中国也是亚洲首个投运的天然气盐穴储气库是中石油金坛储气库

我国既是发展中的石油消费大国,又是人均占有石油资源相对比较贫乏的国家,人均石油资源量和人均产油量仅为世界平均水平的18%和21%。随着我国国民经济的快速发展,石油消费量迅速增长,石油产量不能满足国内消费需求,石油供需之间的矛盾十分突出,对国外石油资源的依赖程度日益扩大。

石油储备分为战略石油储备和商业石油储备。战略石油储备是指国家对石油的储备,以应对短期石油供应冲击(大规模减少或中断)。它本身服务于国家能源安全,以保障原油的不断供给为目的,同时具有平抑国内油价异常波动的功能。商业石油储备是指石油生产流通企业根据政府有关法律法规,为承担社会责任而必须保有与其生产经营规模相匹配的最低库存量,主要功能是调节石油市场供求关系以维持市场稳定。

石油储备选址遵循的一般原则是:储备费用最低;安全可靠程度最高;地质地理条件最合适;储存和分配石油的运输条件最便利。其中相对重要的是后两条,因为合适的地质地理条件不仅可以减低储备成本,还可以提高安全可靠的程度。石油储备的主要目标是在进口原油中断时,能迅速把石油储备供应给炼油厂,为此,储备基地是否有方便的储、运条件至关重要。

石油储备的方式有多种,目前国内外采用的方式主要有陆上储罐、海上储罐、 地下储罐、地下盐穴、地下坑道等。

而典型的天然气地下储气库类型有四种:枯竭油气藏储气库、含水层储气库、盐穴储气库、废弃矿坑储气库。

“虽然盐穴储气库建设成本比其它地下储气库要高出4%-8%,但其利用率较高,盐穴储气库工作气量可以达到总库容的60%,而其它几种储气库的比重为40%左右。再者,盐穴储气库瞬时吞吐量大,注采气灵活方便。”中石油西气东输项目部处长杨海军在2013年曾向记者介绍说。

盐穴储气库的安全性如何?负责盐穴测腔的德国搜空公司总经理莱策在同期接受记者采访时表示,选择盐穴储气库有一定讲究,除了盐穴大小要合适以外,一般盐穴深度也要保持在600-1800米左右。“盐穴位于地下深处,其特有的溶腔造型以及双重阀门的设计,可以让天然气储藏做到万无一失。即使遭遇地质灾害、外力袭击,它也可以安然无恙。”莱策说。

据他介绍,美国、德国、法国等石油进口国就先后利用盐穴建成战略石油储备库,随后该技术广泛应用于石油、天然气及石油产品的储存。目前世界上共有2000多个盐穴被开发利用,美国已拥有数百座,德国也有近百座且数量还在不断增加。

目前我国岩盐开采的规模已超过4000万吨/年,且以每年近10%的速度递增,自然形成的溶腔体积达500万立方米/年。

中国内地第一个盐穴储气库位于位于江苏省常州市金坛市直溪镇,毗邻镇江市,也是亚洲首个投运的盐穴储气库

它开创了中国利用深部洞穴实施能源储存的先河,在地址选区、区块评价、溶腔设计、造腔控制、稳定性分析、注采方案设计、钻完井工艺等多方面获得了一批研究成果和技术手段,为中国利用盐穴进行天然气储备提供了先行经验。

金坛地下储气库分西区与东区两大块,建库盐层区域面积为11.2km,库深1000m左右。

已经建成投产的是西区,利用采卤老腔6口,库容为1.21×10m。东区规划新建新腔17口,库容为7.22×10m。

“为配合西气东输项目,2007年中盐金坛与中石油合作建立的亚洲第一座盐穴储气库——中石油金坛储气库成功投入运营,在国内盐穴综合利用上迈出了先行的一步。而今,金坛盐盆不仅规划了‘西气东输’储气库区,还规划了‘川气东送’储气库区以及国家石油储备库区。”中盐金坛公司总经理、党委书记管国兴在2013年接受采访时告诉记者。

就合作模式而言,目前盐矿矿权归属中盐金坛,油气企业则是拥有矿产使用权,负责早期打井和采卤,卤水排出后,油气企业即可开展储气库相应工作。

据记者了解,目前金坛西气东输储气库项目主要由中石油负责。2007年,经改造,中盐金坛公司的5口老腔成功注气。

截至2013年6月,西气东输金坛储气库已完成6口新井的造腔工作。当年开始中石油金坛储气库每年将会有3至4个盐穴投入注采气运行,每年可为西气东输主干线提供7000万至8000万立方米的调峰和应急保安工作气量。

而川气东送储气库项目则是主要由中石化负责。2009年2月中石化完成了资料井的钻探工作,2010年初对库区开展了三维地震测量工作,首批3口井已于2012年7月进入造腔试运行阶段,目前已形成6万立方米的容积。

“中石化‘川气东送’金坛储气库规划建设36个盐穴,分三期完成。”中石化金坛储气项目部副经理王斌告诉记者。

随着天然气业务的迅猛发展,目前社会上总认为盐穴储气库建设相对缓慢,满足不了调峰需求。针对这种质疑,杨海军对记者表示,一方面,储气库选址的地质条件要求十分严格,并不是所有盐穴都适合作为天然气储气库;另一方面,储气库建设周期一般都比较长。建设盐穴储气库要注水溶盐、不断“挖掘”,以保证盐穴大小合适、稳定又密封。“选址与评价等前期工作一般需要3年时间,溶腔建设也需要3年时间。因此,一座储气库的建设周期为6年,国外亦然。”此外,杨海军还表示,盐穴储气库的建设还受盐化工情况的影响,即“造腔建穴速度要与卤水消化量相匹配”。

从建设进度看,金坛储气库完全达容需到2020年。据记者了解,除金坛储气库外,目前我国正在加紧推进的储气库项目还包括湖北云应(孝感市云应盐矿)、河南平顶山(平顶山市平顶山盐矿)、江苏淮安(淮安市淮安盐矿)、云南安宁(昆明市安宁县安宁盐矿)等地区,全国多家井矿盐生产企业也正在积极探索盐穴资源循环利用和可持续发展的新路径。

金坛老腔盐穴储气库丛式井固井施工为国内首例

2017年4月10日,中盐金坛老腔改造工程茅15井组后期井组气密封测试顺利通过,满足后续使用要求。这标志着国内首个老腔改造盐穴储气库丛式井固井工程圆满收官。

中盐金坛老腔改造工程由渤海钻探固井一公司承担全部固井工程。作为国内首个老腔盐穴储气库丛式井,茅15井组固井难度大,老井封堵和新井固井质量必须满足储气库承压标准。

针对老井封堵存在的诸多困难,固井一公司在中盐储气库区块首创超细水泥分段式封堵法,显著提升封堵效果。针对新井国内盐穴储气库首口“S”形定向井——茅20井存在的井形特殊、套管尺寸大、居中困难、顶替效率差等难题,及该区块施工过程中普遍存在的漏失憋堵风险,固井一公司积极开展盐穴储气库定向井固井技术研究,全方位收集资料,制定有效技术措施。

施工前,使用固井软件充分展开模拟试验,配合水泥浆、增黏前置液体系优化,圆满完成施工任务。

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