我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)未來(lái)建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略的思考

孔紅芳 夏明海 沙乃亮 孫德盛

摘 要：隨著全球氣候變暖，世界上越來(lái)越多的國(guó)家重視氣候變化。天然氣作為一種重要的清潔能源，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但天然氣也面臨著運(yùn)輸、儲(chǔ)存等現(xiàn)實(shí)難題。地下儲(chǔ)氣庫(kù)作為天然氣儲(chǔ)存和調(diào)峰的一個(gè)重要手段，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)發(fā)展較晚，在儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)、安全、科學(xué)運(yùn)行管理等方面經(jīng)驗(yàn)缺乏。本文論述了國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r，以及建造和運(yùn)行管理技術(shù)，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際，提出了由過(guò)去短期調(diào)峰戰(zhàn)略向中長(zhǎng)遠(yuǎn)儲(chǔ)備戰(zhàn)略的發(fā)展思路的轉(zhuǎn)變，對(duì)采用新的理念和技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展的思考。

關(guān)鍵詞：地下儲(chǔ)氣庫(kù);未來(lái)建設(shè);發(fā)展戰(zhàn)略

近年來(lái)世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各國(guó)對(duì)天然氣的需求量越來(lái)越大，我國(guó)繼2017年成為世界最大原油進(jìn)口國(guó)之后，2018年又成為世界最大的天然氣進(jìn)口國(guó)。全年進(jìn)口天然氣9038.5萬(wàn)t，對(duì)外依存度達(dá)到45.3%。隨著國(guó)內(nèi)天然氣需求量的日益增加、進(jìn)口氣量的持續(xù)快速增長(zhǎng)以及國(guó)內(nèi)大型長(zhǎng)輸管道工程的提速建設(shè)，天然氣儲(chǔ)存和調(diào)峰矛盾已經(jīng)成為制約天然氣工業(yè)發(fā)展的瓶頸。如何實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展已成為我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)面臨的主要問(wèn)題之一。

1 國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 建設(shè)

我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，始于上世紀(jì)60年代，快速發(fā)展于90代初，經(jīng)過(guò)20多年的建設(shè)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)在平衡天然氣管網(wǎng)的壓力和輸氣量、調(diào)節(jié)區(qū)域平衡供氣等方面發(fā)揮了重要作用。截至2015年，國(guó)內(nèi)已建成地下儲(chǔ)氣庫(kù)（群）12座，工作氣量約54億m3，但這僅占消費(fèi)量的3%左右，需求依然很大。

1.2 管理

當(dāng)前我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)主要由天然氣供應(yīng)商承建和管理，僅僅作為長(zhǎng)輸管道配套工程。如中石油建設(shè)10座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，其中遼河雙6等六座地下儲(chǔ)氣庫(kù)（群）主要是作為西氣東輸二線、陜京線等管網(wǎng)季節(jié)性調(diào)峰、管線事故應(yīng)急供氣和國(guó)家戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備氣源，發(fā)揮相關(guān)區(qū)域調(diào)峰供氣、穩(wěn)定供應(yīng)作用，由國(guó)家財(cái)政資金支持建設(shè);大港板橋、江蘇金壇等4座地下儲(chǔ)氣庫(kù)（群）主要作為西氣東輸、陜京線等管網(wǎng)季節(jié)性調(diào)峰、應(yīng)急供氣氣源，由石油公司出資建設(shè)。中石化的2座地下儲(chǔ)氣庫(kù)，主要由石油公司出資建設(shè)，相應(yīng)管道公司管理。

1.3 技術(shù)

國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)與發(fā)展，在建庫(kù)技術(shù)方面取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，在地下儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)評(píng)價(jià)、鉆完井、注采工藝、地面工藝、運(yùn)行保障等方面形成5套技術(shù)系列，24項(xiàng)核心技術(shù)，為國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)、安全運(yùn)行提供有力的技術(shù)支撐。

2 我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)未來(lái)建設(shè)的發(fā)展戰(zhàn)略

2.1 發(fā)展需求

2.1.1 市場(chǎng)

隨著國(guó)內(nèi)大氣治理的迫切需要、城鎮(zhèn)化速度加快、碳減排與碳交易市場(chǎng)的建立，中長(zhǎng)期天然氣需求量必將越來(lái)越大。據(jù)預(yù)測(cè)，2030年全國(guó)天然氣消費(fèi)量將達(dá)到4000億m3，對(duì)外依存度將超過(guò)40%，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)12%測(cè)算，調(diào)峰需求量將達(dá)到480億m3，而我國(guó)現(xiàn)有地下儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰能力僅180億m3，地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)屬于朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。

