国内外地下储气库技术现状和发展趋势

国内外地下储气库技术现状和发展趋势

魏有财

廊坊中油朗威工程项目管理有限公司

摘要

随着全球能源需求的不断增长，地下储气库技术在保障能源安全方面具有重要意义。本文对国内外地下储气库技术现状进行了综述，并分析了影响地下储气库技术发展的主要因素。最后，提出了未来地下储气库技术发展的方向和挑战。

关键词：地下储气库；技术现状；发展趋势；能源安全；挑战

引言

随着全球经济的发展和人口的增长，能源需求不断上升。为了满足对能源的需求，各国都在努力提高能源利用效率，减少对环境的污染。其中，地下储气库技术在保障能源安全方面具有重要意义。本文对国内外地下储气库技术现状进行了综述，并分析了影响地下储气库技术发展的主要因素。最后，提出了未来地下储气库技术发展的方向和挑战。

一.国内外地下储气库技术现状

国外地下储气库技术现状

地下储气库是指将天然气注入地下枯竭油气藏、含水层或洞穴等地下空间形成的储气场所。[1]目前，国外主要地下储气库技术包括：

（1）盐穴储气库：盐穴储气库是一种利用盐矿开采后留下的空腔或地下盐岩中溶出的巨大“天然溶洞”来储存天然气的设施。这种储气方式具有储量大、成本低、密封性好、使用寿命长等优点，同时还能节省地面土地资源。

（2）深井气藏储气库：深井气藏储气库是通过钻井将地下天然气提取出来，然后将其储存于地下岩层中。这种技术的优点是储存量大、气质组成稳定，但需要较高的钻井技术水平。

（3）地下球型储气库：地下球型储气库是一种将天然气储存在球形储气囊中的技术。其优点是储存能力大、运行维护方便，但建设成本较高。

我国地下储气库技术现状

我国地下储气库技术发展较晚，但近年来取得了显著进展。目前，我国主要地下储气库技术包括：

1.洞穴型储气库

（1）盐穴储气库：我国盐穴储气库技术尚处于初步阶段，已有一些盐穴储气库投入运营。[2]但与国外相比，我国在盐穴储气库技术方面仍存在一定差距。

（2）矿坑储气库：矿坑储气库是一种利用废弃的符合储气条件的矿坑进行储气的地下储气库。这种储气库的工作气量比例高，可完全回收垫气。然而，由于符合储气密封条件的矿坑较少（改造往往需加内衬），人工开凿也受地质条件的限制，所以这类储气库不是很常见。目前全球只有3座矿坑储气库，其中美国2座、德国1座。在中国，地下储气库的发展历程已超过20年，以1999年大港大张坨储气库全面建设为标志。目前中国已建成27座储气库，调峰能力超过100亿立方米，同时还拥有许多科技创新成果，或将迎来新一轮的快速发展。

2.水层储气库：水层储气库是一种利用含水层作为储气空间的地下储气设施。这类储气库的建设和发展在全球范围内都具有重要意义。在中国，水层储气库的建设还处于起步阶段。中国中东部经济发达地区的天然气管道和液化天然气（LNG）已不能满足调峰保供的需求，因此建设储气库成为现实选择。目前，中国中东部地区的气藏、盐穴两类库址目标也不能满足储气库建设需求，因此含水层目标成为重要发展方向。

