“气荒”暴露出天然气储气调峰中存在的“短板”,如供需矛盾长期存在、天然气峰谷差日渐严峻、储气库资源薄弱、大型管网之间调配困难等。电力部门实施电力需求侧管理,采取了一整套行之有效的措施来缓解电力的供需矛盾、电力峰谷差日渐严峻及其电力调峰的问题。其对我国天然气调峰的启示是：政府部门应对天然气调峰制定相应的法律法规和优惠政策,积极支持天然气调峰手段和技术的研究与开发;建立灵活的系统负荷合同和大客户负荷管理系统,加强可中断用户的管理,在天然气紧缺的情况下,利用双燃料系统,进行有效调峰;利用价格杠杆,实施峰谷分时气价,鼓励用户“移峰填谷”。通过实施上述措施有望解决天然气调峰问题,促进我国天然气产业链的可持续发展。     

复杂地质条件储气库“极限动用”理论与实践

针对复杂地质条件储气库，基于20余年的运行实践，结合储气库系列攻关成果，揭示了储气地质体承压动力学机制，发现了“多轮相渗滞后”和“分区差异动用”气水互驱渗流规律，提出了以“储气库储气最多、井注入产出能力最大、空间利用效率最高”为目标的复杂地质条件储气库“极限动用”理论，形成了储气地质体极限承压、井极限产能、储气空间极限调峰能力三位一体的评价方法。实现了储气地质体在上限压力条件下获得最大储气空间（库容）、充分发挥地层-井筒气体流动协调的井极限产能以及满足有限时率不稳定渗流条件的最佳井网密度，获得下限压力条件下的最大调峰能力，达到安全和能力的双重极限效果。新疆呼图壁、西南相国寺、辽河双6等地下储气库的运行实践证明，“极限动用”理论有力推动了中国储气库业务高质量发展。     

川气东送管道应急调峰体系建设探讨

针对川气东送管道输送规模的不断扩大出现的管道应急供气、调峰等问题尤其是紧急情况以及节假日安全生产的重大问题,总结对比了川气东送管道系统几种常见的调峰和应急供气手段的利弊,分析了川气东送供气具有的市场主要集中在上下游、用户大量为工业用户以及下游大型用户存在较大用气波动等特点,提出了加快建设多层次应急调峰体系的解决措施,包括加快与中国石油管线的互联及储气库建设,适当提高储气库的规模及工作气量,待储气库建设完后实施弹性的价格机制,以及加强与地方可调节用户的沟通协调并在管道中下游开发部分大型工业用户。     

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湿天然气输送技术的应用,可使处于海洋、沙漠、戈壁、滩海等恶劣环境下的凝析气田的操作人员和开采费用下降。在实际运行中,湿天然气在输送管道中存在气液两相,因此管道中的流动总是处于慢瞬变流动状态。文章从流体力学的基本规律出发,建立了描述湿天然气管道输送调峰工况下瞬变流的数学模型方程,并对模型方程作了简化处理,设计了具体的计算思路。根据输送边界条件,给出了动态模型方程的数值计算方法、管道离散格式、参数存储     

用于燃气调峰和轻烃回收的管道天然气液化流程

管道天然气的长途输送一般都采用高压管输的方式，高压天然气经各地的调压站降压后才能供应给普通用户使用，调压过程中会有大量的压力能损失。为解决城市燃气用户特有的用气不均匀性问题，介绍了一种利用高压天然气调压过程的压力能膨胀制冷的管道天然气液化流程。应用该流程可以将管道里的一部分天然气液化制成LNG并储存起来，在用气高峰时将储存的LNG再汽化以增加供气量，满足下游用户的需求。这样能够增强燃气企业的“调峰”能力，有利于天然气管网的平稳运行。同时，利用该流程还可以回收天然气中的轻烃资源，为石化工业提供优质的化工原料。     

城镇燃气储气方式研究

在天然气替代其他部分能源已成为大势所趋的背景下,天然气用户范围不断扩大,负荷使用情况趋于多样化,天然气输送中供需不平衡的问题越来越值得人们考虑。解决这个问题的最有效方式是对天然气进行调峰,其中储气方式的选择是首要问题。分析了天然气供气调峰中常见储气方式的特点,并对其进行了比较研究,提出了调峰时储气方式选择的依据。     