2.1.2 技術(shù)

國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)起步晚，建庫(kù)技術(shù)和建庫(kù)經(jīng)驗(yàn)還缺乏，因此需加快建庫(kù)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的研究。如在枯竭油氣藏改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)方面，我國(guó)東部地質(zhì)條件復(fù)雜，改建地下儲(chǔ)氣庫(kù)的難度較大，應(yīng)針對(duì)復(fù)雜斷塊油氣藏的地質(zhì)條件在注排機(jī)理、滲流機(jī)理、建庫(kù)方式、建庫(kù)周期、井網(wǎng)部署、方案設(shè)計(jì)和施工技術(shù)等方面進(jìn)行認(rèn)真研究。在鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)方面應(yīng)在地址選區(qū)、區(qū)塊評(píng)價(jià)、溶腔設(shè)計(jì)、造腔控制、穩(wěn)定性分析、注采方案設(shè)計(jì)、鉆完井工藝等多方面進(jìn)行深入研究。在含水層建庫(kù)方面，中小型盆地儲(chǔ)蓋組合具有復(fù)雜性，水層儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)將面臨很大的技術(shù)難題，應(yīng)針對(duì)其具體情況下力量深入研究。

2.1.3 運(yùn)營(yíng)管理

隨著天然氣市場(chǎng)發(fā)展不斷成熟，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步完善，政府對(duì)天然氣產(chǎn)業(yè)的法律法規(guī)和監(jiān)管政策日趨健全，儲(chǔ)氣業(yè)務(wù)將逐漸從管道公司中分離出來(lái)，成為自負(fù)盈虧的市場(chǎng)主體，成為天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中的獨(dú)立環(huán)節(jié)，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，這是市場(chǎng)規(guī)律發(fā)展的必然。近年來(lái)，國(guó)家加大對(duì)天然氣市場(chǎng)化改革推進(jìn)力度，已相繼出臺(tái)一系列配套政策，地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)與天然氣管輸分離，未來(lái)市場(chǎng)化運(yùn)作是主要趨勢(shì)。

2.2 面臨的主要挑戰(zhàn)

2.2.1 建設(shè)能力滯后，調(diào)峰能力不足

國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)尚未成為獨(dú)立環(huán)節(jié)，僅作為管道項(xiàng)目配套工程，建設(shè)速度明顯滯后。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)建成投運(yùn)天然氣管網(wǎng)已達(dá)7.3萬(wàn)km，而現(xiàn)有地下儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰能力僅54萬(wàn)m3，明顯低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 優(yōu)質(zhì)庫(kù)源缺乏，建庫(kù)成本高

我國(guó)的天然氣資源區(qū)與消費(fèi)市場(chǎng)分離，建庫(kù)資源分布不均，資源區(qū)主要集中在中西部地區(qū)，而天然氣的主要用戶(hù)、市場(chǎng)在東部地區(qū)。由于主要消費(fèi)市場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造破碎、陸相沉積環(huán)境復(fù)雜，工程建設(shè)難度大，以鉆完井為代表的工程質(zhì)量問(wèn)題屢有發(fā)生，投資成本大幅升高。如北方BQ庫(kù)群完鉆8的口水平井中有6口出現(xiàn)了漏失、固井質(zhì)量差、套管破損等嚴(yán)重復(fù)雜事故，地下儲(chǔ)氣庫(kù)單井鉆井成本約6000萬(wàn)元，部分井鉆井成本超過(guò)1億元;西南XGS地下儲(chǔ)氣庫(kù)兩口水平井多次出現(xiàn)復(fù)雜情況，鉆井周期分別高達(dá)523天和490天，鉆井成本大幅上升，超過(guò)方案設(shè)計(jì)的50%以上。

2.2.3 安全、科學(xué)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足

我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)起步晚，建設(shè)歷程相對(duì)較短，盡管目前在地下儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、跟蹤評(píng)價(jià)、優(yōu)化預(yù)測(cè)等方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但仍然面臨很多問(wèn)題和挑戰(zhàn)，如建庫(kù)理念轉(zhuǎn)變、庫(kù)容參數(shù)優(yōu)化技術(shù)等。當(dāng)前投運(yùn)的地下儲(chǔ)氣庫(kù)（群）未實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)、循環(huán)過(guò)渡到周期注采運(yùn)行全過(guò)程一體化管理，基于地質(zhì)、井筒和地面三位一體的完整性管理處于初級(jí)階段。