二.地下储气库技术发展建议与优点

建议

（1）加强储气库技术研究和创新，提高我国储气库技术水平。

（2）注重绿色环保，实现可持续发展。

（3）加强行业合作，推动储气库技术的发展和应用。

地下储气库的主要优点

1.提高天然气供应的稳定性。通过存储天然气，可以在需要的时候调节天然气的供应量，从而提高天然气的供应稳定性。

2.增加天然气储备能力。地下储气库可以将天然气存储在地下，从而增加天然气的储备能力。

3.减少天然气输送压力。通过在地下建造储气库，可以减少天然气输送过程中的压力损失，从而提高天然气的输送效率。

4.降低天然气价格。通过存储天然气，可以在需要的时候调节天然气价格，从而降低天然气价格。

地下储气库的分类

1.气藏型储气库：气藏型储气库是通过钻井将天然气井口处的气藏开采出来，然后将天然气注入到已有的地下储气库中。这种类型的储气库主要应用于气藏丰富的地区。

2.压气站型储气库：压气站型储气库是通过压缩天然气，然后将其储存到地下储气库中。[3]这种类型的储气库主要应用于天然气产量较低、价格较高的地区。

3.液化石油气(LPG)型储气库：液化石油气(LPG)型储气库是通过将液化石油气储存到地下储气库中。这种类型的储气库主要应用于城市燃气供应和冬季供暖等领域。

4.盐穴型储气库：盐穴型储气库是通过利用地下盐岩或岩盐形成盐穴，然后将天然气注入到盐穴中。这种类型的储气库主要应用于气藏不丰富、盐岩资源丰富的地区。

5.深井型储气库：深井型储气库是通过钻井将天然气注入到已有的地下储气库中，通常钻井深度较大，应用范围较广。

三.国内外地下储气库技术发展趋势

1.绿色环保型技术的发展

随着全球气候变暖和环境污染日益严重，绿色环保型技术在地下储气库领域的应用越来越受到关注。[4]未来，国内外地下储气库技术将更加注重节能减排，采用清洁化的生产工艺，提高资源利用率，减少废弃物排放，以降低对环境的影响。

2.

存储容量的提升

随着地下储气库应用的不断拓展，对储气容量提出了更高的要求。为满足这一需求，未来地下储气库技术将在提高存储容量、降低成本、提高效率等方面进行研究和改进，以满足不同地区的用气需求。

3.储气库监控技术的发展

随着信息技术和物联网技术的飞速发展，未来地下储气库的监控技术将更加先进和智能化。[5]通过实时监测和分析储气库的各项指标，实现对储气库的精准管理和优化运行，提高储气库的安全性和可靠性。

4.地下储气库技术与其他能源领域的融合

未来地下储气库技术将与其他新能源领域（如太阳能、风能等）进行融合，实现多能源互补和综合利用，提高能源利用效率，降低能源成本，减轻环境压力。

5.智能化和自动化水平的提高

随着工业4.0和智能制造的发展，未来地下储气库技术将朝着智能化和自动化的方向发展。通过采用先进的控制算法和数据分析技术，实现对地下储气库的远程控制和智能化管理，提高生产效率，降低人工成本。

四.新技术在地下储气库中的应用

地震波监测

地震波监测技术可以有效识别和预警地震波，减少地震对储气库的影响，保证储气库的安全运行。

物联网技术

物联网技术可以实现对储气库内各种参数的实时监测和控制，提高储气库的自动化程度，降低运营成本。

智能模拟技术

智能模拟技术可以对储气库的运行状态进行模拟和预测，为运营决策提供科学依据。

五.地下储气库技术发展趋势预测

1.规模化和效率提升

随着全球能源需求的不断增长，地下储气库的规模也将不断扩大。未来，储气库将会更加注重规模化和效率的提升，采用更先进的技术和设备，以满足不断增长的需求。

2.数字化和智能化

未来，地下储气库将会更加注重数字化和智能化。通过采用各种数字化和智能化的技术，储气库的运行和管理将会变得更加高效和精准。

3.安全性和可靠性

未来，地下储气库将会更加注重安全性和可靠性。通过采用更先进的安全技术，储气库将会变得更加安全可靠，以满足日益严格的安全要求。

结束语

地下储气库技术在国内外的发展已经取得了巨大的进展。随着科技的不断进步和市场需求的不断增长，地下储气库技术将会继续发展，为能源行业的发展做出更大的贡献。通过不断探索和研究，地下储气库技术将会变得更加高效、安全、环保和可持续，为人类社会的发展和繁荣做出更大的贡献。

参考文献

[1]阳小平.中国地下储气库建设需求与关键技术发展方向[J].油气储运,2023,42(10):1100-1106.

[2]刘慧,丁心鲁,张士杰,等.地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法[J].石油钻探技术,2022,50(06):64-71.

[3]朱礼萍.国内外地下储气库监测技术概述[J].石油管材与仪器,2022,8(04):1-7.DOI:10.19459/j.cnki.61-1500/te.2022.04.001.

[4]车阳,王金忠,晋新伟,等.地下储气库多井眼重入封井技术研究及应用[J].石油钻采工艺,2022,44(04):415-421.DOI:10.13639/j.odpt.2022.04.003.

[5]马新华,郑得文,魏国齐,等.中国天然气地下储气库重大科学理论技术发展方向[J].天然气工业,2022,42(05):93-99.