中国天然气调峰保供的策略与建议

目前中国天然气供需矛盾较突出,供暖季天然气调峰保供压力较大。为此,在分析中国天然气储运设施调峰保供主要影响因素的基础上,从资源、市场需求及国家能源改革政策等方面阐述了构建中国特色综合调峰保供体系的必要性。研究结果表明:(1)中国天然气储运设施受制于地下储气库建库地质条件复杂、气田放大压差式调峰影响气田开采寿命、LNG调峰成本和安全风险较高、进口管道气存在着中断风险等影响因素,天然气调峰设施建设进度落后于市场发展速度,难以满足天然气调峰需求量的快速增长;(2)多种类型储气设施并存、多渠道资源供气是未来中国天然气调峰保供的常态,需要建立天然气需求淡季重储存、旺季强优化的调峰保供体系,以满足北方供暖区天然气需求量季节性峰谷差巨大的市场。进而提出了中国天然气调峰保供的应对策略与建议:(1)加快推进全国天然气输配管线建设,实现互联互通;(2)因地制宜地发展适合中国国情的天然气调峰设施;(3)大力发展地下储气库,使其成为天然气调峰的首要方式;(4)充分发挥LNG的调峰优势,适度发展LNG调峰设施,提升海陆四大能源通道的综合利用水平;(5)加大天然气供给侧保障力度,确保国产天然气的供应主体地位;(6)积极利用经济杠杆,采取不同的定价机制,确保供气安全。     

PIPELINE软件在气田集输实时监控中的应用

PIPELINE软件是一种离线或者在线的集输管网仿真模拟计算软件,不但可以用来测试和评价输气管道的设计或进行实际操作参数的设置,还能与气田集输实时监控系统进行有机结合,为集输管网运行提供辅助专家诊断分析。以大牛地气田集输生产实际为例,进行管网水力、热力计算,天然气调峰正常工况分析和用户中断用气工况模拟分析,结果表明,该仿真模拟软件和实时监控系统有机结合,改变了气田根据人工计算或凭经验来预测天然气集输管网的运行情况和调峰的现状,不但降低了劳动强度,而且使预测效果得到了根本性提升,排除了管网运行管理的安全隐患。PIPELINE软件不仅方便了管网的运营管理,还避免了生产调度上的盲目性,为科学地管理气田集输管网系统提供了专家式的理论指导。     

利用管网压力能制备天然气水合物的调峰新技术

高压天然气管网节流调压过程中会产生大量的压力能,绝大部分压力能不仅被浪费了,而且还会对下游管道设备造成一定的冷破坏。为此,开发了一种利用管网压力能制备天然气水合物调峰新技术,充分利用天然气膨胀产生的冷量制备天然气水合物,以供城市燃气储气调峰。计算结果表明,管网天然气流量为1000kg/h,进口温度为25℃,进口压力为8.0MPa,出口温度为-112℃,出口压力为0.4MPa时,最高制冷量可达71kW,有效利用冷量达60kW,生成的天然气水合物可储存100m3天然气。该工艺既有效回收了管网压力能,又实现了天然气的安全储存和调峰,具有广阔的发展前景。     

LNG项目的储气调峰作用——兼论LNG项目建设理念的转变

如何解决天然气储气调峰、应急供应问题,国内外一些成熟的做法提供了可借鉴的经验。面对一个高速增长的天然气市场,天然气基础设施建设需要一定的超前性,需要保证一定的备用供应能力和一定水平的储备量。在不具备建设地下储气库条件的区域,规划建设液化天然气（LNG）项目是实现储气调峰、应急供应目标的有效措施。结合国际LNG贸易流动性增加等新特点,应转变建设理念,从落实LNG资源、市场,转变到落实处理能力,在合理规划建设LNG项目的同时,适当提高LNG接收站的处理（储备）能力,强化其储气调峰功能。这样不仅可承担起部分储气调峰、应急供应任务,还可以此为契机,争取进口天然气定价的话语权;从长远角度来看,有利于促进输气管道、LNG接收站等基础设施的公用化。     

川渝地区相国寺地下储气库库址选择

为确保川渝地区天然气季节性调峰和供气的安全性,充分发挥"中卫—贵阳联络线"管道系统的输气能力,迫切需要建设配套的地下储气库。川渝地区处于"中卫—贵阳联络线"中段,天然气需求旺盛,天然气资源较丰富,因天然气开发历史长,具有多个可用于建设地下储气库的枯竭性气藏。在借鉴和对比国内外地下储气库库址选择方法和建库经验的基础上,提出了适合川渝地区地下储气库库址优选的标准:地理位置优越、地质条件符合建库要求、注采能力和库容满足应急与调峰需要以及储气库气源有保障等。利用该标准对现有的几个气藏进行了筛选,其中相国寺气田石炭系枯竭气藏建设地下储气库地质上具有完整性,气库功能和气库库址具有明显优势,进而分析了用其建库的可行性;最后对相国寺地下储气库进行了初步规划设计。