2.3 國(guó)內(nèi)地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展對(duì)策與建議

2.3.1 科學(xué)規(guī)劃，加強(qiáng)戰(zhàn)略布局

國(guó)家層面應(yīng)協(xié)調(diào)企業(yè)、地方，按照“總體規(guī)劃，分步實(shí)施，突出重點(diǎn)”的原則，分步實(shí)施地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè);在重點(diǎn)消費(fèi)地區(qū)和管網(wǎng)樞紐發(fā)達(dá)地區(qū)加大庫(kù)址篩選評(píng)價(jià)，優(yōu)選枯竭氣藏改建地下儲(chǔ)氣庫(kù);轉(zhuǎn)變建庫(kù)理念，擴(kuò)大庫(kù)址篩選范圍，在有條件地區(qū)開(kāi)展含水層地下儲(chǔ)氣庫(kù)專(zhuān)項(xiàng)研究和系統(tǒng)先導(dǎo)試驗(yàn)，探索水層地下儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)的相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

2.3.2 加快攻關(guān)，建立專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)

一方面應(yīng)建立地下、井、地面三位一體的技術(shù)和管理團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)對(duì)地下儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)跟蹤評(píng)價(jià)與管理，完善相關(guān)機(jī)制，培養(yǎng)造就一支素質(zhì)高、技術(shù)實(shí)力強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)，為地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與發(fā)展提供保障;另一方面針對(duì)不同類(lèi)型地下儲(chǔ)氣庫(kù)開(kāi)展地質(zhì)評(píng)價(jià)與氣藏工程、鉆完井工程、注采工程、地面配套工藝及地下儲(chǔ)氣庫(kù)完整性評(píng)價(jià)等方面的核心技術(shù)攻關(guān)，為地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)提供技術(shù)支持。

2.3.3 加強(qiáng)創(chuàng)新，探索“中國(guó)特色”的建設(shè)經(jīng)營(yíng)管理模式

實(shí)施“兩步走”的策略。現(xiàn)階段以滿(mǎn)足調(diào)峰需求為目標(biāo)，國(guó)家層面完善相關(guān)政策法規(guī)，由石油公司為主組織實(shí)施與運(yùn)營(yíng)管理，適當(dāng)引進(jìn)資本，逐步開(kāi)放市場(chǎng)，按照“誰(shuí)投資、誰(shuí)受益”的原則進(jìn)行管理。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著天然氣價(jià)格市場(chǎng)化，地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)采取公司化運(yùn)作、專(zhuān)業(yè)化建設(shè)、效益化運(yùn)行方式，從建設(shè)主體來(lái)看，將趨向多元化，天然氣供銷(xiāo)商、燃?xì)夤镜榷伎梢詤⑴c地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，從經(jīng)營(yíng)模式來(lái)看，按照“誰(shuí)建庫(kù)，誰(shuí)受益，誰(shuí)用庫(kù)，誰(shuí)出錢(qián)”的原則進(jìn)行收費(fèi)，完全由市場(chǎng)決定，采取“倉(cāng)儲(chǔ)式”經(jīng)營(yíng)模式將成為主流。

3 結(jié)論

我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)應(yīng)遵循客觀發(fā)展規(guī)律，直面挑戰(zhàn)，積極應(yīng)對(duì)。強(qiáng)化戰(zhàn)略布局，加大庫(kù)址篩選力度;建立專(zhuān)業(yè)技術(shù)和管理團(tuán)隊(duì)，加大地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)科研攻關(guān);引進(jìn)多元化建設(shè)主體，采取“倉(cāng)儲(chǔ)式”的經(jīng)營(yíng)模式將是今后地下儲(chǔ)氣庫(kù)業(yè)務(wù)發(fā)展的主要趨勢(shì);

依靠科技進(jìn)步，加大技術(shù)攻關(guān)是解決當(dāng)前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)面臨問(wèn)題的關(guān)鍵，必須加強(qiáng)研究地質(zhì)評(píng)價(jià)與氣藏工程、鉆完井工程、儲(chǔ)氣庫(kù)注采工程、地面配套工藝及儲(chǔ)氣庫(kù)完整性評(píng)價(jià)等多個(gè)方面的核心技術(shù)，大幅提高儲(chǔ)氣庫(kù)建庫(kù)效率，有效應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的天然氣安全保供需，促進(jìn)我國(guó)天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)可持續(xù)發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：

孔紅芳（1977- ），女，漢族，高級(jí)技師，在大港油田采油五廠從事石油天然氣開(kāi)采輸送工作。